KR100824025B1 - 질소 발생 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 질소 발생 장치를 제공한다. 상기 질소 발생 장치는 케이스 내부에 서로 병렬로 배치되며 그 내부에 표면 세공이 4Å인 흡착제가 충전되는 적어도 하나 이상의 흡착 용기들과, 상기 케이스 근방에 배치되며 상기 흡착 용기들로 압축 공기를 공급하는 압축 공기 공급기와, 상기 케이스 근방에 배치되며 상기 흡착 용기들로 공급된 압축 공기에서 상기 흡착제에 의하여 분리되는 질소가 저장되는 질소 저장 용기와, 상기 케이스와 상기 압축 공기 공급기와 상기 질소 저장 용기를 지지하는 지지판과, 상기 압축 공기를 순차적으로 상기 흡착 용기들로 공급하고, 일정 유량의 상기 분리되는 질소를 순차적으로 상기 흡착 용기들로부터 상기 질소 저장 용기로 안내하는 제어 유니트를 구비함으로써, 병렬로 배치되는 흡착 용기들의 내부에서 질소를 순차적으로 발생시키어 하나의 질소 저장 용기에 저장하여 장소의 구애 없이 즉각 질소를 발생시키어 용접부로 공급할 수 있다.
질소, 압축공기, 용접

Description

질소 발생 장치{NITROGEN GENERATOR}
본 발명은 질소 발생 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 병렬로 배치되는 흡착 용기들의 내부에서 질소를 순차적으로 발생시키어 하나의 질소 저장 용기에 저장하여 장소의 구애 없이 즉각 질소를 발생시키어 용접부로 공급할 수 있는 질소 발생 장치에 관한 것이다.
전형적으로, 질소 가스는 불활성의 가스로 철강 및 금속, 석유화학, 반도체, 의약품 등의 제조공정에 사용되고, 각종 금속의 열처리와 화학 플랜트(plant), 배관, 탱크와 같은 설비나 용기 내부의 함유물을 화학적, 물리적 반응을 일으키지 않는 기체로 중화처리할 띠 사용되는 퍼지 가스(purge gas), 각종 분석기의 캐리어(carrier) 가스로 사용되며, 판유리 제조, 비료, 촉매, 신소재 등의 원료 등 광범위하게 사용되고 있다.
이러한 용도의 질소를 대량으로 발생시켜 공급하는 질소발생장치는 외부의 공기를 흡입하여 압축하는 공기 압축기와, 상기 공기 압축기에서 압축된 공기를 저장하는 공기 저장 탱크와, 상기 공기 저장 탱크의 압축된 공기를 냉각시키는 냉각기와, 상기 냉각기에서 냉각된 공기를 산소와 질소로 분리하여 산소는 내부에 흡착 되고 질소는 외부로 배출하는 흡착탑과, 상기 흡착탑에서 배출되는 질소를 저장하는 질소 저장 탱크와, 상기 흡착탑에서 분리된 고압의 산소를 대기중에 배출하는 배출관으로 구성되어 상기 공기 압축기에서 외부의 공기를 흡입하여 고압으로 압축하여 공기 저장 탱크에 저장되고, 공기 저장 탱크에 저장된 공기는 냉각기에 의해 냉각되어 흡착탑의 내부로 고압의 상태에서 주입된다.
이때, 상기 흡착탑의 내부에는 산소가 흡착되는 흡착제가 충진 된다.
상기와 같이 흡착탑의 내부로 주입된 고압의 공기는 흡착탑 내부에 충진된 흡착제를 통과하며 산소는 흡착제에 흡착되고 질소는 흡착제를 통과하여 질소 저장 탱크에 저장되어 필요한 장소에 공급되고, 산소는 배출관을 통해 대기중으로 배출되는 PSA(Pressure Swing Adsorption)방법이 사용되고 있다.
그러나, 상기와 같이 PSA 방법이 사용되고 있는 질소 발생 장치는 단순히 흡착탑에서 질소를 정화하여 다수개의 질소 저장 탱크에 순차적으로 저장하고, 이 질소 저장 탱크를 용접부에 별도로 공급하게 되는 역할을 한다.
따라서, 상기와 같은 종래의 질소 발생 장치는 그 자체를 일정의 용접부로 이동하여 즉석에서 질소를 일정량 발생시키어 사용되도록 할 수 없는 문제점이 있다.
즉, 종래의 질소 발생 장치는 장소에 구애 받지 않고 이동 설치가 불가능하고, 흡착 용기들의 내부에 질소를 순차적으로 발생시키어 하나의 질소 저장 용기에 저장함과 아울러 용접부로 공급할 수 없는 문제점을 갖는다.
또한, 종래의 질소 발생 장치는 용접부로 공급되는 질소에 대한 공정의 감시 를 실시간으로 이룰 수 없음과 아울러 압축 공기에 대한 유량의 감시를 이룰 없기 때문에, 압축 공기의 누설 및 용접부로 공급되는 질소의 누설로 인한 공정 사고를 미연에 방지할 수 없는 문제점을 갖는다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결할 수 있도록 안출된 것으로서, 본 발명의 제 1목적은 병렬로 배치되는 흡착 용기들의 내부에서 질소를 순차적으로 발생시키어 하나의 질소 저장 용기에 저장할 수 있는 질소 발생 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 제 2목적은 장소의 구애 없이 이동 설치가 용이하고, 이동되어 설치된 장소에서 즉각 질소를 발생시키어 용접부로 공급할 수는 질소 발생 장치를 제공함에 있다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 질소 발생 장치는 케이스 내부에 서로 병렬로 배치되며 그 내부에 표면 세공이 4Å인 흡착제가 충전되는 적어도 하나 이상의 흡착 용기들과, 상기 케이스 근방에 배치되며 상기 흡착 용기들로 압축 공기를 공급하는 압축 공기 공급기와, 상기 케이스 근방에 배치되며 상기 흡착 용기들로 공급된 압축 공기에서 상기 흡착제에 의히여 분리되는 질소가 저장되는 질소 저장 용기와, 상기 케이스와 상기 압축 공기 공급기와 상기 질소 저장 용기를 지지하는 지지판과, 상기 압축 공기를 순차적으로 상기 흡착 용기들로 공급하고, 일정 유량의 상기 분리되는 질소를 순차적으로 상기 흡착 용기들로부터 상기 질소 저장 용기로 안내하는 제어 유니트를 포함한다.
여기서, 상기 흡착제는 CMS(Carbon Molecular Sieve)이다.
그리고, 상기 제어 유니트는 상기 압축 공기 공급기와 상기 흡착 용기들을 서로 연결하는 공급 라인과, 상기 공급 라인에 설치되어 상기 흡착 용기들 각각으로의 공급 유로의 개폐를 제어하는 제 1개폐 밸브들과, 상기 흡착 용기들과 상기 질소 저장 용기를 서로 연결하는 배출 라인과, 상기 배출 라인에 설치되어 각각의 상기 흡착 용기들로부터 상기 질소 저장 용기로의 배출 유로의 개폐를 제어하는 제 2개폐 밸브들과, 상기 제 1개폐 밸브와 상기 제 2개폐 밸브와 상기 압축 공기 공급기와 전기적으로 연결되며, 상기 흡착 용기들 각각으로 압축 공기가 순차적으로 공급되도록 상기 제 1개폐 밸브들의 개폐 작동을 제어하고, 상기 각각의 흡착 용기들에서 정화된 질소가 상기 질소 저장 용기로 순차적으로 배출되도록 상기 제 2개폐 밸브들의 개폐 작동을 제어하는 제어부와, 상기 질소 저장 용기와 연결되어 상기 배출되는 정화된 질소의 저장 용량을 측정하여 상기 제어부로 전송하는 용량 측정기와, 상기 공급라인에 설치되어 상기 흡착 용기들로 공급되는 압축 공기의 유량을 측정하여 상기 제어부로 전송하는 유량 측정기를 구비한다.
또한, 상기 공급 라인과 상기 배출 라인에는 압축 공기 및 정화된 질소에 포함되는 이물질을 필터링 하는 다수개의 에어 필터들이 설치되고, 상기 에어 필터들은 상기 이물질이 배출되는 이물질 배출 라인과 연결되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 공급 라인에는 상기 흡착제에 의하여 걸러진 산소가 배출되는 산소 배출 라인이 연결되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제 2개폐 밸브와 상기 질소 저장 용기의 사이에 위치되는 배출 라인에는 정화된 질소가 일정 저장 용량에 이르면 상기 질소 저장 용기로 유동시키는 체크 밸브가 더 설치되는 것이 바람직하다.
이에 더하여, 상기 질소 저장 용기는 저장된 질소를 동관을 용접하는 용접부로 공급하는 질소 공급 유로와 연결된다.
상기 질소 공급 유로에는 상기 공급되는 질소의 기설정된 일정 용량 범위의 누설을 감지하도록 상기 제어부와 연결되는 질소 누설 감지기가 설치된다.
상기 공급 라인에는 상기 압축 공기의 기설정된 일정 유량 범위의 누설을 감지하는 압축 공기 누설 감지기가 설치된다.
상기 제어부는 알람 발생기와 전기적으로 연결되어 상기 측정되어 전송되는 질소의 저장 용량이 기설정된 저장 용량 범위를 벗어나거나, 상기 압축 공기가 기설정된 유량 범위를 벗어나는 경우에, 상기 알람 발생기로 전기적 신호를 전송하여 알람을 발생시킨다.
상기 제어부는 표시기와 전기적으로 연결되어, 상기 측정되어 전송되는 질소의 저장 용량과, 상기 저장 용량 범위와, 상기 유량 범위를 가시적으로 표시하고, 상기 알람의 발생 여부를 가시적으로 표시한다.
본 발명은 병렬로 배치되는 흡착 용기들의 내부에서 질소를 순차적으로 발생시키어 하나의 질소 저장 용기에 저장할 수 있는 효과를 갖는다.
또한, 본 발명은 흡착 용기들과 질소 저장 용기와 압축 공기 공급기를 하나 의 모듈로 구성함으로써 장소의 구애 없이 이동 설치가 용이하고, 이동되어 설치된 장소에서 즉각 질소를 발생시키어 용접부로 공급할 수는 효과를 갖는다.
또한, 본 발명은 질소가 정화되어 질소 저장 용기에 저장되는 과정과 압축 공기의 공급 과정을 실시간으로 모니터링하여 질소 발생 공정 상에 발생될 수 있는 공정 사고를 미연에 방지할 수 있는 효과를 갖는다.
이하, 첨부되는 도면들을 참조로 하여, 본 발명의 질소 발생 장치를 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 질소 발생 장치를 보여주는 사시도이다. 도 2는 본 발명의 질소 발생 장치의 구조를 보여주는 도면이다. 도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따르는 흡착제를 보여주는 도면이다. 도 4는 본 발명에 따르는 제어 유니트의 작동을 보여주는 블록도이다.
도 1을 참조 하면, 본 발명의 질소 발생 장치는 서로 나란하게 병렬식으로 배열되는 다수개의 흡착 용기들(100)을 구비한다.
이하의 설명에서는 상기 흡착 용기들(100)이 도 2에 도시된 바와 같이 한 쌍으로 구비된 경우를 예로 하여 설명하도록 한다.
따라서, 본 발명에 따르는 흡착 용기들(100)은 제 1흡착 용기(110)와 제 2흡착 용기(120)로 구성된다.
상기 제 1흡착 용기(110)와 상기 제 2흡착 용기(120)의 내부 충전 용량은 서로 동일할 수도 있고 서로 다를 수도 있다.
상기 제 1흡착 용기(110)와 상기 제 2흡착 용기(120)의 내부에는 일정량의 흡착제가 충진된다.
본 발명에 따르는 흡착제는 'CMS(Carbon Molecular Sieve); 카본 분자체'가 사용된다.
상기 CMS는 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이 입자간의 표면 세공이 형성된다.
상기 표면 세공은 도 3b에 도시된 바와 같이 약 4Å 일 수 있다. 여기서, 상기 표면 세공은 3.9Å 내지 4.1Å 의 범위를 이룰 수 있다.
예컨대, 산소의 분자경이 약 3.8Å 이고, 질소의 분자경이 약 4.2Å 을 이루기 때문에, 상기 표면 세공 보다 현저히 작은 산소가 단시간에 상기 CMS에 용이하게 흡착된다.
따라서, 상기 질소와 산소는 상기 제 1흡착 용기(110) 및 제 2흡착 용기(120)의 내부에서 상기 CMS에 의하여 용이하게 분리되어 정화될 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 제 1흡착 용기(110)와 상기 제 2흡착 용기(120) 각각으로 일정 압력의 압축 공기를 공급하는 컴프레셔와 같은 압축 공기 공급기(200)를 구비한다.
본 발명은 상기 제 1흡착 용기(110)와 제 2흡착 용기(120)로 공급된 압축 공기에서 상기 흡착제에 의하여 분리되는 질소가 일정량으로 저장되는 질소 저장 용기(300)를 구비한다.
본 발명은 상기 압축 공기를 상기 제 1흡착 용기(110)와 제 2흡착 용기(120)로 순차적으로 공급하고, 일정 유량의 상기 분리되는 질소를 상기 제 1흡착 용기(110)와 제 2흡착 용기(120)로부터 순차적으로 상기 질소 저장 용기(300)로 안내하는 제어 유니트(400)를 구비한다.
여기서, 상기 제 1흡착 용기(110)와 상기 제 2흡착 용기(120)는 일정 공간을 갖는 케이스(50)의 내부에 설치된다.
그리고, 상기 케이스(50)와 상기 압축 공기 공급기(200)와 상기 질소 저장 용기(300)를 포함한 제어 유니트(400)는 지지판(90) 상에 설치된다.
따라서, 지지판(90)을 일정 위치로 이동시킴으로써, 상기 케이스(50)와 상기 압축 공기 공급기(200)와 상기 질소 저장 용기(300)를 포함한 제어 유니트(400)는 동시에 이동될 수 있다.
도 2 및 도 4를 참조 하여, 상기 제어 유니트(400)의 구성을 설명하도록 한다.
본 발명에 따르는 제어 유니트(400)는 상기 압축 공기 공급기(200)와 상기 제 1흡착 용기(110) 및 제 2흡착 용기(120)를 서로 연결하는 공급 라인(410)과, 상기 제 1흡착 용기(110)와 제 2흡착 용기(120) 각각으로의 공급 유로를 개폐하는 제 1개폐 밸브들(430)과, 상기 제 1흡착 용기(110) 및 제 2흡착 용기(120)와 상기 질소 저장 용기(300)를 서로 연결하는 배출 라인(420)과, 상기 제 1흡착 용기(110) 및 제 2흡착 용기(120) 각각으로부터 질소 저장 용기(300)로의 배출 유로를 개폐하는 제 2개폐 밸브들(440)과, 상기 제 1개폐 밸브(430)와 상기 제 2개폐 밸브(440)와 상기 압축 공기 공급기(200)와 전기적으로 연결되며, 상기 흡착 용기들(100) 각 각으로 압축 공기가 순차적으로 공급되도록 상기 제 1개폐 밸브(430)의 개폐 작동을 제어하고, 상기 각각의 흡착 용기들(100)에서 정화된 질소가 상기 질소 저장 용기(300)로 순차적으로 배출되도록 상기 제 2개폐 밸브(440)의 개폐 작동을 제어하는 제어부(450)로 구성된다.
또한, 상기 질소 저장 용기(300)에는 상기 질소 저장 용기(300) 내부에 충전되는 질소의 충전량 또는 저장 용량을 체크하는 용량 측정기(310)가 설치된다.
상기 용량 측정기(310)는 상기 제어부(450)와 전기적으로 연결되어 상기 제어부로 질소의 저장 용량을 상기 제어부(450)로 실시간으로 전송할 수 있다.
또한, 상기 공급 라인(410)에는 상기 흡착 용기들(100)로 공급되는 압축 공기의 유량을 측정하여 상기 제어부(450)로 전송하는 유량 측정기(210)가 설치된다.
상기 유량 측정기(210)는 상기 제어부(450)와 전기적으로 연결되어 상기 제어부로 압축 공기의 유량을 상기 제어부(450)로 실시간으로 전송할 수 있다.
그리고, 상기 제어부(450)에는 기설정된 질소의 저장 용량 범위가 설정되고, 기설정된 압축 공기의 유량 범위가 기설정된다.
또한, 상기 제어부(450)는 알람 발생기(460)와 전기적으로 연결된다.
상기 제어부(450)는 상기 전송되는 질소의 저장 용량이 기설정된 저장 용량의 범위를 벗어나는 경우에, 그리고 상기 압축 공기의 유량이 기설정된 유량의 범위를 벗어 나는 경우에 알람을 발생시킬 수 있다.
이때, 상기 알람은 전자의 경우와 후자의 경우에 서로 다를 수 있다. 즉, 상기 알람은 음성 정보로 표출될 수 있고, 이 음성 정보는 서로 다르게 외부로 표출 됨으로써, 상기 전자와 후자가 서로 구분될 수 있다.
이에 더하여, 상기 제어부(450)는 표시기(470)와 전기적으로 연결될 수 있다.
따라서, 상기 제어부(450)는 상기 측정되어 전송되는 질소의 저장 용량과, 상기 저장 용량 범위와, 상기 유량 범위를 가시적으로 표시하고, 상기 알람의 발생 여부를 가시적으로 표시한다.
상기 알람을 표시하는 경우에, 램프와 같은 광 수단(미도시)이 사용될 수 있고, 상기 광 수단은 상기 전자와 후자의 경우에 서로 다른 램프의 색상을 채택함으로써 구분되도록 할 수 있다.
한편, 상기 공급 라인(410)과 배출 라인(420)에는 다수개의 에어 필터들(600)이 설치된다.
상기 공급 라인(410)에는 다수개의 공급측 에어 필터들(610)이 일정 간격으로 설치된다.
따라서, 상기 압축 공기 공급기(200)로부터 공급되는 압축 공기에 포함될 수 있는 이물질은 상기 공급측 에어 필터들(610)에 의하여 용이하게 필터링 될 수 있다.
또한, 상기 배출 라인(420)에는 다수개의 배출측 에어 필터(620)가 설치된다.
따라서, 상기 배출 라인(420)을 통하여 배출되는 정화된 질소에 포함될 수 있는 이물질은 배출측 에어 필터(620)에 의하여 용이하게 필터링 될 수 있다.
또한, 상기 제 2개폐 밸브(440)와 상기 질소 저장 용기(300)의 사이에 위치되는 배출 라인(420)에는 체크 밸브(421)가 더 설치된다.
따라서, 상기 체크 밸브(421)는 정화된 배출 라인(420)에서 질소가 일정 저장 용량에 이르면 상기 질소 저장 용기(300)로 유동시킬 수 있다.
이에 더하여, 상기 질소 저장 용기(300)는 저장된 질소를 동관을 용접하는 용접부(700)로 공급하는 질소 공급 유로(710)와 연결된다.
또한, 상기 질소 공급 유로(710)에는 상기 공급되는 질소의 기설정된 일정 용량 범위의 누설을 감지하도록 상기 제어부(450)와 연결되는 질소 누설 감지기(480)가 설치된다.
또한, 상기 공급 라인(410)에는 상기 압축 공기의 기설정된 일정 유량 범위의 누설을 감지하는 압축 공기 누설 감지기(490)가 설치된다.
또한, 상기 질소 누설 감지기(480)와 상기 압축 공기 누설 감지기(490)는 상기 제어부(450)로 상기 누설의 유무를 전송할 수 있다.
따라서, 상기 제어부(450)는 상기 질소 누설 감지기(480)와 상기 압축 공기 누설 감지기(490)에서의 누설 여부에 따라 상기 알람 발생기(460)를 사용하여 알람을 발생시키고, 표시기(470)를 통하여 누설의 유무를 가시적으로 표시할 수 있다.
여기서, 상기 질소 누설 감지기(480) 또는 상기 압축 공기 누설 감지기(490)에서의 누설에 대한 알람 구분은 상기에 기술된 바와 같이 음성 정보를 서로 다르게 표출하거나, 표시기(470)에서 표시되는 램프의 색상을 서로 다르게 하여 이루게 할 수 있다.
다음은, 상기의 구성을 갖는 질소 발생 장치의 작동을 설명하도록 한다.
도 2 및 도 4를 참조 하면, 본 발명의 제어부(450)는 제 1흡착 용기(110)와 제 2흡착 용기(120)에서의 질소 분리를 순차적으로 진행할 수 있다.
상기 제어부(450)는 압축 공기 공급기(200)로 전기적 신호를 전송하여 공급 라인(410)에 압축 공기를 공급하고, 제 1흡착 용기측 제 1개폐 밸브(431)를 개방하고, 제 2개폐 밸브(440)를 폐쇄한다.
따라서, 제 1흡착 용기(110)의 내부에서는 가압 단계 → 흡착 단계 → 감압 단계 → 정화 단계가 순차적으로 진행될 수 있다.
따라서, 제 1흡착 용기(110)의 내부에 공급된 압축 공기는 흡착 단계에서 도 3a 및 도 3b에 도시된 흡착제에 의하여 산소가 흡착되어 질소만이 분리되고, 상기 산소는 산소 배출 라인(401)을 통하여 배출되고, 상기 질소는 정화되어 배출 라인(420)을 통하여 배출된다.
이때, 상기 제어부(450)는 상기 제 1흡착 용기(110)에서 감압 단계로 이어지는 시기에, 제 1개폐 밸브(430)를 폐쇄하고 제 2개폐 밸브(440)를 개방할 수 있다.
따라서, 제 2흡착 용기(120)의 내부에 압축 공기가 공급되고, 상기 제 2흡착 용기의 내부에서는 감압 단계 → 정화 단계 → 가압 단계 → 흡착 단계가 순차적으로 진행될 수 있다.
그러므로, 제 2흡착 용기(120)의 내부에 공급된 압축 공기는 흡착 단계에서 산소가 흡착되어 질소만이 분리되고, 상기 산소는 산소 배출 라인(401)을 통하여 배출되고, 상기 질소는 정화되어 배출 라인(420)을 통하여 배출된다.
이로 인하여, 서로 병렬로 연결된 상기 제 1흡착 용기(110)와 상기 제 2흡착 용기(120)는 순차적으로 압축 공기로부터 분리하여 정화된 질소를 배출 라인(420)으로 배출할 수 있다.
여기서, 상기 공급 라인(410)에 공급되는 압축 공기의 유량은 유량 측정기(210)에 의하여 실기간으로 그 유량이 측정되고, 상기 측정된 유량은 제어부(450)로 전송됨으로써 실시간으로 감시된다.
만일, 상기 압축 공기의 유량이 제어부(450)에 기설정된 유량의 범위를 벗어나면, 상기 제어부(450)는 알람 발생기(460)를 통하여 음성 정보로 알람을 발생시킴과 아울러 표시기(470)를 통하여 가시적인 정보로 외부로 표시할 수 있다.
또한, 상기 공급 라인(410)에는 다수개의 공급측 에어 필터들(610)이 일정 간격으로 설치되기 때문에, 상기 압축 공기 공급기(200)로부터 공급되는 압축 공기에 포함될 수 있는 이물질은 상기 공급측 에어 필터들(610)에 의하여 용이하게 필터링 될 수 있다.
그리고, 상기 이물질은 이물질 배출 라인(500)을 통하여 외부로 배출된다.
이에 더하여, 상기 공급 라인(410)에 상기 압축 공기의 기설정된 일정 유량범위의 누설을 감지하는 압축 공기 누설 감지기(490)가 설치되기 때문에, 상기 공급 라인(410)에서 누설이 발생되면, 압축 공기 누설 감지기(490)는 제어부(450)로 전기적 신호를 전송하고, 상기 제어부(450)는 상기 알람 발생기(460)를 사용하여 알람을 발생시키고, 표시기(470)를 통하여 누설의 유무를 가시적으로 표시할 수 있다.
이어, 상기 배출 라인(420)으로 배출되는 질소는 질소 저장 용기(300)에 순 차적으로 저장된다.
이때, 상기 배출 라인(420)에 설치되는 체크 밸브(421)는 정화된 배출 라인(420)에서 질소가 일정 저장 용량에 이르면 상기 질소 저장 용기(300)로 유동시키는 역할을 수행한다.
상기 질소 저장 용기(300) 내에 저장되는 질소는 용량 측정기(310)에 의하여 실기간으로 그 저장 용량이 측정되고, 상기 측정된 저장 용량은 제어부(450)로 전송됨으로써 실시간으로 감시된다.
만일, 상기 질소의 저장 용량이 제어부(450)에 기설정된 저장 용량의 범위를 벗어나면, 상기 제어부(450)는 알람 발생기(460)를 통하여 음성 정보로 알람을 발생시킴과 아울러 표시기(470)를 통하여 가시적인 정보로 외부로 표시한다.
또한, 상기 배출 라인(420)에 다수개의 배출측 에어 필터(620)가 설치되기 때문에, 상기 배출 라인(420)을 통하여 배출되는 정화된 질소에 포함될 수 있는 이물질은 배출측 에어 필터(620)에 의하여 용이하게 필터링 될 수 있다.
그리고, 상기 이물질은 이물질 배출 라인(500)을 통하여 외부로 배출된다.
이어, 상기 질소 저장 용기(300)에 저장되는 질소는 질소 공급 유로(710)를 통하여 동관을 용접하는 용접부(700)로 공급된다.
이때, 상기 질소 공급 유로(710)에 상기 공급되는 질소의 기설정된 일정 용량 범위의 누설을 감지하도록 상기 제어부(450)와 연결되는 질소 누설 감지기(480)가 설치되기 때문에, 상기 질소 공급 유로(710)에서 누설이 발생되면, 질소 누설 감지기(480)는 제어부(450)로 전기적 신호를 전송하고, 상기 제어부(450)는 상기 알람 발생기(460)를 사용하여 알람을 발생시키고, 표시기(470)를 통하여 누설의 유무를 가시적으로 표시할 수 있다.
미설명 부호 도 2에서 'AD'는 에어 드라이어, 'AT'는 에어 리시버 탱크, 'CP'는 압축 공기 공급기, '소음기'는 공급 라인(410)에 공급되는 압축 공기의 유동으로인한 소음을 저감시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 질소 발생 장치를 보여주는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 질소 발생 장치의 구조를 보여주는 도면이다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따르는 흡착제를 보여주는 도면이다.
도 4는 본 발명에 따르는 제어 유니트의 작동을 보여주는 블록도이다.
** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **
50 : 케이스 100 : 흡착 용기
110 : 제 1흡착 용기 120 : 제 2흡착 용기
200 : 압축 공기 공급기 300 : 질소 저장 용기
400 : 제어 유니트 410 : 공급 라인
420 : 배출 라인 430 : 제 1개폐 밸브
440 : 제 2개폐 밸브 450 : 제어부
460 : 알람 발생기 470 : 표시기
500 : 이물질 배출 라인 600 : 에어 필터

Claims (6)

  1. 케이스 내부에 서로 병렬로 배치되며 그 내부에 표면 세공이 4Å인 흡착제가 충전되는 적어도 하나 이상의 흡착 용기들;
    상기 케이스 근방에 배치되며 상기 흡착 용기들로 압축 공기를 공급하는 압축 공기 공급기;
    상기 케이스 근방에 배치되며 상기 흡착 용기들로 공급된 압축 공기에서 상기 흡착제에 의히여 분리되는 질소가 저장되는 질소 저장 용기;
    상기 케이스와 상기 압축 공기 공급기와 상기 질소 저장 용기를 지지하는 지지판; 및
    상기 압축 공기를 순차적으로 상기 흡착 용기들로 공급하고, 일정 유량의 상기 분리되는 질소를 순차적으로 상기 흡착 용기들로부터 상기 질소 저장 용기로 안내하는 제어 유니트를 포함하는 질소 발생 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어 유니트는 상기 압축 공기 공급기와 상기 흡착 용기들을 서로 연결하는 공급 라인과, 상기 공급 라인에 설치되어 상기 흡착 용기들 각각으로의 공급 유로의 개폐를 제어하는 제 1개폐 밸브들과, 상기 흡착 용기들과 상기 질소 저장 용기를 서로 연결하는 배출 라인과, 상기 배출 라인에 설치되어 각각의 상기 흡착 용기들로부터 상기 질소 저장 용기로의 배출 유로의 개폐를 제어하는 제 2개폐 밸 브들과, 상기 제 1개폐 밸브와 상기 제 2개폐 밸브와 상기 압축 공기 공급기와 전기적으로 연결되며, 상기 흡착 용기들 각각으로 압축 공기가 순차적으로 공급되도록 상기 제 1개폐 밸브들의 개폐 작동을 제어하고, 상기 각각의 흡착 용기들에서 정화된 질소가 상기 질소 저장 용기로 순차적으로 배출되도록 상기 제 2개폐 밸브들의 개폐 작동을 제어하는 제어부와, 상기 질소 저장 용기와 연결되어 상기 배출되는 정화된 질소의 저장 용량을 측정하여 상기 제어부로 전송하는 용량 측정기와, 상기 공급라인에 설치되어 상기 흡착 용기들로 공급되는 압축 공기의 유량을 측정하여 상기 제어부로 전송하는 유량 측정기를 구비하는 것을 특징으로 하는 질소 발생 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 공급 라인과 상기 배출 라인에는 압축 공기 및 정화된 질소에 포함되는 이물질을 필터링 하는 다수개의 에어 필터들이 설치되고, 상기 에어 필터들은 상기 이물질이 배출되는 이물질 배출 라인과 연결되는 것을 특징으로 하는 질소 발생 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 공급 라인에는 상기 흡착제에 의하여 걸러진 산소가 배출되는 산소 배출 라인이 연결되는 것을 특징으로 하는 질소 발생 장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 제 2개폐 밸브와 상기 질소 저장 용기의 사이에 위치되는 배출 라인에는 정화된 질소가 일정 저장 용량에 이르면 상기 질소 저장 용기로 유동시키는 체크 밸브가 더 설치되는 것을 특징으로 하는 질소 발생 장치.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 질소 저장 용기는 저장된 질소를 동관을 용접하는 용접부로 공급하는 질소 공급 유로와 연결되고,
    상기 질소 공급 유로에는 상기 공급되는 질소의 기설정된 일정 용량 범위의 누설을 감지하도록 상기 제어부와 연결되는 질소 누설 감지기가 설치되고,
    상기 공급 라인에는 상기 압축 공기의 기설정된 일정 유량 범위의 누설을 감지하는 압축 공기 누설 감지기가 설치되고,
    상기 제어부는 알람 발생기와 전기적으로 연결되어 상기 측정되어 전송되는 질소의 저장 용량이 기설정된 저장 용량 범위를 벗어나거나, 상기 압축 공기가 기설정된 유량 범위를 벗어나는 경우에, 상기 알람 발생기로 전기적 신호를 전송하여 알람을 발생시키고,
    상기 제어부는 표시기와 전기적으로 연결되어, 상기 측정되어 전송되는 질소의 저장 용량과, 상기 저장 용량 범위와, 상기 유량 범위를 가시적으로 표시하고, 상기 알람의 발생 여부를 가시적으로 표시하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 질소 발생 장치.
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