KR100837093B1 - 오일재생장치 및 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 오일저장탱크, 1차필터, 스케일제거부, 오일가열정제부, 진공챔버, 응축기, 진공펌프, 수분분리기로 구성되어 오일속에 포함된 입자상 오염물, 수분 및 관로상에 부착된 스케일을 제거하는 장치로 이루어지고, 상기 1차필터는 5㎛이상의 오염입자를 제거할 수 있도록 구성되며, 스케일제거부는 외부금속은 이온화 경향이 적은 구리 또는 황동이고, 스케일 제거부의 내부금속은 상기 외부금속보다 이온화 경향이 큰 아연, 마그네슘 또는 합금 총량을 기준으로 아연 15~85 중량%과 마그네슘 15~85 중량%으로 조성된 아연·마그네슘 합금으로 구성되며, 오일가열정제부는 오일가열부와 오일정제부가 일체형으로 구성되고, 진공챔버는 상부진공챔버와 하부 진공챔버를 일체형 탱크(TANK) 내에 상하로 분리되어 구성되고, 그 상,하부 진공챔버 일측에 진공펌프로부터 전달되는 진공을 조절하는 진공조절밸브가 구성되며, 상부진공챔버에서 하부진공챔버로 오일이 배출될 때, 하부로 배출되는 오일의 체적만큼 상부진공챔버쪽으로 하부진공챔버쪽의 공기(진공)가 이동할 수 있는 보조유로가 구성되며, 그 보조유로상에 보조밸브가 구성되고, 상부진공챔버 내부에 회전식 노즐이 구성되고, 상,하부 진공챔버의 진공을 퍼지시키는 관로를 형성한 후 그 관로에 진공퍼지 밸브를 구성함으로서,
모든 관로를 진공라인으로 형성하여 압력상승으로 인한 2차 폭발사고등을 방지할 수 있으며, 오일가열정제부에 흡수되어 있는 수분을 진공방식으로 신속히 제거할 수 있어 수분에 의한 전압강하를 억제할 수 있으며, 오일배출 후 상,하 진공 챔버내의 진공도를 일치시킴으로써 진공펌프 라인(응축기 라인)으로 출렁이는 오일이 빨려들어가는 것을 방지할 수 있어, 상부진공챔버의 높이를 낮게 제작하여 제조원가를 저렴하게 할 수 있고, 회전식 분사노즐을 사용하여 수분의 증발효과를 극대화하여 수분제거능력을 향상시킬 수 있는 오일재생장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
오일가열정제부, 상부진공챔버, 하부진공챔버, 진공조절밸브, 보조밸브, 오일
Description
본 발명은 폐유저장탱크, 1차필터, 스케일제거부, 오일가열정제부, 진공챔버, 응축기, 진공펌프, 수분분리기로 구성되어 오일속에 포함된 입자상 오염물, 수분 및 관로에 부착된 스케일을 제거하는 장치로 이루어지고, 상기 1차필터는 5㎛이상의 오염입자를 제거할 수 있도록 구성되며, 스케일제거부는 외부금속은 이온화 경향이 적은 구리 또는 황동이고, 스케일 제거부의 내부금속은 상기 외부금속보다 이온화 경향이 큰 아연, 마그네슘 또는 합금 총량을 기준으로 아연 15~85 중량%과 마그네슘 15~85 중량%으로 조성된 아연·마그네슘 합금으로 구성되며, 오일가열정제부는 오일가열부와 오일정제부가 일체형으로 구성되고, 진공챔버는 상부진공챔버와 하부 진공챔버를 일체형 탱크(TANK) 내에 상하로 분리되어 구성되고, 그 상,하부 진공챔버 일측에 진공펌프로부터 전달되는 진공을 조절하는 진공조절밸브가 구성되며, 상부진공챔버에서 하부진공챔버로 오일이 배출 될 때, 하부로 배출되는 오일의 체적만큼 상부진공챔버쪽으로 하부진공챔버쪽의 공기(진공)가 이동할 수 있는 보조유로가 구성되며, 그 보조유로상에 보조밸브가 구성되고, 상부진공챔버 내부에 회전식 노즐이 구성되고, 상,하부 진공챔버의 진공을 퍼지시키는 관로를 형성한 후 그 관로에 진공퍼지 밸브로 구성되어 오일속에 포함된 입자상 오염물, 수분 및 관로에 부착된 스케일을 제거하는 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 이온 집진원리는 오일정제 탱크내에 +극을가진 전극판 과 -극을 가진 전극판 에 고전압이 가해지면 탱크에 있는 오일내에는 전계가 생성되기 때문 에 오염입자 들이 전하를 띠게 된다.
전하를 띠게된 오염입자는 입자에 작용 되는 정전계(Coulomb`s force)로 인하여 오일과 분리되어 이동하면서 집진판에 정전기적으로 부착되어 포집 되는 것이다.
또한 전계 내에서는 변화력(Gradient force) 에 의한 입자간의 흡입력으로 오염입자 끼리 서로 끌어당기며, 결합되어 오염 미립자들은 정전계에 의해 이동할 수 있는 임계크기로 응집 성장되는 것이며, 이때 고전압에 의해 형성되는 전계를 따 라 응집 성장된 오염입자 는 오일의 마찰저항을 극복하면서 전극쪽 으로 이동하게 되는 것이다.
따라서 미세오염입자들도 오일과 분리되어 집진 판(필터)에 포집되기 때문에 서브 마이크로 (SUB- Micrometer, D<10-6m)범위의 미립자 까지 제거할 수 있다.
그러나 이 원리의 단점은 수분이 함유된 오일의 경우 함유된 수분이 전극판 사이의 필터에 흡수되며, 이때 흡수된 수분은 전기가 통하게 된다.
수분이 함유된 필터에 의해 + 전극판과 - 전극판 은 서로 도통 되게 되고, 이로인해 전류는 상승하고 전압은 급격히 떨어지게 된다.
이런 현상에 의해 고전압에 의해 발생되는 정전계 현상이 없어지며, 필터에 수분이 어느정도 사라질때 까지 오염물입자 분리는 전혀 이루어지지 않는다.
또한 종래의 기술은 진공챔버내에서 수분이 일부(1cycle 수분 제거율 약1~3%)제거된 오일이 오일 공급용 펌프를 이용하여 오염물정제장치부분으로 공급되는데 이때 기존에 필터에 함유되어 있는 수분과 희석되면서 점차적으로 필터에 함유된 수분이의 양이 줄어가는 방법으로 진행되어 필터에 함유되는 수분제거 시간이 매우 길다.
아울러 오염물정제장치에 공급되는 오일은 오일공급펌프에 의해 강제적으로 공급되는데 이때 오일정제 장치내에 있는 집진판(필터)에 의해 탱크내부에 압력이 상승하게 된다.
압력상승으로 인한 위험이 상당히 내포되어 있으며, 필터내에 오염입자들이 많을 경우 오일의 관로를 막아버려 압력상승으로 인한 용기 폭발 등의 2차 사고가 우려되며, 제작비용 또한 많이 소요되는 문제점이 있었다.
또한, 하부진공챔버내에 모아진 오일을 배출 시키키 위해서는 하부 진공챔버내의 진공도를 일정량 퍼지 시킨 후 오일펌프를 이용해서 배출하고 있으며, 배출 이 후 상부에 다시 모아진 상,하부 진공챔버의 진공도 차에 의해 상부챔버에 모여있던 오일이 크게 요동치면서 출렁이는데 이때 상부에 설치되어 있는 진공펌프 라 인(응축기 라인)으로 출렁이는 오일이 빨려 들어가게 된다.
이로 인해 기화된 수분만 진공펌프 라인으로 빨려가는 것이 아니라 오일도 함께 빨려 들어가는 문제점이 있었다.
이를 해결하기 위해서 상부진공챔버의 높이를 높게 제작하여 출렁이는 오일이 빨려 들어오지 못하도록 제작되어 제조단가가 높아지는 문제점이 있었다.
또한, 오일에 함유된 수분 및 오염물에 의해 장비의 관로 및 오일저장탱크 등에 부착된 스케일은 장비의 부식 및 설비의 수명 단축의 원인이 되는 문제점이 있었다.
상기의 문제점을 해결하기 위해, 본 발명에서는 진공펌프 라인(응축기 라인)으로 출렁이는 오일이 빨려들어가는 것을 방지할 수 있고, 상부진공챔버의 높이를 낮게 제작하여 제조원가를 저렴하게 할 수 있으며, 회전식 분사노즐을 사용하여 수분의 증발효과를 극대화하여 수분제거능력을 향상시킬 수 있으며, 오일가열정제부를 진공가열 방식으로 변경하여 필터에 흡착된 수분을 빠르게 제거하여 수분에 의한 전압강하를 억제할 수 있으며, 스케일제거부를 부착하여 관로 및 오일저장탱크에 부착된 스케일을 제거하여 오일에 함유된 오염물, 수분 및 관로에 부착된 스케일을 제거하는 오일재생장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 오일재생장치는,
오일저장탱크(10), 1차필터(20), 스케일제거부(32a), 오일가열정제부(30), 진공챔버(50), 응축기(60), 응축수보조탱크(80), 진공펌프(90), 응축수탱크(110)로 구성되어 오일속에 포함된 입자상 오염물을 제거하는 장치로 이루어지고,
상기 진공챔버(50)는 상부진공챔버(51)와 하부진공챔버(52)로 상하로 분리되어 설치되고, 상부진공챔버로 가열하여 정제된 오일을 공급하는 오일가열정제부(30)가 공급관로(105)에 연결되어 설치되며, 상부진공챔버(51) 및 하부진공챔버(52) 일측에 진공펌프(90)로부터 전달되는 진공을 조절하는 진공조절 밸브(51a,52a)가 설치되며, 상부진공챔버(51)에서 하부진공챔버(52)로 오일이 배출될 때, 하부로 배출되는 오일의 체적만큼 상부진공챔버쪽으로 하부진공챔버쪽의 공기(진공)가 이동할 수 있는 보조유로가 설치되며, 그 보조유로상에 보조밸브(54a)가 설치되고, 상부진공챔버 내부에 회전식 노즐(50a)을 설치하여, 오일이 챔버 상단에 설치된 분사노즐을 통해 분사되면서 수분을 증발시키고, 상부에 설치된 진공라인(응축기라인)을 따라 수분을 제거시키며, 오일을 상부진공챔버 하단부의 탱크바닥에서 하부진공챔버(51)로 배출하고, 그 하부진공챔버(51)에 모아진 오일을 오일펌프(110)를 통해 오일저장탱크(10)로 보내도록 포함되어 구성됨으로서 달성된다.
또한, 본 발명에 따른 오일재생방법은,
진공펌프를 작동시켜 진공압이 응축수 탱크, 응축기, 진공챔버, 오일가열정제부, 1차필터와 통해져 1차필터 내부를 진공으로 감압시키는 단계(S100)와,
진공압력에의해 1차필터를 통해 공급된 오일속에 함유된 오염물을 1차로 제거한 후, 오일가열정제부의 스케일제거부로 공급시켜 오일속에 함유된 스케일을 제거하는 단계(S110)와,
진공압력의해 정전분리부의 포집필터를 진공으로 감압시킴과 동시에 마이컴부의 제어를 통해 오일가열정제부 내부의 오일가열부에 설치된 전열파이프가 구동되어 오일을 가열시키고, 정전분리부를 통해 오일 속에 포함된 입자상오염물을 코로나방전에 의한 강한 전기장속에서 정전기력으로 입자상 오염물을 제거하는 단계(S120)와,
진공압력에 의해 상부진공챔버 내부로 전달된 가열된 오일이 회전식 분사노즐에 의해 상부진공챔버 내부에서 분출되고, 분출된 오일이 진공증발온도에 의하여 증발되어 응축기를 통해 응축되어져 응축수탱크에서 수거되는 단계(S130)와,
상부진공챔버내에 저장된 오일이 1/3 이상일 때 하부진공챔버로 이송시키고, 하부진공챔버에 저장된 오일이 1/3 이상일 때 회전식분사노즐에서 오일이 분출되고 있는 상태에서 오일배출펌프에 의해 오염입자 및 수분이 제거된 오일을 오일저장탱크로 배출시키는 단계(S140)와;
상부진공챔버와 하부진공챔버의 진동도를 동일하게 유지하는 단계(S150)로 이루어짐으로서 달성된다.
상부진공챔버와 하부진공챔버의 진동도를 동일하게 유지하는 단계(S150)는
상부진공챔버의 보조밸브 작동전에 상부 진공펌프의 진공라인을 닫고, 동일관로상의 하부진공라인의 밸브를 개방한 후 정상진공대비 50~60%정도로 떨어진 하부진공도를 상부진공과 같은 수준으로 끌어올린(소요시간 5~6초) 후 보조밸브를 개방시켜 상,하부 진공도를 동일하게 유지하는 단계가 포함되어 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한 전공정라인을 진공방식으로 채택함으로써 압력상승으로 인한 2차 사고를 방지할 수 있는 것을 특징으로 한다.
이상 설명한 것처럼 본 발명에 의하면,진공펌프 라인(응축기 라인)으로 출렁이는 오일이 빨려들어가는 것을 방지할 수 있고, 상부진공챔버의 높이를 낮게 제작하여 제조원가를 저렴하게 할 수 있으며, 회전식 분사노즐을 사용하여 수분의 증발효과를 극대화하여 수분제거능력을 향상시킬 수가 있으며, 오일가열정제부를 진공가열 방식으로 변경하여 필터에 흡착된 수분을 빠르게 제거하여 수분에 의한 전압강하를 억제할 수 있으며, 마그네슘의 전위차를 이용하여 관로에 부착된 스케일을 제거할 수 있어 오염물 제거능력을 향상시킬 수 있다.
본 발명에서는 모든 관로를 진공라인으로 형성하여 압력상승으로 인한 2차 폭발사고등을 방지하고, 오일가열정제부에 흡수되어 있는 수분을 진공방식으로 신속히 제거할 수 있어 수분에 의한 전압강하를 억제할 수 있으며, 오일배출 후 상,하 진공챔버내의 진공도를 일치시킴으로써 진공펌프 라인(응축기 라인)으로 출렁이는 오일이 빨려들어가는 것을 방지하며, 마그네슘의 전위차를 이용하여 관로에 부착된 스케일을 제거할 수 있어관로에 부착된 스케일을 제거하여 설비의 수명연장 및 오일의 2차 오염을 막을 수 있는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 상세한 설명을 첨부 도면에 의거하여 기술하면 다음과 같 다.
도 1은 본 발명에 따른 오일재생장치의 구성요소를 도시한 블럭도에 관한 것으로, 이는 오일속에 포함된 수분 및 입자상 오염물과 관로에 부착된 스케일을 을 동시에 제거하기 위한 구성요소인 오일저장탱크(10), 1차필터(20), 스케일제거부(35a), 오일가열정제부(30)가 공급관로(105)에 연결되어 구성된다.
진공챔버(50)의 상부진공챔버(51)로 유입되는 공급관로(105)에는 오일공급밸브(45)가 구성된다.
공급관로(105)는 상기 진공챔버(50)의 상부진공챔버 하단 내부까지 설치되고, 상부진공챔버의 상단 공간 일측에 복수개의 회전식 분사노즐(50a)이 설치된다.
여기서, 회전식 분사노즐(50a)은 도 6에서 도시한 바와 같이, 지지봉(50a-1)에 세로방향으로 복수개로 분사노즐(50a-2)이 설치되고, 그 지지봉(50a-1) 일측에 종동기어(50a-3)가 모터(50a-4)와 연결된 구동기어(50a-5)와 연결되어 설치된다.
즉, 모터가 회전하게 되면 구동기어가 동시에 회전되고, 이러한 회전력이 구동기어를 통해 종동기어로 전달되면, 지지봉에 설치된 복수개의 분사노즐이 회전되면서, 미세하게 오일을 분사시키게 된다.
이러한 회전식 분사노즐을 이용하여 미세하게 오일을 분사시킴으로써 분출시 발생하는 오일의 표면적을 최대한 증가시켜 수분의 증발 효율을 최적화시킬 수가 있다.
본 발명에 따른 응축기(60), 응축수보조탱크(80), 진공펌프(90), 응축수탱 크(110)는 응축수 관로(106)에 의하여 서로 연결되어 있고, 하부 진공챔버(52), 정제유배출펌프(100)가 오일배출구의 관로에 연결되어 구성된다.
그리고, 본 발명에 따른 1차필터(20), 스케일제거부(35a), 오일가열정제부(30), 진공챔버(50), 응축기(60), 응축수 탱크(110)는 진공펌프(90)를 통한 진공방식으로 채택함으로써 압력상승으로 인한 2차 사고를 방지할 수 있도록 구성된다.
먼저, 본 발명에 따른 진공챔버(50)에 관해 설명한다.
본 발명에 따른 진공챔버(50)는 도 5에서 도시한 바와 같이, 일체형 탱크(tank)구조로써 상부진공챔버(51)와 하부 진공챔버(52)로 상하로 분리되어 구성되고, 그 상부진공챔버(51) 및 하부진공챔버(52) 일측에 진공펌프로부터 전달되는 진공을 조절하는 진공조절밸브(51a,52a)가 구성된다.
그리고, 상부진공챔버(51)에서 하부진공챔버(52)로 오일이 배출될 때, 하부로 배출되는 오일의 체적만큼 상부진공챔버쪽으로 하부진공챔버쪽의 공기(진공)가 이동할 수 있는 보조유로가 구성되고, 그 보조유로상에 보조밸브(54a)가 구성된다.
상부진공챔버의 하단일측에는 오일배출밸브(53a)가 연결되어 구성되고, 하부진공챔버의 상단 일측에는 진공퍼지밸브(55a)가 연결되어 구성된다.
상부진공챔버 내부에 회전식 노즐(50a)을 구성하여, 오일이 분사되면서 수분을 증발시키고, 상부에 설치된 진공라인(응축기라인)을 따라 수분을 제거시키고, 정제된 오일을 하단부의 탱크바닥에서 하부진공챔버로 배출하고, 그 하부진공챔버에 모아진 오일을 오일펌프를 통해 오일저장탱크(130)로 보내도록 구성된다.
다음으로, 본 발명에 따른 오일가열정제부(30)에 관해 설명한다.
상기 진공챔버(50)는 도 1에서 도시한 바와 같이, 상부진공챔버(51)쪽으로, 가열하여 정전분리된 오일을 공급하는 오일가열정제부(30)가 공급관로(105)에 연결되어 설치된다.
오일가열정제부(30)는 내부 하단에 오일 흡입구(35)를 통해 공급되는 오일을 전열파이프로 가열시키는 오일가열부(31)가 설치된다.
도 7에서 도시한 바와 같이, 오일가열부(31) 상단쪽으로 한쌍의 전극판(32a,32b) 및 포집필터(32c)가 서로 대칭형의 병렬구조를 이루며 적층되는 정전분리부(32)가 설치된다.
본 발명에 따른 정전분리부(32)는 도 7에서 도시한 바와 같이, (+)전극판(32a)과 (-)전극판(32b)에 고전압이 가해지면 코로나방전이 발생되고, 이로 인해 정전분리부로 유입된 오일에 함유된 입자상 오염물이 (+)전극판(32a)과 (-)전극판(32b)에 대전되고, 그 대전된 입자상 오염물을 포집필터로 포집한 후 제거하고, 정제된 오일만을 오일배출구를 통해 진공챔버의 진공에 의해 흡입 배출되도록 한다.
여기서, 포집필터는 'V'자형의 필터로 이루어져 (+)전극판(32a)과 (-)전극판(32b) 사이에 설치된다.
그리고, 본 발명에서는 진공펌프를 작동시켜 진공압이 응축수 탱크, 응축기, 진공챔버와 통해져 정전분리부(32)의 포집필터(32c)를 진공으로 감압시킨다.
이로 인해, 수분이 함유된 포집필터로 인해 (+)전극판(32a)과 (-)전극판(32b)이 서로 도통되어, 정전 분리시, 전류가 상승하고 전압이 급격하게 떨어져 고전압에 의한 정전계 현상이 없어지는 것을 방지할 수가 있다.
상기 오일 흡입구(35)는 도 3에서 도시한 바와 같이, 스케일 제거부(35a)가 포함되어 구성된다.
본 발명에 따른 스케일 제거부(35a)의 외부금속은 이온화 경향이 적은 구리 또는 황동이고, 스케일 제거부의 내부금속은 상기 외부금속보다 이온화 경향이 큰 아연, 마그네슘 또는 합금 총량을 기준으로 아연 15~85 중량%과 마그네슘 15~85 중량%으로 조성된 아연·마그네슘 합금으로 이루어진다.
이러한, 스케일 제거부(35a)는 도 4에서 도시한 바와 같이, 내부가 상하로 관통되어 있으며 외부 표면이 구리 또는 황동으로 이루어진 원통형 배관(35a-1)과, 그 원통형 배관의 내부에 끼워넣어 장착된 마그네슘 방사체(35a-2)로 구성된다.
여기서, 마그네슘 방사체가 형성됨으로서, 유입되는 오일을 배관 내부에서 와류를 줌으로써, 이물질로 인해 배관이 막히는 것을 방지할 수 있고, 배관의 내부를 흐르는 오일의 속도를 보다 빠르게 해줌으로서, 오일 흡입구 내벽에 스케일이 축적되는 것을 방지할 수가 있다.
본 발명에 따른 스케일 제거부를 통한 녹(스케일)의 제거 원리는 반응식 1과 같이 표현할 수가 있다.
4Fe2 + + O2 + 6H2O → 4FeOOH(침철석, 레피도크로사이트) + 8H+
3FeOOH + e → Fe3O4(자철석) + H2O + OH-
즉, 철이 산화되기 전에 철보다 이온화 경향이 큰 마그네슘이 먼저 산화되어 철의 산화를 막아주게 되며, 철수산화물(FeOOH)이 철산화물(Fe3O4)인 자철석으로 변화되어 오일 흡입구(35) 내부를 피복함으로써 더 이상의 부식을 방지하는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 철수산화물을 단단하게 결합시켜주는 방해석이 용해되어 스케일의 결합력은 약해지게 되며, 유속에 의해 서서히 제거될 수 있다. 침철석이나 레피도크로사이트는 자철석으로 변화되어 배관 내부를 피복시킴으로써 오입 흡입구가 부식되는 것을 막을 수 있다.
상기 스케일 제거부(35a)는 도 1에서 도시한 바와 같이, 오일가열정제부의 오일 흡입구(35) 이외에도 1차 필터의 오일 유입관로(20a), 하부진공챔버와 오일배출펌프 사이의 오일 배출관로(58a)에 선택되어 설치될 수가 있다.
그리고, 상기 오일가열부(31)는 전열파이프 일측에 오일의 온도를 검출하는 오일 온도 검출기(42)가 설치된다.
이러한 오일 온도 검출기(42)는 오일가열정제부(30) 일측에 구성된 마이컴부의 제어를 통해 동작되어 검출된다.
즉, 마이컴부에서는 오일 온도 검출기로부터의 신호에 근거하고 가열 오일이 미리 설정한 상한 온도에 도달되면 전열 파이프의 일부만을 작동시키고, 다른 전열 파이프의 작동을 정지하게 하고,가열 오일이 미리 설정한 하한 온도까지 하강하면 모든 전열파이프를 작동시키도록 제어하는 역할을 한다.
또한 마이컴부(120)에서는 정전분리부(32)가 동작되도록 제어하여 코로나방전의 발생에 의해 입자상 오염물이 대전되고, 대전된 입자상 오염물을 포집하도록 제어하는 역할을 한다.
본 발명에 따른 오일가열정제부는 도 3에서 도시한 바와 같이, 단독, 또는 독립된 챔버를 이루는 복수개(30A, 30B, 30C, 30D)로 설치되어 오일속에 함유된 오염입자를 효율적으로 가열하여 정전 분리시킬 수가 있다.
상기 진공챔버(50)는 일측에 진공도를 검출하는 진공도 검출기(57)가 구성되고, 마이컴부(120)를 통해 진공도 검출기(57)로부터의 신호를 검출하여 진공챔버내의 압력이 미리 설정한 진공 상태에 도달되면, 분사노즐을 통해 내부 진공압에 의해 오일에 남아있는 수분을 증발시키고, 오일배출펌프를 통해 오일저장탱크로 보내진다.
상기 응축기(60)는 진공챔버로부터 기화된 수분을 용제가스와 함께 액화시키는 곳으로, 이는 하단부에 응축된 수분이 응축수 입구로부터 상부의 응축수 출구를 향하여 흐르도록 응축관로(60a)가 형성되고, 그 응축관로(60a) 상단에 응축된 수분을 냉각시키는 냉각부(60b)가 형성되어 구성된다.
이처럼, 응축기(60)를 통해 응축된 수분은 응축수조절밸브(75a)와 연결된 응축수탱크(110) 및 응축수보조탱크(80)에 연결되어 구성된다.
이하, 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 오일재생장치의 구체적인 동작과정에 관해 설명한다.
먼저, 진공펌프를 작동시켜 진공압이 응축수 탱크, 응축기, 진공챔버, 오일가열정제부, 1차필터와 통해져 1차필터 내부를 진공으로 감압시킨다(S100).
여기서, 1차 필터는 5㎛이상의 오염입자를 제거할 수 있도록 구성된다.
이어서, 진공펌프에 의한 진공압력을 이용해 1차필터를 통해 공급된 오일속에 함유된 오염물을 1차로 제거한 후, 오일가열정제부의 스케일제거부로 공급시켜 오일속에 함유된 스케일을 제거한다(S110).
여기서, 스케일 제거부(35a)의 외부금속은 이온화 경향이 적은 황동이고, 스케일 제거부의 내부금속은 상기 외부금속보다 이온화 경향이 큰 아연 30중량%과 마그네슘 70중량%으로 조성된 아연·마그네슘 합금으로 이루어진다.
이러한, 스케일 제거부(35a)는 유입되는 오일을 배관 내부의 마그네슘 방사 에서 와류를 줌으로써, 이물질로 인해 배관이 막히는 것을 방지할 수 있고, 배관의 내부를 흐르는 오일의 속도를 보다 빠르게 해줌으로서, 오일 흡입구 내벽에 스케일이 축적되는 것을 방지할 수가 있다.
즉, 철이 산화되기 전에 철보다 이온화 경향이 큰 마그네슘이 먼저 산화되어 철의 산화를 막아주게 되며, 철수산화물(FeOOH)이 철산화물(Fe3O4)인 자철석으로 변화되고, 철수산화물을 단단하게 결합시켜주는 방해석이 용해되어 스케일의 결합력은 약해지게 되며, 유속에 의해 서서히 제거된다.
이어서, 진공압력의해 정전분리부의 포집필터를 진공으로 감압시킴과 동시에마이컴부의 제어를 통해 오일가열정제부 내부의 오일가열부에 설치된 전열파이프가 구동되어 오일을 가열시키고, 정전분리부를 통해 오일 속에 포함된 입자상오염물을 코로나방전에 의한 강한 전기장속에서 정전기력으로 입자상 오염물을 제거한다(S120).
즉, 마이컴부에서는 오일 온도 검출기로부터의 신호에 근거하고 가열 오일이 미리 설정한 상한 온도에 도달되면 전열 파이프의 일부만을 작동시키고, 다른 전열 파이프의 작동을 정지하게 하고,가열 오일이 미리 설정한 하한 온도까지 하강하면 모든 전열파이프를 작동시키도록 제어한다.
따라서 오일 가열부에 의하여 가열된 오일의 온도는,상한 온도와 하한 온도와의 사이의 적정 온도를 정확하게 유지한 것을 할 수 있고,게다가 항상 작동하고 있는 전열 파이프의 보온 작용으로 의해 급격하게 저하되는 것을 방지할 수가 있 다.
이로 인해, 진공챔버에 가열 오일을 공급하면,가열 오일의 온도가 안정되고 있기 때문에,투입되는 용제의 휘발 특성에 적합한 온도(이 온도폭이 좁아도 미리 설정한 상한 온도와 하한 온도와의 사이의 적정 온도 영역)로 용제를 안정된 상태에서 가열 증류한 것을 할 수 있고,이것에 의해 증류 정제도를 높일 수가 있다.
상기 정전분리부(32)는 (+)전극판(32a)과 (-)전극판(32b)에 고전압이 가해지면 코로나방전이 발생되고, 이로 인해 정전분리부로 유입된 오일에 함유된 입자상 오염물이 (+)전극판(32a)과 (-)전극판(32b)에 대전되고, 그 대전된 입자상 오염물을 포집필터(32c)로 포집한 후 제거하고, 정제된 오일만을 오일배출구를 통해 진공챔버의 진공에 의해 흡입 배출되도록 한다.
즉, 정전분리부(32)는 고전압발생기로부터 상기 방전극프레임에 고전압을 인가하면 방전극과 접지극사이에서 코로나 방전에 의하여 다량의 전하들이 발생하고, 이 전하들은 오일속의 입자상 오염물들을 대전시킨다.
방전부에서 대전된 입자상 오염물들은 포집필터로 유입되고, 포집필터에서의 서로 반대 극성의 고전압이 인가된 상기 전극과 상기 전극 사이로 통과할 때, 고전압의 인가에 의하여 상기 전극 사이에는 강한 전기장이 형성되며, 이때 오일 속에 포함된 입자상 오염물은 전기력에 의하여 전극 방향으로 이동한다.
이때 전기력에 의하여 이동되는 오염물은 전극 사이에 설치된 포집필터의 표면에 포집되고, 오염물이 제거된 오일은 오일공급밸브를 지나 상부진공챔버로 압송된다.
또한, 진공압력에 의해 정전분리부의 포집필터를 히터가열과 동시에 진공으로 감압시킴으로서, 진공가열방식으로 포집필터에 흡착된 수분을 최대한 빠르게 제거할 수 있어 수분에 의해 발생 되는 전압 강하를 억제할 수 있고, 입자상 오염물의 제거 효율을 극대화시킬 수가 있다.
이어서, 진공압력에 의해 상부진공챔버 내부로 전달된 가열된 오일이 회전식 분사노즐에 의해 상부진공챔버 내부에서 분출되고, 분출된 오일이 진공증발온도에 의하여 증발되어 응축기를 통해 응축되어져 응축수탱크에서 수거한다(S130).
이는 회전식 분사노즐을 통해 가열된 오일이 분사되면, 오일에 포함된 수분은 진공에 의해 기화되고, 이는 응축기로 용제가스와 함께 액화된다.
이때, 응축기를 통해 응축된 수분은 응축수 탱크 및 응축수보조탱크에 저장된다.
이어서, 상부진공챔버내에 저장된 오일이 1/3 이상일 때 하부진공챔버로 이송시키고, 하부진공챔버에 저장된 오일이 1/3 이상일 때 회전식분사노즐에서 오일이 분출되고 있는 상태에서 오일배출펌프에 의해 정제된 오일을 오일저장탱크로 배출시킨다(S140).
여기서, 상부진공챔버내에 저장된 오일용량 및 하부진공챔버에 저장된 오일용량은 오일용량검출기(미도시)로부터 측정되고, 그 측정된 오일용량은 마이컴부로 전달되고, 마이컴부의 제어를 통해 하부진공챔버로 이송시키거나, 회전식분사노즐에서 오일이 분출되고 있는 상태에서 오일배출펌프에 의해 정제된 오일을 오일저장탱크로 배출시킬 수가 있다.
이는 상부진공챔버에서 하부진공챔버로 오일이 배출될 때, 하부로 배출되는 오일의 체적만큼 상부진공챔버쪽으로 하부진공챔버쪽의 공기(진공)가 보조유로를 통해 이동된다.
즉, 진공챔버의 상부진공챔버는 가열 오일이 오일가열정제부의 공급관로를 통해 가압 공급되면,마이컴부의 제어를 통해 진공펌프를 구동시켜, 상부진공챔버 내부가 40~150 Torr의 진공 상태를 만들고, 가장 바람직하게는 70 Torr의 진공상태를 만든다.
이때, 하부진공챔버내의 진공압력을 종래의 기술보다 약간 높은 정상진공도 대비 액 40%~50%정도 퍼지시키면서 입자상 오염물이 제거된 정제윤활유를 오일저장탱크로 이송시킨다.
여기서, 오일펌프의 펌핑에 의해 하부진공챔버의 진공도가 정상진공대비 50~60%정도 약간 상승된다.
이는 오일이 빠져나간 만큼 진공이 올라가기 때문이다.
이때 오일저장탱크로 이송되는 관로에는 어떠한 저항도 받지 않기 때문에 종래의 기술에 비해 배출 속도가 월등히 빠르며, 소음 및 모터 과부하가 적어서 하부진공챔버내의 진공퍼지율을 고진공쪽으로 유지해도 무방하다.
이어서, 상부진공챔버와 하부진공챔버의 진동도를 동일하게 유지시킨다(S150).
이는 상,하부의 진공도를 동일하게 유지되도록, 작동되는 보조밸브 작동시 상,하부의 큰 진공차에 의해서 상부에 모아진 오일의 요통치는 현상을 해결하기 위함이다.
상부진공챔버의 보조밸브 작동전에 상부 진공펌프의 진공라인을 닫고 동일관로상의 하부진공라인의 밸브를 개방한 후 정상진공대비 50~60%정도로 떨어진 하부진공도를 상부진공과 같은 수준으로 끌어올린(소요시간 약 5~6초) 후 보조밸브를 개방하면 상,하부 진공도가 같은 수준이기 때문에 오일의 요통치는 현상이 방지할 수가 있다.
이러한 과정을 반복시켜 오일속에 남아있는 수분이나 이물질 및 관로의 스케일을 정화시키게 된다.
도 1은 본 발명에 따른 오일재생장치의 구성요소를 도시한 블럭도,
도 2는 본 발명에 따른 오일재생장치 중 오일가열정제부의 구성요소를 도시한 구성도,
도 3은 본 발명에 따른 오일가열정제부가 단독, 또는 독립된 챔버를 이루는 복수개(30A, 30B, 30C, 30D)로 설치되어 오일속에 함유된 오염입자를 가열하여 정전 분리하는 과정을 도시한 일실시예도,
도 4는 본 발명에 따른 오일가열정제부의 구성요소 중 스케일제거부의 구성요소를 도시한 구성도,
도 5는 본 발명에 따른 진공챔버의 구성요소를 도시한 구성도,
도 6은 본 발명에 따른 회전식 분사노즐의 구성요소를 도시한 일실시예도,
도 7은 본 발명에 따른 한쌍의 전극판(32a,32b) 및 포집필터(32c)가 서로 대칭형의 병렬구조를 이루며 적층되는 정전분리부(32)가 설치되어 오염입자가 포집피터에 포집되는 과정을 도시한 일실시예도,
도 8은 본 발명에 따른 오일재생방법을 도시한 순서도.
※ 도면부호의 간단한 설명 ※
10 : 오일저장탱크, 20 : 스트레이너
30 : 오일가열정제부 50 : 진공챔버
60 : 응축기 80 : 응축수보조탱크
90 : 진공펌프 110 : 응축수탱크
Claims (6)
- 오일저장탱크(10), 1차필터(20), 진공챔버(50), 응축기(60), 응축수보조탱크(80), 진공펌프(90), 응축수탱크(110)로 구성되어 오일속에 포함된 입자상 오염물, 수분 및 관로상에 부착된 스케일을 제거하는 장치에 있어서,상기 진공챔버(50)는 일체형 탱크(tank)내에 상하로 분리되어 구성되어, 상부진공챔버(51)와 하부진공챔버(52)가 설치되고, 상부진공챔버내로 가열 정제된 오일을 공급하는 오일가열정제부(30)가 공급관로(105)에 연결되어 설치되며, 상부진공챔버(51) 및 하부진공챔버(52) 일측에 진공펌프(90)로부터 전달되는 진공을 조절하는 진공조절밸브(51a,52a)가 설치되며, 상부진공챔버(51)에서 하부진공챔버(52)로 오일이 배출될 때, 하부로 배출되는 오일의 체적만큼 상부진공챔버쪽으로 하부진공챔버쪽의 진공상태의 공기가 이동할 수 있는 보조유로가 설치되며, 그 보조유로상에 보조밸브(54a)가 설치되고, 상부진공챔버 내부에 회전식 노즐(50a)을 설치하여, 오일이 챔버 상단에 설치된 분사노즐을 통해 분사되면서 수분을 증발시키고, 상부에 설치된 응축기라인을 따라 수분을 제거시키며, 오일을 상부진공챔버 하단부의 탱크바닥에서 하부진공챔버(52)로 배출하고, 그 하부진공챔버(52)에 모아진 오일을 오일펌프(110)를 통해 오일저장탱크(10)로 보내도록 포함되어 구성되는 것을 특징으로 하는 오일재생장치.
- 제1항에 있어서, 오일가열정제부(30)는 내부 하단에 오일 흡입구(35)를 통해 공급되는 오일을 전열파이프로 가열시키는 오일가열부(31)가 설치되며, 그 오일가열부 상단쪽으로 한쌍의 전극판(32a,32b) 및 포집필터(32c)가 서로 대칭형의 병렬구조를 이루며 적층되는 정전분리부(32)가 설치되어 고전압의 코로나방전 발생에 의해 입자상 오염물이 대전되고, 대전된 입자상 오염물을 포집한 후 정제된 오일만을 오일배출구(36)를 통해 진공챔버(50)의 진공에 의해 흡입 배출되도록 하는 것을 특징으로 하는 오일재생장치.
- 제2항에 있어서, 오일 흡입구(35)는 내부가 상하로 관통되어 있으며 외부 표면이 구리 또는 황동으로 이루어진 원통형 배관(35a-1)과, 그 원통형 배관의 내부에 끼워넣어 장착된 마그네슘 방사체(35a-2)로 형성된 스케일 제거부(35a)가 포함되어 구성되는 것을 특징으로 하는 오일재생장치.
- 제2항에 있어서, 오일가열부(31)는 전열파이프 일측에 오일의 온도를 검출하는 오일 온도 검출기(33)가 설치되고, 그 오일 온도 검출기로부터의 신호에 근거하고 가열 오일이 미리 설정한 상한 온도에 도달되면 전열 파이프의 일부만을 작동시키고, 다른 전열 파이프의 작동을 정지하게 하고,가열 오일이 미리 설정한 하한 온도까지 하강하면 모든 전열파이프를 작동시키도록 제어하는 마이컴부(120)가 포 함되어 구성되는 것을 특징으로 하는 오일재생장치.
- 진공펌프를 작동시켜 진공압이 응축수 탱크, 응축기, 진공챔버, 오일가열정제부, 1차필터와 통해져 1차필터 내부를 진공으로 감압시키는 단계(S100)와,진공압력에의해 1차필터를 통해 공급된 오일속에 함유된 오염물을 1차로 제거한 후, 오일가열정제부의 스케일제거부로 공급시켜 오일속에 함유된 스케일을 제거하는 단계(S110)와,진공압력의해 정전분리부의 포집필터를 진공으로 감압시킴과 동시에 마이컴부의 제어를 통해 오일가열정제부 내부의 오일가열부에 설치된 전열파이프가 구동되어 오일을 가열시키고, 정전분리부를 통해 오일 속에 포함된 입자상오염물을 코로나방전에 의한 강한 전기장속에서 정전기력으로 입자상 오염물을 제거하는 단계(S120)와,진공압력에 의해 상부진공챔버 내부로 전달된 가열된 오일이 회전식 분사노즐에 의해 상부진공챔버 내부에서 분출되고, 분출된 오일이 진공증발온도에 의하여 증발되어 응축기를 통해 응축되어져 응축수탱크에서 수거되는 단계(S130)와,상부진공챔버내에 저장된 오일이 1/3 이상일 때 하부진공챔버로 이송시키고, 하부진공챔버에 저장된 오일이 1/3 이상일 때 회전식분사노즐에서 오일이 분출되고 있는 상태에서 오일배출펌프에 의해 오염입자 및 수분이 제거된 오일을 오일저장탱크로 배출시키는 단계(S140)와;상부진공챔버와 하부진공챔버의 진동도를 동일하게 유지하는 단계(S150)로 이루어져 반복되어 정화되는 것을 특징으로 하는 오일재생방법.
- 제5항에 있어서, 상부진공챔버와 하부진공챔버의 진동도를 동일하게 유지하는 단계(S150)는상부진공챔버의 보조밸브 작동전에 상부 진공펌프의 진공라인을 닫고, 동일관로상의 하부진공라인의 밸브를 개방한 후 정상진공대비 50~60%정도로 떨어진 하부진공도를 상부진공과 같은 수준으로 끌어올리도록 소요시간이 5~6초가 지난 후 보조밸브를 개방시켜 상,하부 진공도를 동일하게 유지하는 단계가 포함되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 오일재생방법.
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