KR101411224B1 - 보호용 분위기 재순환을 위한 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 오염을 유발하는 유기 분해 부산물로 오염된 다 쓴 보호용 분위기 가스를 위한 재순환 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 재순환 장치는 다 쓴 보호용 분위기 가스 공급 라인에 유입구가 연결되는 압축기와, 압축기에서 또는 압축기의 상류에서 가스 통로에 용매를 공급하도록 구성되는 용매 공급부를 포함한다. 이러한 재순환 장치는 또한 압축기의 유출구에 연결된 제1 챔버를 포함하는데, 이 제1 챔버는, 압축기로부터 압축 가스를 수용하도록 그리고 용매와 이 용매에 포획되거나 용해된 임의의 오염물질을 포함하는 혼합물을 수집하도록 구성된다.

Description

보호용 분위기 재순환을 위한 방법 및 장치{IMPROVED METHOD AND APPARATUS FOR PROTECTIVE ATMOSPHERE RECYCLING}

관련 출원의 상호 참조

본 출원은 2006년 8월 23일자로 출원되었으며 발명의 명칭이 "보호용 분위기 재순환을 위한 개선된 방법 및 장치(IMPROVED METHOD AND APPARATUS FOR PROTECTIVE ATMOSPHERE RECYCLING)"인 미국 가특허 출원 제60/839,427호에 관한 것이며, 이 미국 가특허 출원은 인용함으로써 그 전체 내용이 본 명세서에 포함된다.

기술분야
본 발명은 열 공정 중에 오염을 유발하는 유기 분해 부산물로 오염된 다 쓴 보호용 분위기 가스의 처리 및 재순환에 관한 것이다.

열처리 또는 다른 열 공정에서 사용되는 보호용 분위기 가스는 오랫동안, 처리되는 구성요소가 유기종(organic species)으로 코팅되거나 또는 유기종과 결합되는 산업에서 사용된 이후에 폐기되어 왔다. 이러한 예에는 잔류 롤링 오일로 코팅된 금속의 배치 어닐링(batch annealing), 및 유기 바인더와 결합된 섬유 또는 금속 분말의 환원 및/또는 소결이 포함된다. 보통 저압인 다 쓴 분위기 가스는, 다른 방식으로 정화되고 재순환되는 것은 물론이고 압축되어야 하는 오염 유발 침전물을 형성하기 쉽다고 판단되었다. 이는 심지어 전체 불순물이 극히 적은 경우에도 사실이다.

본 발명의 발명자는, 이렇게 오염을 유발하는 경향은 보통 열 공정 단계 중에 다환방향족탄화수소(PAH; Poly-cyclic Aromatic Hydrocarbons)의 형성에 따라 발생함을 발견하였다. 이러한 유형의 대다수 화합물은 표준 상태에서 고상 침전물을 형성한다. 이들 고상 침전물은 추가적인 열적 탈수소화 반응을 거치는 경향이 있으며, 결과적으로 "바니시(varnish)", "타르" 또는 "코크스"라 불리우는 소정 범위의 점착성 고상 물질을 형성하는 경향이 있다. 이렇게 오염을 유발하는 경향은, 2가지 이유로 특히 이들 화합물을 포함하는 기상 혼합물이 압축될 때 강력해진다. 첫째로, 혼합물의 전체 압력이 증가하면 오염물질의 분압이 증가하기 때문에 단계와 단계 사이의 냉각 중에 고상 침전물을 형성하는 열역학적 경향성이 커지게 된다. 그리고, 둘째로, 다수의 압축 사이클에서 겪는 높은 온도는 바니시, 타르 및 코크스와 같은 열 분해 생성물의 형성을 가속화시킬 수 있다. 이들 생성물이 압축기 밸브와 같은 중요한 가동 부품에 형성된다면, 이 경우 기능불량이 크게 가속화된다.

이상의 문제를 해소하고자 노력하면서, 본 발명자는 다 쓴 분위기 가스의 재순환을 위한 방법 및 장치로서, 유리하게 분위기 가스의 순(net) 소비를 감소시키는 방법 및 장치를 고안하였다. 따라서, 본 발명은 오염을 유발하는 유기 분해 부산물로 오염된 분위기 가스의 처리를 용이하게 하기 위한 방법 및 장치를 유리하게 제공한다.

이에 따라, 본 발명은 유리하게는 유기 코팅 또는 바인더를 포함하는 재료를 처리하기 위해 보호용 분위기를 사용하는 열처리 장비의 작동 방법을 제공하여 가스 재순환 장치에서 오염을 유발하는 침전물의 형성을 방지한다.

본 발명은 또한 유리하게는 가스 재순환 장치에서의 압축 이전에 다 쓴 분위기 가스로부터 기화된 분해 부산물을 제거하기 위한 방법 및 장치를 제공한다.

본 발명은 또한 유리하게는 유기 코팅 또는 바인더로부터의 분해 부산물로 오염된 다 쓴 분위기 가스를 압축하기 위한 방법 및 장치로서, 오염을 유발하는 침전물의 생성을 억제하는 방법 및 장치를 제공한다.

또한, 본 발명은 유리하게는 오염을 유발하지 않으면서 유기 코팅 또는 바인더로부터의 분해 부산물로 오염되고 압축된 다 쓴 분위기 가스를 냉각하기 위한 방법 및 장치를 제공한다.

본 발명은 또한 유리하게는 부산물 종을 포획하는 바인더 또는 유기 코팅으로부터의 분해 부산물로 오염된 다 쓴 분위기 가스를 재순환하기 위한 방법으로서, 이들 부산물 종을 주위 환경으로 배기시키지 않는 방법을 제공한다.

본 발명은 또한 유리하게는 유기 코팅 또는 바인더로부터의 분해 부산물로 오염된 다 쓴 분위기 가스를 재순환하기 위한 방법 및 장치로서, 적어도 하나의 용적 이송식 압축 단계를 이용하는 방법 및 장치를 제공한다.

추가로, 본 발명은 유리하게는 유기 코팅 또는 바인더로부터의 분해 부산물로 오염된 다 쓴 분위기 가스를 재순환하기 위한 방법 및 장치로서, 오일로 윤활되는 적어도 하나의 용적 이송식 압축 단계를 이용하는 방법 및 장치를 제공한다.

또한, 본 발명은 유리하게는 유기 코팅 또는 바인더로부터의 분해 부산물로 오염된 다 쓴 분위기 가스를 재순환하기 위한 방법 및 장치로서, 오일로 윤활되는 적어도 하나의 용적 이송식 압축 단계를 이용하는 방법 및 장치를 제공하며, 이때 기계식으로 운전되는 기어를 윤활하기 위해 사용되는 오일은 오일의 원래 윤활 특성을 유지한다.

이하의 상세한 설명을 참고하면, 특히 첨부 도면을 함께 고려하면, 본 발명 및 본 발명에 수반되는 다수의 장점에 대한 보다 완벽한 이해가 용이할 것이다.

도 1은 오염된 가스를 위한 압축 시스템의 개략적인 도면이다.

도 2는 본 발명에 따라 압축기가 윤활되는 압축 시스템의 개략적인 도면이다.

도 3은 상온인 2가지 상이한 압축기 윤활유에서의 탄화수소 오염물질의 용해도 한계를 나타내는 도표이다.

도 4는 가스 냉각기 아래에 배치되는 가스 버퍼를 갖춘, 본 발명에 따른 압축 시스템의 개략적인 도면이다.

도 5는 일체화된 가스 버퍼 장치를 갖춘, 본 발명에 따른 압축 시스템의 개략적인 도면이다.

도 6은 시스템 유입구, 용매 분사 수단, 및 폐액 펌핑 수단에 폐액을 재순환시키는 일체화된 가스 버퍼 장치를 갖춘, 본 발명에 따른 압축 시스템의 개략적인 도면이다.

첨부 도면을 참고하여 이후에 본 발명의 실시예를 설명할 것이다. 이후의 설명에 있어서, 실질적으로 동일한 기능 및 배치를 갖는 구성 요소는 동일한 도면 부호로 지시하며, 단지 필요한 때에만 반복적으로 설명한다.

도 1은 가스 스트림(1)을 안내하는 압축 시스템의 개략적인 도면으로서, 가스 스트림은 원하는 흡입 온도까지 열교환기 또는 냉각기(2)에서 냉각될 수 있다. 냉각된 가스는 다음으로 가스 압축기(4)의 흡입에 의해 유발되는 압력의 섭동을 최소화하는 맥동 버퍼링 용기 또는 챔버(3)로 진행한다. 압축기(4)는 하나 이상의 왕복 피스톤, 로터리 스크류 또는 로브(lobe), 진동하는 스크롤, 원심 압축기 또는 축방향 압축기, 혹은 임의의 다른 유형의 압축기를 이용하는 용적 이송식 또는 동적 압축기일 수 있다. 압축기(4) 방출물은, 냉각기(8)에 유입되기 이전에 맥동 감쇠기 또는 챔버(7)에 연결되며, 상기 냉각기에서 상기 방출물은 최종 용기 또는 챔버(9)까지 이동하기에 앞서 소정 온도로 냉각된다.

압축되고 냉각된 가스(10)는 사용을 위해 또는 추가적인 처리를 위해 용기(9)에서 배출된다. 예를 들면, 용기(9)는 다단계 왕복 피스톤 압축기에서와 같이 추가적인 압축 단계 이전에 맥동 감쇠기로서의 기능을 할 수 있다. 용기(9)는 또한 액체 및/또는 고체 입자 분리 용기로서의 기능을 할 수 있다. 이를 위해, 용기(9)에는 내부 배플, 필터 요소, 충전된 매체, 사이클론 섹션, 또는 액적 분리를 행하기 위한 다른 수단이 마련될 수 있다. 마찬가지로, 흡입 버퍼링 용기(3)는 또한 압축기(4) 이전에 분리 장치로서 기능할 수 있다. 용기(3 및 9)로부터 분리된 재료를 빼내기 위해, 이들 용기에는 드레인 밸브(5 및 11)가 각각 마련된다. 드레 인 밸브는 수동 밸브 또는 자동 밸브일 수 있다. 드레인 밸브는 또한 레벨 센서(6 및 12)에 의해 작동될 수 있으며, 이 레벨 센서는 수집되는 재료에 적절한 레이더 센서, 커패시턴스 센서, 열전도 센서, 초음파 센서, 기계 부양식 센서, 또는 광학 센서와 같은 임의의 유형의 레벨 센서일 수 있다. 레벨 센서(6 및 12) 대신에, 드레인 밸브(5 및 11)는 타이머, 압축기의 회전수 혹은 다른 수단에 기초하여 자동화될 수 있다. 이러한 자동화 방법은 어떤 방식으로도 본 발명을 제한하지 않는다.

아래의 표 1은 0 ℃의 열처리용 분위기 가스로부터 응축된 오염물질의 대표적인 조성을 나타낸다. 이들 화합물 모두는 다중방향성 탄화수소이며, 모두 상온에서 고체이다. 이들 화합물뿐만 아니라 다른 탄화수소, 수증기 및 고체가 유입 분위기 스트림(1)에서 1000 PPM(parts per million)을 초과하는 농도로 존재할 수 있다. 이러한 농도는 냉각기(2 및 8)의 급속한 오염을 초래할 수 있으며, 이에 따라 유지보수를 위해 바람직하지 않은 비가동시간(downtime)이 발생한다. 심지어 열교환기(2) 또는 용기(3)에서 오염이 발생하지 않도록 하는 농도, 온도 및 압력이라고 하더라도, 열교환기(8) 및 용기(9)에서의 전체 가스 압력이 더 높으면 오염을 유발하는 침전물의 형성을 초래할 수 있다. 마찬가지로, 가스의 최선의 정화에 영향을 주기 위해 바람직할 수 있는 바와 같이, 생성물 가스(10)가 후속하는 압축 단계에서 압축되면, 후속 단계에서는 오염이 유발될 수 있다.

도 2는 본 발명에 따른 대안적인 압축 방식을 나타내며, 이때 압축기(4)에는 이 경우 윤활유인 용매(21)가 펌프(22)에 의해 공급된다. 액체 혼합물이 이제 방출 맥동 감쇠 용기(7)에 수집될 수 있으므로, 용기(7)에는 드레인 밸브(23)를 갖춘 배수부가 마련된다. 드레인 밸브(23)는 전술한 바와 같이 수동으로 작동될 수 있거나 또는 [예컨대 레벨 스위치(24)의 사용에 의해 또는 다른 수단에 의해] 자동으로 작동될 수 있다. 윤활유(21)의 첨가는 유리하게는 압축기(4)의 기밀 및 마모 수명을 향상시키는 역할을 한다.

본 발명자는, 공급원료 스트림(1)에서의 오염물질을 용매와 이 용매 내에 포획되거나 용해된 임의의 오염물질의 액체 혼합물로 분리하기 위해 유리하게는 윤활유(21)의 화학 조성 및 첨가 속도를 선택할 수 있음을 확인하였으며, 이 액체 혼합물은 챔버(7 및 9)에서 수집될 수 있고 각각 밸브(23 및 11)를 통해 방출될 수 있다. 윤활유는 압축기(4) 자체를 윤활하기 위해 사용되는 동일한 윤활유일 수 있다. 용해된 탄화수소, 물 및 고체 오염물질은 윤활유의 특성을 변화시킬 수 있으므로, 윤활유 공급부는 압축기의 기계 요소에 대한 윤활유 공급부와 구분되도록 이용하는 것이 바람직하다. 압축기, 특히 용적 이송식 압축기에서 별도의 오일 공급부를 이용하는 것은 널리 실시되고 있다. 예를 들면, 회전식 베인, 로터리 스크류, 진동하는 스크롤, 로터리 로브 및 왕복 피스톤 압축기는 가스 통로에 대한 하나의 윤활유 공급부 및 기계 장치에 대한 제2의 공급부와 함께 작동되는 것이 모두 공지되어 있다.

도 3은 상온인 2가지 상이한 압축기 윤활유에서 대표적인 오염물질 탄화수소의 용해도 한계를 나타낸다. 나프탈렌과 같이 용융점이 더 낮은 오염물질은 용융점이 더 높은 오염물질보다 상온의 윤활유에서 용해도 한계가 더 크다. 또한, 본 예에서, 점도가 더 낮은 윤활유는 유리하게는 더 큰 비율의 오염물질을 용해시킨다. 다양한 가스 스트림이 다양한 오염물질을 운반할 수 있기 때문에, 모든 경우에 대해 바람직한 윤활유를 확인하는 것은 불가능하지만, 관심 대상 온도에서 선택된 윤활유가 해당 오염물질을 용해시킬 적절한 능력을 갖고 있음을 보장하기 위해 용해도 한계를 설정하는 것은 분명히 중요하다. 도 3에 나타낸 모든 오염물질은 1g/10mL 농도 레벨로 100 ℃에서 두 가지 윤활유에 완전히 용해된다. 따라서, 본 발명에 따른 압축 시스템 내에서 국지적으로 오염 발생을 방지하는 것은 윤활유 및 오염물질 유동의 상대량, 윤활유 및 오염물질 혼합물의 온도, 오염물질의 국지적인 농도, 및 윤활유의 화학 조성에 의해 영향을 받을 수 있다.

도 4는 도 1 및 도 2의 압축기 방출 버퍼(7)를 하위 버퍼 챔버(31)로 대체한 본 발명의 압축 시스템의 또 다른 실시예를 도시하고 있다. 하위 버퍼 챔버(31)는 부분적으로 또는 전체적으로 냉각기(33) 아래에 배치되며, 응축된 액체가 버퍼 챔버(31)로 배수되도록 배치된다. 냉각기(33)는 상위 버퍼 챔버(32)와 연결되며, 이 상위 버퍼 챔버는 부분적으로 또는 전체적으로 하위 버퍼 챔버(31) 위에 있고 냉각기(33)의 방출부와 유체 연통된다. 본 실시예에 있어서, 다른 방식으로 압축기(4)에 존재하는 것보다 포화 온도가 낮은 화합물은 연속적으로 하위 버퍼 챔버(31)로 배수 또는 환류를 방출한다. 이는 실질적으로 하위 버퍼 챔버(31)에서의 온도를 저하시키지만 또한 냉각기(33) 및 하위 버퍼 챔버(31)의 표면으로부터 고체 침전물의 지속적인 세척을 초래하게 된다. 이에 따라 하위 버퍼 챔버(31)에 수집되어 드레인 밸브(34)를 갖춘 배수부를 통해 배수될 액체 혼합물에서 포화 온도가 높은 화합물의 전체 농도는 더 낮아지며, 드레인 밸브는 레벨 센서(36) 또는 다른 수단에 의해 작동될 수 있다. 일부 상황에서는 상위 버퍼 챔버(32)에 액체가 전혀 축적되지 않는 것을 고려할 수 있지만, 액체 축적 및 제거를 위한 설비는 레벨 센서(37) 및 드레인 밸브(35)를 갖춘 배수부를 매개로 제공될 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 기능 요소는 단일 기계 조립체(30)로 조합될 수 있다. 대안으로, 이러한 장치는 복수 개의 서브조립체로 구성될 수 있다.

도 5는 버퍼 조립체(30)가 단일 장치인, 도 4의 시스템의 변형예를 도시하고 있다. 본 실시예에 있어서, 냉각기(33)에는, 유입구가 하위 버퍼 챔버(31)와 유체 연통되고 방출부(38)가 상위 버퍼 챔버(32)와 유체 연통되는 튜브가 마련된다. 본 실시예에 있어서, 냉각기(33)는, 제거 가능한 U자형 튜브 다발 타입의 냉각기로서, 냉각 유체가 밸브(40)를 통해 허용되며 유량계(41)를 통과하는 것인 냉각기이다. 밸브(40)를 통과하는 유량을 제어하기 위해 상위 버퍼 챔버(32)로부터 방출되는 가스(10)의 온도를 사용할 수 있는 것이 유리하다. 이러한 제어는 수동으로 또는, 전기식 제어기 혹은 서모스탯 밸브와 같은 기계식 제어기를 매개로 자동으로 행해질 수 있다. 버퍼 조립체(30)에는 액적 병합 수단(43)이 마련되어 가스 스트림(10)에서 액체 혹은 고체 오염물질의 이월(carryover)을 방지하는 것이 유리하다. 액적 병합은 충전된 베드, 카트리지 필터 또는 당업자에게 공지된 다른 수단을 매개로 이루어질 수 있다. 상위 버퍼 챔버(32) 및 하위 버퍼 챔버(31)는 도 5에는 동일한 직경을 갖는 것으로 도시되어 있지만, 이들 챔버는 상이한 직경을 갖도록 마련될 수 있다. 또한, 도 5는 챔버를 분리하는 하나의 공유된 압력 경계를 도시하는 반면, 이들 챔버는 각각 대안으로 별도의 압력 경계를 갖도록 마련될 수 있다.

이전의 도면은, 냉각기(2)에 존재하는 압력 및 온도에서 오염을 유발하는 침전물을 형성하는 화학종으로 공급가스(1)가 오염되지 않을 때 유용한 본 발명의 실시예를 도시하고 있다. 도 6은 냉각기(2) 또는 유입 버퍼 용기(3)에서 오염이 유발될 수 있는 상황에서 유리한 본 발명의 실시예를 도시하고 있다. 본 실시예에 있어서, 밸브(34 및 35)로부터의 오염물질 스트림 및 응축된 윤활유 스트림의 혼합물은 용기(3)에 공급되며, 예컨대 이 혼합물은 지점(50)에서 냉각기(2)의 유입구로 복귀한 후 용기(3)로 이동할 수 있거나(도 6에 도시된 바와 같음), 또는 대안으로 이 혼합물이 용기(3)로 직접 복귀할 수 있는데, 용기(3)[전술한 냉각기가 존재하는 경우 냉각기(2)의 상류 또는 하류에 있음]의 상류 위치에서 용기(3)에 가스(1)를 운반하는 배관으로 복귀할 수 있거나, 혹은 심지어 용기(3)에 상기 혼합물을 공급하기 위해 중력을 사용하도록 용기(3)의 하류 위치에서 배관으로 복귀하게 된다. 밸브(34 및 35)로부터의 액체는 윤활유와 혼합되기 때문에, 이들 액체는 낮은 온도 및 압력 특성의 냉각기(2)와 용기(3)에서 침전물을 형성하는 성분보다 더 낮은 분자량, 포화 온도, 및 용융점을 갖는다. 따라서, 이들 액체는 침전물을 용해하기 위해 사용될 수 있다. 가스(10)에 대해 본 발명에서 고안한 바와 같이 추가적인 압축 단계를 마련하는 경우, 이러한 추가적인 압축 단계와 연관된 버퍼 조립체(30)에 포획된 액체도 또한 위치(50)로 복귀할 수 있다. 이들 액체는 밸브(35 및 34)로부터의 액체보다 계속적으로 더 낮은 분자량을 갖는다. 다수의 압축 단계의 극한에 있어서, 복귀되는 액체는 실질적으로 단지 윤활유이다.

멀리 위치한 탱크에서, 즉 용기(3) 내의 가스 압력이 밸브(5)를 통한 유동을 행하기에 불충분한 상태에서 용기(3)로부터의 혼합물 액체를 처리하기 위해, 펌프(51)를 제공하는 것이 유리할 수 있다. 펌프(51)에서의 혼합물 액체의 냉각 및 응고를 방지하기 위해 연속 작업이 용이하도록 펌프(51)에는 배압 밸브(52)가 마련될 수 있다. 밸브(5)는 시스템으로부터 액체를 제거하기 위해 여전히 사용될 수 있으며, 또한 도시된 바와 같이 여전히 레벨 센서(6)에 의해 작동될 수 있다.

밸브(34 및 35)로부터의 혼합물을 재순환시키는 것이 바람직하지 않은 경우, 또는 이 혼합물을 처리하기가 여전히 어렵거나 이 혼합물이 오염을 유발하는 경우, 용기(3)에서의 포트(55)는 용매의 분사를 위해 사용될 수 있다. 이러한 용매 분사는 또한 냉각기(2)의 상류에 있는 분사 지점에서 실시될 수 있다. 용매를 사용하는 것은, 다른 경우에 압축기 윤활유에서의 희석에 있어서 지나치게 높거나 또는 압축기 윤활유의 사용을 경제적으로 하기에는 지나치게 높은 농도에서 오염물질의 취급을 용이하게 한다. 대안으로, 용매 분사는 압축기 윤활 대신에 사용될 수 있다. 표 1에서와 같은 탄화수소 오염물질을 용해시키기 위해, 알코올, 에테르, 경질 탄화수소, 디메틸 염화물, 가솔린 및 디젤과 같은 용매는 모두 용매로서의 역할을 할 수 있다. 본 발명자는 다른 불순물이 다른 용매에서 쉽게 용해될 수 있을 것으로 예상한다. 본 발명은 존재하는 오염물질을 용해하기에 유용한 임의의 용매의 사용을 고려한다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 병합 수단(56)은 용매 분사 지점(55)의 하류에 마련되지만 응축된 액체가 용기(3)로 배수될 수 있도록 용기(3)와 유체 연통하게 마련된다. 이는 유리하게는 가스(1)와 상기 용매 분사 지점(55)을 통해 분사되는 용매 사이의 밀접한 접촉을 제공하며, 이에 따라 오염물질의 제거를 극대화한다.

본 발명의 추가적인 실시예에 있어서, 냉각기(2)는 직접 접촉식 냉각기일 수 있다. 탄화수소 오염물질에 대해서는, 오염물질이 최소 용해도를 갖는 냉각 매질을 이용하는 직접 접촉식 냉각기가 바람직하다. 이러한 냉각 매질의 예로는 물이 있다. 직접 접촉식 워터 쿨러(2)를 사용하는 경우, 섞이지 않는 탄화수소 오염물질들을 쉽게 분리할 수 있으며, 냉매는 무한정으로 재순환될 수 있다. 직접 접촉식 냉각기(2)는 지점(50)에서 분사되는 재순환된 윤활유와 함께, 유입 용기(3)에 직접 재분사되는 윤활유와 함께, 또는 윤활유 재순환 없이도 사용될 수 있다. 다양한 가스 조성, 압력 및 온도에 따라 이들 방식 중 임의의 방식이 바람직할 수 있으며, 어느 것도 본질적으로 바람직한 것은 아니다.

본 명세서에 도시되고 설명된 예시적인 실시예는 본 발명의 바람직한 실시예를 기재한 것이고 어떠한 방식으로도 청구범위의 범위를 한정하려는 의도가 아님에 주의해야 한다.

본 발명의 다수의 변형 및 변화는 전술한 교시의 관점에서 가능하다. 따라서, 첨부된 청구범위의 범위 내에서 본 발명은 본 명세서에 구체적으로 설명된 바와 다른 방식으로 실시될 수 있음을 이해해야 한다.

Claims (48)

1. 오염을 유발하는 유기 분해 부산물로 오염된 다 쓴 보호용 분위기 가스를 위한 재순환 장치로서,

   다 쓴 보호용 분위기 가스 공급 라인에 유입구가 연결된 압축기;

   상기 압축기의 상류 또는 상기 압축기에서 가스 통로에 용매를 공급하도록 구성된 용매 공급부;

   상기 압축기의 유출구에 연결되며, 상기 압축기로부터 압축된 가스를 수용하도록, 그리고 용매와 이 용매에 포획되거나 용해된 임의의 오염물질을 포함하는 혼합물을 수집하도록 구성되는 제1 챔버; 및

   상기 압축기의 상류에 마련되며 다 쓴 보호용 분위기 가스 공급 라인에 유입구가 연결된 추가적인 챔버를 포함하고,

   상기 제1 챔버는 상기 제1 챔버로부터 혼합물을 방출하도록 구성된 드레인 밸브를 갖춘 배수부를 포함하며, 이 배수부는 방출되는 혼합물을 상기 추가적인 챔버로 공급하도록 구성되는 것인 재순환 장치
2. 제1항에 있어서, 상기 제1 챔버는, 상기 제1 챔버로부터 혼합물을 방출하도록 구성된 드레인 밸브를 갖춘 배수부를 포함하는 것인 재순환 장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 용매 공급부는 상기 압축기의 상류 또는 상기 압축기에서 상기 가스 통로에 용매로서 윤활유를 공급하도록 구성되는 것인 재순환 장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 재순환 장치는 상기 압축기의 기계 요소에 윤활유를 공급하도록 구성되는 기계 윤활유 공급부를 더 포함하며, 상기 기계 윤활유 공급부는 상기 용매 공급부로부터 떨어져 있는 것인 재순환 장치.
5. 제1항에 있어서,

   상기 제1 챔버의 유출구에 연결되며, 상기 압축기로부터 압축된 가스를 수용하도록, 그리고 용매와 이 용매에 포획되거나 용해된 임의의 오염물질을 포함하는 혼합물을 수집하도록 구성되는 제2 챔버; 및

   상기 제1 챔버에 상기 제2 챔버를 연결시키는 도관을 따라 마련되며, 상기 도관 내에서 압축된 가스를 냉각시키도록 구성되는 열교환기

   를 더 포함하는 재순환 장치.
6. 제5항에 있어서, 상기 제2 챔버는, 상기 제2 챔버로부터 혼합물을 방출하도록 구성된 드레인 밸브를 갖춘 배수부를 포함하는 것인 재순환 장치.
7. 제5항에 있어서, 상기 제1 챔버는, 부분적으로 또는 전체적으로 상기 열교환기보다 낮은 작동 위치에 마련되며, 상기 열교환기 내에서 응축되는 임의의 액체는 상기 제1 챔버로 배수될 수 있는 것인 재순환 장치.
8. 제7항에 있어서, 상기 제2 챔버는, 부분적으로 또는 전체적으로 상기 제1 챔버 위에 있는 작동 위치에 마련되는 것인 재순환 장치.
9. 제8항에 있어서, 상기 제1 챔버, 상기 열교환기, 및 상기 제2 챔버는 단일 하우징 조립체 내에 마련되는 것인 재순환 장치.
10. 제8항에 있어서, 상기 제1 챔버, 상기 열교환기, 및 상기 제2 챔버는 단일 장치에 통합되는 것인 재순환 장치.
11. 제10항에 있어서, 상기 단일 장치는,

    상기 제1 챔버를 형성하는 하위 챔버 및 상기 제2 챔버를 형성하는 상위 챔버를 구비하는 용기; 및

    상기 하위 챔버와 유체 연통되는 제1 개구 및 상기 상위 챔버와 유체 연통되는 제2 개구를 구비하는 유동 튜브

    를 포함하며, 상기 열교환기는 상기 유동 튜브 내에서 연장되는 것인 재순환 장치.
12. 제5항에 있어서, 상기 재순환 장치는, 상기 압축기의 상류에 마련되며 다 쓴 보호용 분위기 가스 공급 라인에 유입구가 연결된 제3 챔버를 더 포함하고,

    상기 제1 챔버는, 상기 제1 챔버로부터 혼합물을 방출하도록 구성되는 드레인 밸브를 갖춘 배수부를 포함하며,

    상기 배수부는 방출되는 혼합물을 상기 제3 챔버로 공급하도록 구성되는 것인 재순환 장치.
13. 제12항에 있어서, 상기 재순환 장치는 상기 제3 챔버의 상기 유입구에 다 쓴 보호용 분위기 가스 공급 라인을 연결하는 도관을 따라 마련되는 냉각기를 더 포함하며, 이 냉각기는 상기 도관 내에서 다 쓴 보호용 분위기 가스를 냉각하도록 구성되는 것인 재순환 장치.
14. 제13항에 있어서, 상기 배수부는 방출되는 혼합물을 상기 냉각기의 가스 통로로 공급하도록 구성되는 것인 재순환 장치.
15. 제12항에 있어서, 상기 배수부는 방출된 혼합물을 상기 제3 챔버로 직접적으로 공급하도록 구성되는 것인 재순환 장치.
16. 제12항에 있어서, 상기 배수부는 방출되는 혼합물을 상기 제3 챔버의 상류 또는 하류에 있는 가스 통로로 공급하도록 구성되는 것인 재순환 장치.
17. 제12항에 있어서, 상기 제2 챔버는, 상기 제2 챔버로부터 혼합물을 방출하도록 구성되는 추가적인 드레인 밸브를 갖춘 추가적인 배수부를 포함하며, 상기 추가적인 배수부는 방출되는 혼합물을 상기 제3 챔버로 공급하도록 구성되는 것인 재순환 장치.
18. 제17항에 있어서, 상기 재순환 장치는 상기 제3 챔버의 상기 유입구에 다 쓴 보호용 분위기 가스 공급 라인을 연결하는 도관을 따라 마련되는 냉각기를 더 포함하며, 이 냉각기는 상기 도관 내에서 다 쓴 보호용 분위기 가스를 냉각하도록 구성되고, 상기 배수부 및 상기 추가적인 배수부는 방출되는 혼합물을 상기 냉각기의 가스 통로로 공급하도록 구성되는 것인 재순환 장치.
19. 삭제
20. 제1항에 있어서, 상기 재순환 장치는 상기 추가적인 챔버의 상기 유입구에 다 쓴 보호용 분위기 가스 공급 라인을 연결하는 도관을 따라 마련되는 냉각기를 더 포함하며, 이 냉각기는 상기 도관 내에서 다 쓴 보호용 분위기 가스를 냉각하도록 구성되는 것인 재순환 장치.
21. 제1항에 있어서,

    상기 추가적인 챔버에 제2 용매를 공급하도록 구성된 제2 용매 공급부

    를 더 포함하는 재순환 장치.
22. 삭제
23. 제1항에 있어서, 상기 배수부는 방출된 혼합물을 상기 추가적인 챔버로 직접적으로 공급하도록 구성되는 것인 재순환 장치.
24. 제1항에 있어서, 상기 배수부는 방출되는 혼합물을 상기 추가적인 챔버의 상류 또는 하류에 있는 가스 통로로 공급하도록 구성되는 것인 재순환 장치.
25. 오염을 유발하는 유기 분해 부산물로 오염된 다 쓴 보호용 분위기 가스의 재순환 방법으로서,

    다 쓴 보호용 분위기 가스를 수용하는 단계,

    다 쓴 보호용 분위기 가스를 운반하는 가스 통로에 용매를 공급하는 단계,

    가스 통로에 용매를 공급하는 위치 또는 그 하류에서 다 쓴 보호용 분위기 가스를 압축하는 단계,

    제1 챔버 내에 압축된 가스를 수용하고, 용매와 이 용매에 포획되거나 용해된 임의의 오염물질을 포함하는 혼합물을 제1 챔버 내에 수집하는 단계,

    다 쓴 보호용 분위기 가스를 압축하는 위치의 상류에 마련된 추가적인 챔버 내에서 다 쓴 보호용 분위기 가스를 수용하는 단계,

    제1 챔버에 수집된 혼합물을 추가적인 챔버에 공급하는 단계, 및

    용매와 이 용매에 포획되거나 용해된 임의의 오염물질을 포함하는 혼합물을 추가적인 챔버 내에 수집하는 단계

    를 포함하는 재순환 방법.
26. 제25항에 있어서, 상기 용매는 압축기 윤활유인 것인 재순환 방법.
27. 제26항에 있어서, 상기 재순환 방법은 압축기의 기계 요소에 기계 윤활유를 공급하는 단계를 더 포함하며, 기계 윤활유 공급부는 용매 공급부로부터 떨어져 있는 것인 재순환 방법.
28. 제25항에 있어서,

    열교환기를 사용하여 압축된 가스를 냉각하는 단계, 및

    제2 챔버 내에 냉각되고 압축된 가스를 수용하며, 용매와 이 용매에 포획되거나 용해된 임의의 오염물질을 포함하는 혼합물을 제2 챔버 내에 수집하는 단계

    를 더 포함하는 재순환 방법.
29. 제28항에 있어서, 상기 제1 챔버는 부분적으로 또는 전체적으로 상기 열교환기보다 낮은 작동 위치에 마련되며, 상기 열교환기 내에서 응축되는 임의의 액체는 상기 제1 챔버로 배수될 수 있는 것인 재순환 방법.
30. 제29항에 있어서, 상기 제2 챔버는 부분적으로 또는 전체적으로 상기 제1 챔버 위에 있는 작동 위치에 마련되는 것인 재순환 방법.
31. 제30항에 있어서, 상기 제1 챔버, 상기 열교환기, 및 상기 제2 챔버는 단일 하우징 조립체 내에 마련되는 것인 재순환 방법.
32. 제30항에 있어서, 상기 제1 챔버, 상기 열교환기, 및 상기 제2 챔버는 단일 장치에 통합되는 것인 재순환 방법.
33. 제32항에 있어서, 상기 단일 장치는,

    상기 제1 챔버를 형성하는 하위 챔버 및 상기 제2 챔버를 형성하는 상위 챔버를 구비하는 용기; 및

    상기 하위 챔버와 유체 연통되는 제1 개구 및 상기 상위 챔버와 유체 연통되는 제2 개구를 구비하는 유동 튜브

    를 포함하며, 상기 열교환기는 상기 유동 튜브 내에서 연장되는 것인 재순환 방법.
34. 제28항에 있어서,

    다 쓴 보호용 분위기 가스를 압축하는 위치의 상류에 마련되는 제3 챔버 내에서 다 쓴 보호용 분위기 가스를 수용하는 단계,

    제1 챔버 내에 수집된 혼합물을 제3 챔버에 공급하는 단계, 및

    용매와 이 용매에 포획되거나 용해된 임의의 오염물질을 포함하는 혼합물을 제3 챔버에서 수집하는 단계

    를 더 포함하는 재순환 방법.
35. 제34항에 있어서,

    냉각기를 사용하여 제3 챔버의 상류에서 다 쓴 보호용 분위기 가스를 냉각하는 단계

    를 더 포함하는 재순환 방법.
36. 제35항에 있어서, 제1 챔버 내에 수집된 혼합물은 냉각기의 가스 통로에 공 급되는 것인 재순환 방법.
37. 제34항에 있어서, 제1 챔버 내에 수집된 혼합물은 제3 챔버에 직접적으로 공급되는 것인 재순환 방법.
38. 제34항에 있어서, 제1 챔버에 수집된 혼합물은 제3 챔버의 상류 또는 하류에 있는 가스 통로에 공급되는 것인 재순환 방법.
39. 제34항에 있어서,

    제2 챔버 내에 수집된 혼합물을 제3 챔버에 공급하는 단계

    를 더 포함하는 재순환 방법.
40. 제39항에 있어서, 상기 재순환 방법은 냉각기를 사용하여 제3 챔버의 상류에서 다 쓴 보호용 분위기 가스를 냉각하는 단계를 더 포함하며,

    상기 제1 챔버에 수집된 혼합물 및 제2 챔버에 수집된 혼합물은 냉각기의 가스 통로에 공급되는 것인 재순환 방법.
41. 삭제
42. 제25항에 있어서,

    냉각기를 이용하여 추가적인 챔버의 상류에서 다 쓴 보호용 분위기 가스를 냉각하는 단계

    를 더 포함하는 재순환 방법.
43. 제25항에 있어서,

    추가적인 챔버에 제2 용매를 공급하는 단계 및

    제2 용매와 이 제2 용매에 포획되거나 용해된 임의의 오염물질을 포함하는 혼합물을 추가적인 챔버 내에 수집하는 단계

    를 더 포함하는 재순환 방법.
44. 삭제
45. 제25항에 있어서, 제1 챔버 내에 수집된 혼합물은 추가적인 챔버에 직접적으로 공급되는 것인 재순환 방법.
46. 제25항에 있어서, 제1 챔버 내에 수집된 혼합물은 추가적인 챔버의 상류 또는 하류에 있는 가스 통로에 공급되는 것인 재순환 방법.
47. 제25항에 있어서, 상기 압축하는 단계는 하나 이상의 용적 이송식 압축 단계를 포함하는 것인 재순환 방법.
48. 제25항에 있어서, 상기 압축하는 단계는 하나 이상의 오일 윤활형 용적 이송식 압축 단계를 포함하는 것인 재순환 방법.

Images