KR100827593B1 - 압력센서에 의한 멤브레인 드라이어의 퍼지 제어장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 압력센서에 의한 멤브레인 드라이어의 퍼지 제어장치(The device of purging auto control on pressure sensor for membrane dryer)에 관한 것으로, 더욱 상세하게 공기압 시스템의 구성에 있어서 공기 압축기-냉각쿨러-압력탱크-필터 다음에 멤브레인 드라이어를 설치하여 멤브레인 드라이어로 들어오는 습한 압축공기를 제습 함에 있어서, 기존의 멤브레인 드라이어의 사용자의 사용유무에 관계없이 퍼지되는 공기량(10∼20％)을 자동으로 제어하는 장치구성으로 다음과 같이 멤브레인 드라이어에 솔레노이드 밸브(solenoid valve), 체크밸브(check valve), 압력 보상 탱크 (pressure tank), 압력감지센서(pressure sensor)를 부착하여 압력의 차를 감지한 센서가 솔레노이드 밸브(solenoid valve)를 컨트롤 하여 불필요한 퍼지량을 제어하는 장치에 관한 것이다.

본 발명에 따르면, 공기압축기기에 의해 공급되는 다습한 압축공기를 제습하여 압축공기 사용기기로 공급하기 위한 멤브레인 드라이어가 구비된 압력센서에 의한 멤브레인 드라이어의 퍼지 제어장치에 있어서,

상기 멤브레인 드라이어로 유입되는 압축공기의 유입을 제어할 수 있도록 상기 멤브레인 드라이어의 입구측 출력관에 연결설치된 솔레노이드밸브;

상기 멤브레인 드라이어의 퍼지구멍으로 압축공기가 역류하는 것을 방지할 수 있도록 상기 멤브레인 드라이어의 출구측 출력관에 연결설치된 체크밸브;

상기 솔레노이드밸브를 통해 멤브레인 드라이어로 압축가스가 유입되어 체크밸브가 개방되는 압까지 경과되는 시간에 의해 발생하는 압력저하현상을 방지할 수 있도록 상기 체크밸브와 출력관을 통해 연결되어 압축공기가 저장된 압력보상탱크 및

상기 솔레노이드밸브가 개폐동작을 이룰 수 있도록 압축공기 사용기기로 압축공기가 방출되어 상기 압력보상탱크에 압력변화가 발생시 이를 감지하여 그 신호를 솔레노이드밸브로 전송하기 위한 압력센서를 포함하여 구성된다.

Description

압력센서에 의한 멤브레인 드라이어의 퍼지 제어장치{The device of purging auto control on pressure sensor for membrane dryer}

본 발명은 압력센서에 의한 멤브레인 드라이어의 퍼지제어장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게 멤브레인 드라이어 입구쪽에 솔레노이드 밸브(5)(solenoid valve), 멤브레인 드라이어 출구쪽에 체크밸브(check valve), 그리고 압력 보상 탱크 (pressure tank)탱크와 여기에 압력감지센서(pressure sensor)를 부착하여 압축공기 사용에 따라 압력의 차를 감지한 센서가 솔레노이드 밸브 (solenoid valve)로 전기 신호를 주어 퍼지를 제어 해주는 압력센서에 의한 멤브레인 드라이어의 퍼지 제어장치 이다.

통상적으로 멤브레인 드라이어는 멤브레인 드라이어의 분리막 안으로 유입된 고온 다습한 압축공기가 통과되면서 분리막의 안과 바깥의 압력 차에 의해 투과속도가 빠른 수증기가 분리막 밖으로 먼저 투과되고 건조된 압축공기를 분리하여 사용하는 것이 특징이다.

이 분리막 기술은 기존 공기압축기기용 냉동 드라이어나 흡착식 드라이어의 설치의 불편성, 고비용, 공유지비등의 대안으로 반영구적인 차세대 제습장치로 큰 기대가 있었음에도 불구하고 아직 반도체나 화학공정 등에 국한되어 사용되어 사용 되어지고 있는 게 현실이다.

이유는 도면 1의 구성도면을 참조하여 상세하게 설명하면 도면 1은 공기압축기기(1)로부터 출발한 다습한 압축공기는 냉각쿨러(2)와 압력탱크(3), 제습필터(4)등의 주변 장치를 거처 멤브레인 드라이어(7)를 통해 건조된 압축공기를 사용하고 있는 기존의 구성도로, 압축공기 사용기기(13)로 압축공기가 분출됨과 동시에 멤브레인 드라이어의 퍼지구멍(6)으로 퍼지되는 상태를 나타낸 것이고, 도 2는 압축공기 사용기기(13)로 압축공기가 분출이 멈추었음에도 불구하고 압축건조공기가 퍼지구멍(6)으로 불필요하게 방출되는 것을 나타낸 것이다.

멤브레인 드라이어(7)는 압축공기 사용기기(13)로 압축공기 분출과 관계없이 계속해서 방출되게 설계되어있고, 방출을 멈추고자 한다면 작업을 마친 후 퍼지밸브(8)나 멤브레인 드라이어 전단의 메인 밸브(13)를 수동으로 잠궈야 하는 불편함을 가지고 있어, 그냥 사용시 제어가 안되어 퍼지되는 양만큼의 공기압축 에너지 소비가 되기 때문으로 일반 자동화 생산라인, 의료장비, 환경, 도장, 각종 분석장비 등 산업전반에 사용되지 못하고 있다는 문제점이 있어 국내뿐만이 아닌 외국의 관련 업체들은 어쩔 수 없는 곳은 그대로 사용하여 압축공기가 계속 퍼징되어 불필요한 에너지 낭비를 초래하며 사용되고 있다.

본 발명은 멤브레인 드라이어가 공기압배관 라인에 설치되고 사용자(사용기 계)가 작업을 멈추었을 때 퍼지를 자동으로 차단시켜 불필요한 압축공기의 에너지낭비를 방지하고 그로 인해 산업 전반에 모든 부분에 사용하고자 함이다

본 발명의 압력센서에 의한 멤브레인 드라이어의 퍼지 제어장치는
멤브레인 드라이어로 유입되는 압축공기의 유입을 제어할 수 있도록 상기 멤브레인 드라이어의 입구측 출력관에 연결설치된 솔레노이드밸브;
상기 멤브레인 드라이어의 퍼지구멍으로 압축공기가 역류하는 것을 방지할 수 있도록 상기 멤브레인 드라이어의 출구측 출력관에 연결설치된 체크밸브;
상기 솔레노이드밸브를 통해 멤브레인 드라이어로 압축가스가 유입되어 체크밸브가 개방되는 압까지 경과되는 시간에 의해 발생하는 압력저하현상을 방지할 수 있도록 상기 체크밸브와 출력관을 통해 연결되어 압축공기가 저장된 압력보상탱크 및
상기 솔레노이드밸브가 개폐동작을 이룰 수 있도록 압축공기 사용기기로 압축공기가 방출되어 상기 압력보상탱크에 압력변화가 발생시 이를 감지하여 그 신호를 솔레노이드밸브로 전송하기 위한 압력센서를 포함하여 구성된다.

의료, 환경, 도장, 공기압 이용 자동화 생산공정 등을 요하는 산업구조에서 에 반듯이 필요한 청정 압축 공기압 시스템에 기존의 냉동 드라이어나 흡착식 드라이어의 가격경쟁력약화, 설치조건의 제약, 사후 관리 유지비가 크다는 단점에 있어서 가격은 1/2, 설치가 자유로우며, 영구 사용이 가능하다는 큰 장점이 있고, 한정된 공급으로 인한 고가의 멤브레인의 수요를 늘려 생산원가를 낮추고 더불어 국제 경쟁력을 향상시킬 수 있다.

이하 압력센서에 의한 멤브레인 드라이어의 퍼지 제어장치에 관한 고안에 내용을 구성도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 3은 공기압축기기(1)로부터 출발한 다습한 압축공기는 냉각쿨러(2)와 압력탱크(3), 제습필터(4)등의 주변 장치를 거처 고안부분인 솔레노이드 밸브(5), 멤브레인 드라이어(6), 체크밸브(9), 압력보상탱크(10)를 지나(이때 압력센서(11)는 압력 감지만 함) 압축공기 사용기기(13)를 통해 분출되고 있는 상태를 표시한 구성도로, 압축공기 사용기기(13)로 압축공기가 분출됨과 동시에 멤브레인 드라이어의 퍼지구멍(6)으로 퍼지되는 상태를 나타낸 것이고, 도 4는 압축공기 사용기기(13)로 압축공기가 분출이 멈추었을 때의 압축공기가 퍼지구멍(6)으로 불필요하게 방출되는 것을 자동으로 멈추게 하는 장치구성을 나타낸 것이다.
이때, 상기 솔레노이드밸브(5)는 멤브레인 드라이어(7)의 입구측 출력관(12)에 연결설치되고, 상기 체크밸브(9)는 멤브레인 드라이어(7)의 출구측 출력관(12)에 연결설치된다.

도면 3(압축공기가 흐를 때의 상태)에서 압력보상탱크(10) 내의 압력변화가 생기면, 압력센서(11)는 이를 감지하여 그 신호를 솔레노이드 밸브(5)로 전달되어 닫혀있던 밸브가 열리고, 습한 압축공기는 멤브레인 드라이어(7)로 유입 통과되어 건조 압축공기가 된다.
상기 압력보상탱크(10)는 상기 체크밸브(9)와 출력관(12)을 통해 연결되어 압축공기가 저장된다.

건조압축 공기량 중에 10∼20％는 퍼지밸브(8)를 지나 멤브레인 드라이어(7)의 분리막 밖으로 나온 수증기를 먹음고 퍼지 구멍(6)으로 배출되고 80∼90％는 역류방지 체크밸브(9)를 지나 압력보상탱크(10)로 들어가 탱크내에 압력이 충전되게 된다.

압력보상탱크(10)에 부착된 압력센서(11)에 사용자가 필요로 하는 설정한 정지압까지 계속 유입 상승하다가 정지압이 되면 압력센서(11)가 전원을 차단하여 멤브레인 드라이어(7) 전단에 부착된 솔레노이드 밸브(5)로 보내어 지는 전기 신호를 차단하여 솔레노이드 밸브(5)가 닫힌다.

솔레노이드 밸브(5)가 닫혀도 멤브레인 드라이어의 퍼지 구멍(6)으로는 계속해서 퍼지가 되는데, 이때 체크밸브(9)가 작동을 하여 체크밸브(9) 후단에 있는 압력보상탱크(10)의 압축공기가 멤브레인 드라이어(7)로 역류하는 것을 막게 되어 결국 멤브레인 드라이어(7) 안에 압축공기만 퍼지구멍(6)으로 배출되게 된다. (체크밸브(9)는 멤브레인 드라이어(7)를 통과한 건조공기의 압력이 압력보상탱크(10)의 압력보다 높으면 열리고 낮으면 닫힌다)

체크밸브(9)에 의해 역류가 차단된 압력보상탱크(10)의 압력은 압축공기 사용기기(13)에서 압축공기가 방출되기 전까지는 잔류하고 있고, 이 잔류하고 있는 압은 압력센서(11)를 계속 차단한 상태로 유지하게 된다.(도면 4: 정지상태)

이후 사용자가 압축공기를 사용하고자 해서 압축공기 사용기기(13)에서 압축공기가 방출되면 압력센서(11)가 작동하여 전기신호를 솔레노이드 밸브(5)로 보내면 밸브가 열려 습한 압축공기가 다시 멤브레인 드라이어로 유입되어 도면 3번의 상태로 돌아가는 주기를 반복하게 된다.

압력보상탱크(10)는 솔레노이드 밸브(5)와 체크밸브(9) 사이에 있는 멤브레인 드라이어(7)와 모든 출력관(12) 내부에 압축공기가 모두 퍼지되어 없는 관계로 압축공기 사용기기(13)로 압축공기가 방출될 때 체크밸브(9)의 후단까지의 압축공기만 방출되어 솔레노이드 밸브(5)가 열릴 때 습한 압축공기는 압축공기가 없는 멤브레인 드라이어(7)로 들어와 체크밸브(9)가 열리는 압까지의 걸리는 시간을 보상 받기 위해 설치한 것이다.

도면 1은 기존 멤브레인 드라이어부착 압축공기를 사용할 때의 구성도,

도면 2는 기존 멤브레인 드라이어부착 압축공기를 사용하지 않을 때의 구성도,

도면 3은 본 발명의 압력센서에 의한 멤브레인 드라이어의 퍼지 제어장치가 압축공기를 사용할 때의 구성도 및

도면 4는 본 발명의 압력센서에 의한 멤브레인 드라이어의 퍼지 제어장치가 압축공기를 사용하지 않을 때의 구성도이다.

[도면 주요부분에 대한 부호설명]

1. 공기압축기기(air compressor)

2. 에프터 쿨러(after cooler)

3. 공기저장 탱크(tank)

4. 제습필터(pre-filter)

5. 솔레노이드 밸브(solenoid valve)

6. 퍼지구멍(purge hole)

7. 멤브레인 드라이어(membrane dryer)

8. 퍼지량 조절밸브(purge flow valve)

9. 체크밸브(check valve)

10. 압력 보상 공기 저장 탱크(pressure tank)

11. 압력센서(pressure sensor)/유량센서(flow sensor)

12, 출력관(outlet pipe)

13. 압축공기사용기기

14. 메인 밸브

Claims (1)

1. 공기압축기기(1)에 의해 공급되는 다습한 압축공기를 제습하여 압축공기 사용기기(13)로 공급하기 위한 멤브레인 드라이어(7)가 구비된 압력센서에 의한 멤브레인 드라이어의 퍼지 제어장치에 있어서,

   상기 멤브레인 드라이어(7)로 유입되는 압축공기의 유입을 제어할 수 있도록 상기 멤브레인 드라이어(7)의 입구측 출력관(12)에 연결설치된 솔레노이드밸브(5);

   상기 멤브레인 드라이어(7)의 퍼지구멍(6)으로 압축공기가 역류하는 것을 방지할 수 있도록 상기 멤브레인 드라이어(7)의 출구측 출력관(12)에 연결설치된 체크밸브(9);

   상기 솔레노이드밸브(5)를 통해 멤브레인 드라이어(7)로 압축가스가 유입되어 체크밸브(9)가 개방되는 압까지 경과되는 시간에 의해 발생하는 압력저하현상을 방지할 수 있도록 상기 체크밸브(9)와 출력관(12)을 통해 연결되어 압축공기가 저장된 압력보상탱크(10) 및

   상기 솔레노이드밸브(5)가 개폐동작을 이룰 수 있도록 압축공기 사용기기(13)로 압축공기가 방출되어 상기 압력보상탱크(10)에 압력변화가 발생시 이를 감지하여 그 신호를 솔레노이드밸브(5)로 전송하기 위한 압력센서(11)를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 압력센서에 의한 멤브레인 드라이어의 퍼지 제어장치.

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