KR101444637B1

KR101444637B1 - 오일 프리 컴프레셔

Info

Publication number: KR101444637B1
Application number: KR1020140046526A
Authority: KR
Inventors: 이승준
Original assignee: 주식회사 나오텍크
Priority date: 2014-04-18
Filing date: 2014-04-18
Publication date: 2014-09-26

Abstract

본 발명은 오일 프리 컴프레셔를 개시한 것으로, 이러한 본 발명은 공압기기나 공압장비로 에어를 토출하는 오일 인젝션 컴프레셔의 리저브탱크와 압력조절밸브 사이에 열교환기와 촉매제를 통해 에어에 함유된 오일을 제거하는 오일컨버터를 연결 구성한 것이며, 이에 따라 오일 인젝션 컴프레셔를 오일 프리화시켜 오일 프리 컴프레셔를 만들고, 이같은 오일 프리 컴프레셔를 통해 에어로부터 오일 성분을 1,2차에 걸쳐 반복 제거함으로서, 에어 중에 포함된 오일이 0.0025ppm 이하로 현저히 감소되도록 함은 물론, 촉매제의 긴 교체주기(약 50,000시간 이상 사용 가능)로 인하여 종래 오일 프리 컴프레셔 대비 유지 보수 비용을 크게 절감할 수 있도록 하는 오일 프리 컴프레셔를 제공한다.

Description

오일 프리 컴프레셔 {Oil Free Compressor}

본 발명은 오일 프리 컴프레셔에 관한 것으로, 보다 상세하게는 공압기기나 공압장비로 에어를 토출하는 오일 인젝션 컴프레셔의 리저브탱크와 압력조절밸브 사이에열교환기와 촉매제를 통해 에어에 함유된 오일을 제거하는 오일컨버터를 연결하여, 토출되는 에어로부터 오일 성분을 1,2차에 걸쳐 효율적으로 제거할 수 있도록 하는 오일 프리 컴프레셔에 관한 것이다.

일반적으로, 오일 인젝션 컴프레셔는 첨부된 도 1에서와 같이, 에어필터(101)에 의해 더스트가 제거된 에어가 섹션밸브(102)를 통해 제어기(103a)와 모터(103b) 및 에어엔드(airend)(103c)로 이루어진 압축부(103)로 공급될 때, 상기 압축부(103)에서 여과된 에어를 압축한 후 이를 리저브탱크(104)에 저장하게 된다.

그러면, 상기 리저브탱크(104)내의 오일세퍼레이터(105)는 리저브탱크(104)에 저장되는 압축된 에어로부터 오일을 분리하게 되고, 상기 리저브탱크(104)내의 압력이 상기 리저브탱크(104)에 설치되는 안전변(104a)의 설정압력을 초과하게 되면, 상기 안전변(104a)의 개방이 이루어지면서, 압축된 에어는 압력조절밸브(106)로 안내된다.

이때, 상기 압력조절밸브(106)의 설정압력보다 높은 압력이 안내될 때, 상기 압력조절밸브(106)의 열림이 이루어지고, 이에따라 압축된 에어는 제 2 쿨러(110)를 통과하게 되고, 상기 제 2 쿨러(110)를 통과하는 압축된 에어는 제어부(112)의 제어를 받는 팬모터(107)의 구동에 따라 냉각이 이루어지며, 이렇게 냉각된 에어는 공압기기나 공압장비로 토출되는 것이다.

그리고, 상기 리저브탱크(104)의 오일세퍼레이터(105)로부터 분리된 오일은 삼방변 밸브(109)의 개방방향에 따라 제어부(112)의 제어를 받는 팬모터(107)의 구동으로부터 제 1 쿨러(108)를 통과하면서 냉각된 후 오일필터(111)를 거쳐 압축부의 에어엔드(103c)로 리턴되거나 또는 상기 제 1 쿨러(108)를 거치지 않고 직접 오일필터(111)를 거쳐 압축부(103)에 포함되는 에어엔드(103c)로 리턴되도록 하였다.

여기서, 상기 오일세퍼레이터(105)에서 분리되는 일부의 오일은 오일리턴 체크밸브(V1)가 설치된 리턴라인(L1)을 거쳐 압축부(103)에 포함되는 에어엔드(103c)로 리턴되도록 하였다.

그러나, 상기와 같은 오일 인젝션 컴프레셔는 오일세퍼레이터에서 오일과 에어를 분리처리하더라도, 최종적으로 토출되는 에어에는 일부 오일(예; 50∼100ppm)이 함유될 수 밖에 없는 등 오일 제거가 완전하지 못한 단점을 가지고 있었다.

즉, 오일 인젝션 컴프레셔는 토출 공기에 오일이 일정량 함유되어 있으며, 이렇게 함유된 오일을 제거하기 위해 종래에는 공개특허공보 제 10-2011-0060990 호(공개일 2011.06.09)에서와 같이 유,수분을 제거하는 각종 필터를 장착하게 되고, 이어 더하여 말단에 기체화된 오일가스를 제거하기 위한 카본필터(Carbon Filter)를 장착하는 경우도 있었다.

그러나, 상기와 같은 필터 및/또는 카본필터를 사용하는 방식은 오일을 효율적으로 제거하기 어려울 뿐만아니라, 수명이 짧아 필터를 자주 교체하여야 하는 단점이 있었다.

또한, 상기 카본필터는 더욱 수명이 짧고, 액체 상태의 오일을 제거하지 못하는 단점이 있으며, 이에따라 카본필터를 장착하여도 오일이 제거되지 않는 경우가 많았다.

이에 종래에는 오일 프리 컴프레셔(Oil Free Compressor)를 설치하여 사용하는 경우도 있지만, 이러한 오일 프리 컴프레셔는 구입비용이 비싸고, 유지 보수 비용이 많이 소요되는 등 비경제적인 측면이 많았으며, 오일을 제거하더라도 에어에는 오일 성분이 약 0.005∼1ppm 가량이 포함되어 있는 것인데, 이는 대기중의 오일성분이 공업지역인 경우 1ppm, 그 외의 지역은 0.005ppm 정도 존재하기 때문이다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 개선하기 위한 것으로, 공압기기나 공압장비로 에어를 토출하는 오일 인젝션 컴프레셔의 리저브탱크와 압력조절밸브 사이에 열교환기와 촉매제를 통해 에어에 함유된 오일을 제거하는 오일컨버터를 연결 구성함으로써, 오일 인젝션 컴프레셔를 오일 프리화시켜 오일 프리 컴프레셔를 만들고, 이러한 오일 프리 컴프레셔를 통해 에어로부터 오일 성분을 1,2차에 걸쳐 반복 제거함으로서 에어 중에 포함된 오일이 0.0025ppm 이하로 현저히 감소되도록 함은 물론, 촉매제의 긴 교체주기(약 50,000시간 이상 사용 가능)로 인하여 종래 오일 프리 컴프레셔 대비 유지 보수 비용을 크게 절감할 수 있도록 하는 오일 프리 컴프레셔를 제공함에 그 목적이 있는 것이다.

상기 목적 달성을 위한 본 발명 오일 프리 컴프레셔는, 유입되는 에어로부터 더스트를 제거하는 에어필터; 상기 에어필터에 의해 필터링된 에어를 섹션하는 섹션밸브; 상기 섹센밸브에 의해 섹션처리된 에어를 압축하도록 제어기와 모터 및 에어엔드를 포함하는 압축부; 상기 압축부에 의해 압축된 에어를 저장하고 에어 토출을 위해 설정된 압력 이상에서만 개방되는 안전변이 설치된 리저브탱크; 상기 리저브탱크에 저장되는 압축에어로부터 오일을 1차 분리하는 오일세퍼레이터; 설정된 압력 이상에서만 개방이 이루어지는 압력조절밸브; 상기 오일세퍼레이터로부터 분리된 오일을 삼방변밸브의 개방방향에 따라 토출될 때, 제어부의 제어를 받는 팬모터의 구동으로 토출되는 상기 오일을 냉각처리하는 제 1 쿨러; 제어부의 제어를 받는 팬모터의 구동으로 압축에어를 냉각처리한 후 이를 토출라인으로 토출시키는 제 2 쿨러; 상기 삼방변밸브를 통해 토출되는 오일 또는 상기 제 1 쿨러를 통해 냉각처리되는 오일을 필터링한 후 압축부의 에어엔드로 리턴시키는 오일필터; 를 포함하는 오일 프리 컴프레셔를 구성함에 있어서, 상기 리저브탱크와 상기 압력조절밸브의 사이에는 1차 오일성분이 제거된 압축에어를 열교환시킨 후 촉매제를 이용하여 에어에 함유된 오일을 2차 제거하는 오일제거부; 를 연결 구성한 것이다.

또한, 상기 오일제거부는, 상기 리저브탱크의 안전변이 제어부의 제어에 따라 개방시, 상기 리저브탱크에서 1차 오일성분이 분리되어 토출되는 압축에어가 승온되도록 제 1 열교환라인에서 1차 열교환시키고, 오일 성분 제거를 위해 온도가 높아진 압축에어의 온도를 낮추도록 제 2 열교환라인에서 2차 열교환시키는 열교환기; 및, 촉매제가 충진되고, 상기 열교환기를 통해 열교환이 이루어진 오일성분이 함유된 압축에어에서 오일을 2차 제거하도록 내부온도를 높여 상기 촉매제의 화학반응속도를 높이는 히터를 내장한 오일 컨버터; 를 포함하여 구성한 것이다.

또한, 상기 제 2 쿨러는 상기 오일 컨버터에 의해 오일 성분이 제거되면서 온도가 높아진 압축에어가 상기 열교환기를 통해 2차 열교환되어 온도가 낮아진 압축에어를 냉각시키도록 구성한 것이다.

또한, 상기 촉매제는 플래티넘(platinum), 산화니켈(Nickel oxide), 규조토(Diatomaceous earth), 구리산화물(Cu-o), 이산화망간(MnO2) 중 하나 이상을 배합한 혼합물을 알루미나에 코팅하여 구성한 것이다.

또한, 상기 오일 컨버터내에서 이루어지는 화학반응은 압축에어에 함유되어 있던 오일 성분과 산소가 촉매제에 의해 화학반응을 일으켜 물과 이산화탄소로 변환되는 것이다.

또한, 상기 오일 컨버터에는 상기 오일 컨버터의 내부 압력을 감지하는 압력 트랜스미터 및, 상기 오일 컨버터의 내부 온도를 감지하여 상기 오일 컨버터내 히터의 동작온도를 조절하는 온도 트랜스미터를 설치 구성한 것이다.

또한, 상기 압력 트랜스미터에 감지된 오일 컨버터의 내부 압력은 제어부에 전송되도록 구성하고, 상기 제어부는 상기 압력 트랜스미터에서 전송한 압축에어의 압력과 상기 오일 컨버터의 내부압력을 비교 분석하여 상기 오일 컨버터로 압축에어가 일정하게 공급되는지를 판단하는 한편, 상기 압력 트랜스미터에 의해 압축에어의 압력이 감지되지 않을 때 오일제거부를 운전 정지시킨 후 알람을 발생시키는 제어프로그램을 탑재 구성한 것이다.

또한, 상기 토출라인에는 상기 제 2 쿨러의 냉각과정을 통해 압축에어의 온도가 낮아질 때 발생하는 응축수를 배출하는 드레인라인을 연결 구성한 것이다.

이와 같이 본 발명은 공압기기나 공압장비로 에어를 토출하는 오일 인젝션 컴프레셔의 리저브탱크와 압력조절밸브 사이에 열교환기와 촉매제를 통해 에어에 함유된 오일을 제거하는 오일컨버터를 연결 구성한 것으로, 이를 통해 오일 인젝션 컴프레셔를 오일 프리화시켜 오일 프리 컴프레셔를 만들고, 이러한 오일 프리 컴프레셔를 통해 에어로부터 오일 성분을 1,2차에 걸쳐 반복 제거함으로서 에어 중에 포함된 오일이 0.0025ppm 이하로 현저히 감소되도록 함은 물론, 촉매제의 긴 교체주기(약 50,000시간 이상 사용 가능)로 인하여 종래 오일 프리 컴프레셔 대비 유지 보수 비용을 크게 절감하는 효과를 제공하는 것이다.

도 1은 종래 오일 인젝션 컴프레셔의 구조를 보인 개략적인 구성도.
도 2는 본 발명의 실시예로 촉매제를 이용한 오일제거부가 포함되는 오일 프리 컴프레셔의 구조를 보인 구성도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 실시예로 촉매제를 이용한 오일제거부가 포함되는 오일 프리 컴프레셔의 구조를 보인 구성도를 도시한 것으로, 이하 종래 도 1에서와 동일부분에 대하여는 동일부호로서 설명하기로 한다.

첨부된 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 오일 프리 컴프레셔는 유입되는 에어로부터 더스트를 제거하는 에어필터(101)와, 상기 에어필터(101)에 의해 필터링된 에어를 섹션하는 섹션밸브(102)와, 상기 섹센밸브(102)에 의해 섹션처리된 에어를 압축하도록 제어기(103a)와 모터(103b) 및 에어엔드(airend)(103c)를 포함하는 압축부(103)와, 상기 압축부(103)에 의해 압축된 에어를 저장하고 설정된 압력 이상에서만 개방되는 안전변(104a)을 설치한 리저브탱크(104)와, 상기 리저브탱크(104)에 저장되는 압축에어로부터 오일을 1차 분리하는 오일세퍼레이터(105)와, 설정된 압력 이상에서만 스프링의 장력에 의해 개방이 이루어지는 압력조절밸브(106)와, 상기 오일세퍼레이터(105)로부터 분리된 오일을 삼방변밸브(109)의 개방방향에 따라 토출될 때, 제어부(112)의 제어를 받는 팬모터(107)의 구동으로 토출되는 상기 오일을 냉각처리하는 제 1 쿨러(108)와, 제어부(112)의 제어를 받는 팬모터(107)의 구동으로 압축에어를 냉각처리하는 제 2 쿨러(110)와, 상기 삼방변밸브(109)를 통해 토출되는 오일 또는 상기 제 1 쿨러(108)를 통해 냉각처리되는 오일을 필터링한 후 압축부(103)의 에어엔드(103a)로 리턴시키는 오일필터(111)를 포함하는 것이고, 이에 더하여 상기 리저브탱크(104)와 상기 압력조절밸브(106)의 사이에 오일제거부(10)를 연결 구성하여둔 것이다.

즉, 상기 오일제거부(10)는 상기 리저브탱크(104)와 상기 압력조절밸브(106)의 사이 라인에 연결되면서, 상기 오일세퍼레이터(105)에 의해 1차 오일성분이 제거된 압축에어를 열교환시킨 후 촉매제를 이용하여 에어에 함유된 오일을 2차 제거하는 것으로, 열교환기(Heat Exchanger)(11)와 오일 컨버터(Oil Converter)(12)를 포함하여 구성한 것이다.

상기 열교환기(11)는 상기 오일세퍼레이터(105)로부터 오일성분이 분리되어 상기 리저브탱크(104)에 저장되고, 이렇게 저장된 압축에어의 압력이 안전변(104a)에 설정되는 압력보다 높을 경우, 상기 안전변(104a)의 개방이 이루어지면서 상기 리저브탱크(104)에 저장된 압축에어가 토출되어 열교환기(11)의 제 1 열교환라인(H1)을 통과할 때 상기 압축에어가 승온되도록 1차 열교환시키는 한편, 상기 오일컨버터(12)에서 오일 성분 제거를 위해 온도가 높아진 압축에어가 제 2 열교환라인(H2)을 통과할 때, 상기 압축에어의 온도를 낮추도록 2차 열교환시키도록 구성하여둔 것이다.

상기 오일컨버터(12)는 플래티넘(platinum), 산화니켈(Nickel oxide), 규조토(Diatomaceous earth), 구리산화물(Cu-o), 이산화망간(MnO2) 중 하나 이상을 배합한 혼합물을 알루미나에 코팅한 촉매제(Catalyst)가 충진됨은 물론 히터(12a)를 내장한 것으로, 상기 열교환기(11)를 통해 열교환이 이루어진 오일성분이 1차 분리된 압축에어가 유입될 때, 상기 압축에어에서 오일을 2차적으로 제거하도록 구성되는 것이다.

즉, 상기 히터(12a)의 히팅동작으로부터 상기 오일컨버터(12)의 내부온도를 승온시키면서 화학반응속도를 높이게 되고, 이에따라 상기 압축에어에 함유되어 있던 오일 성분[CnH(2n+2)]과 산소(O2)가 촉매제에 의해 화학반응을 일으켜 물(H2O)과 이산화탄소(CO2)로 변환시키게 되는 것이다.(CnH(2n+2) + O2 = CO2 , H2O)

이때, 상기 오일컨버터(12)에는 상기 오일컨버터(12)의 내부압력을 감지하는 압력 트랜스미터(12b)와, 상기 오일컨버터(12)의 내부 온도를 감지하여 상기 오일 컨버터(12)내 히터(12a)의 동작온도를 조절하는 온도 트랜스미터(12c)가 설치 구성됨은 물론, 상기 압력 트랜스미터(12b)에서 감지된 오일 컨버터(12)의 내부 압력은 제어부(112)에 전송되도록 구성하여둔 것이다.

여기서, 상기 제어부(112)에는 상기 압력 트랜스미터(12b)에서 전송한 압축에어의 압력과 상기 오일 컨버터(12)의 내부압력을 비교 분석하여 상기 오일 컨버터(12)로 압축에어가 일정하게 공급되는지를 판단하는 한편, 상기 압력 트랜스미터(12b)에 의해 압축에어의 압력이 감지되지 않을 때 오일제거장치의 운전을 정지시킨 후 알람을 발생시키는 제어프로그램이 탑재된 것이다.

여기서, 상기 제 2 쿨러(110)는 상기 오일 컨버터(12)에 의해 오일 성분이 제거되면서 온도가 높아진 압축에어가 상기 열교환기(11)의 제 2 열교환라인(H2)을 통과하여 2차 열교환이 이루어져 온도가 낮아질 때 이를 냉각시키도록 구성하여둔 것이다.

이때, 상기 압력조절밸브(106)는 상기 오일컨버터(12)의 압력을 일정하게 유지시키도록 설정된 압력 이상에서만 열림이 이루어지도록 구성하여둔 것이다.

이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 오일 프리 컴프레셔는 첨부된 도 2에서와 같이, 우선 에어필터(101)에 의해 더스트가 제거된 에어가 섹션밸브(102)를 통해 제어기(103a)와 모터(103b) 및 에어엔드(airend)(103c)로 이루어진 압축부(103)로 공급되면, 상기 압축부(103)에서는 여과된 에어를 압축한 후 이를 리저브탱크(104)에 저장시키게 된다.

이때, 상기 리저브탱크(104)내의 오일세퍼레이터(105)는 리저브탱크(104)에 저장되는 압축된 에어로부터 오일을 1차 분리하게 되고, 이렇게 1차 분리된 오일은 삼방변 밸브(109)의 개방방향에 따라 제어부(112)의 제어를 받는 팬모터(107)의 구동으로부터 제 1 쿨러(108)를 통과하면서 냉각된 후 오일필터(111)를 거쳐 압축부의 에어엔드(103c)로 리턴되거나 또는 상기 제 1 쿨러(108)를 거치지 않고 직접 오일필터(111)를 거쳐 압축부(103)에 포함되는 에어엔드(103c)로 리턴된다.

더불어, 상기 오일세퍼레이터(105)에서 1차 분리되는 일부의 오일은 오일리턴 체크밸브(V1)가 설치된 리턴라인(L1)을 거쳐 압축부(103)에 포함되는 에어엔드(103c)로 리턴이 이루어진다.

한편, 상기 오일세퍼레이터(105)로부터 오일이 1차 분리된 압축에어는 그 압력이 안전변(104a)에 설정된 압력보다 높을 경우, 상기 안전변(104a)의 개방이 이루어지고, 이에따라 상기 리저브탱크(104)에 저장된 압축에어는 오일제거부(10)에 포함되는 열교환기(11)의 제 1 열교환라인(H1)을 통과하여 승온되는 열교환이 이루어진다.

다음으로, 상기 열교환기(11)의 제 1 열교환라인(H1)을 통과하여 승온된 1차 오일성분이 제거된 압축에어는 오일컨버터(12)로 유입되는데, 상기 오일컨버터(12)에는 촉매제가 충진되어 있음은 물론, 히터(12a)를 내장하고 있는 바, 상기 히터(12a)의 히팅동작으로부터 상기 오일컨버터(12)의 내부온도는 상승하게 된다.

그러면, 상기 오일컨버터(12)에 충진된 촉매제를 이용하여 1차 오일성분이 제거된 상기 압축공기에 함유된 오일성분[CnH(2n+2)]과 산소(O2)가 화학반응을 일으켜 물(H2O)과 이산화탄소(CO2)로 변환된 후 열교환기(11)의 제 2 열교환라인(H2)으로 배출되는 것이다.

이때, 상기 오일컨버터(12)에 설치된 압력 트랜스미터(12b)는 상기 오일 컨버터(12)의 내부 압력을 감지한 후 그 감지정보를 제어부(112)에 전송처리하게 되는 것이며, 상기 제어부(112)에 탑재된 제어프로그램은 상기 압력 트랜스미터(12b)에서 전송한 압축에어의 압력과 상기 오일 컨버터(12)의 내부압력을 비교 분석하여 상기 오일 컨버터(12)로 압축에어가 일정하게 공급되는지를 판단하고, 상기 압력 트랜스미터(12b)에 의해 압축에어의 압력이 감지되지 않을 경우에는 오일제거장치의 운전을 정지시킨 후 알람을 발생시키게 되는 것이다.

한편, 상기 오일컨버터(12)에 설치되는 온도 트랜스미터(12c)는 상기 오일 컨버터(12)의 내부 온도를 감지하고, 그 감지정보를 토대로 상기 오일 컨버터(12)내 히터(12a)의 동작온도를 조절하도록 하였다.

즉, 상기 오일컨버터(12)의 내부온도는 상기 히터(12a)에 의해 승온되지만, 그 승온에 따른 온도제어는 상기 온도 트랜스미터(12c)에 의해 제어되도록 함으로써, 상기 촉매제를 이용한 화학반응의 속도를 일정하게 조절할 수 있는 것이다.

또한, 상기 열교환기(11)는 상기 오일컨버터(12)로 공급되는 에어의 온도를 높여주고 반대로 오일성분이 제거된 압축에어의 온도를 낮추면서 제 2 쿨러(110)의 동작효율을 높여 주기 위함인 것이다.

즉, 상기 오일컨버터(12)에서 뜨거워진 에어의 온도를 냉각시켜야 하기 때문에, 상기 열교환기(11)를 통해 열교환하여 상기 오일컨버터(12)로 유입되는 온도를 높여줌으로써, 상기 히터(12a)의 효율을 높이고, 이에따라 상기 제 2 쿨러(110)의 효율 또한 높일 수 있는 것이다.

다음으로, 상기 오일컨버터(12)를 통해 오일성분이 2차 제거된 압축에어가 설정된 압력 이상으로 높아지면서 열교환기(11)의 제 2 열교환라인(H2)을 통과시, 압력제어밸브(106)의 개방이 이루어지면서 제 2 쿨러(110)로 배출되는 것이다.

여기서, 상기 압력조절밸브(106)가 설정된 압력 이상에서는 열림되는 것은, 상기 오일컨버터(12)의 내부 압력을 일정하게 유지시켜, 상기 오일컨버터(12)내에서 촉매제를 이용한 화학반응을 증대시켜 압축에어에 함유된 오일성분을 1,2차에 걸쳐 지역에 관계없이 약 0.0025ppm 이하로 줄이도록 한 것이며, 이는 종래 오일 프리 컴프레셔가 공업지역의 경우에는 압축에어에 함유된 오일성분을 약 1ppm 이하로 줄이고, 공업지역 이외의 지역에서는 압축에어에 함유된 오일성분을 약 0.005ppm 이하로 줄이는 오일 제거의 단점을 개선하기 위함인 것이다.

다음으로, 상기 제 2 쿨러(110)에 의해 냉각처리된 압축에어는 토출라인(L2)을 통해 공압기기나 공압장비로 토출되는데, 이때 토출라인(L2)에는 압력센서(113)가 설치되어 있고, 상기 압력센서(113)의 감지정보는 제어부(112)로 전송처리되는 바, 상기 제어부(112)에서는 상기 압력센서(113)에서 감지한 정보에 따라 오일 프리 컴프레서의 전반적인 동작을 온 또는 오프시키도록 하였다.

즉, 상기 제 2 쿨러(110)를 통해 냉각처리된 압축에어의 압력이 설정된 압력보다 높거나 낮은 상태에서 토출라인(L2)을 통해 공압기기나 공압장비로 공급시, 상기 공압기기나 공압장비의 성능에 영향을 미치므로, 토출압력이 항상 일정하게 유지되도록 오일 프리 컴프레셔의 동작을 온 또는 오프시키게 되는 것이다.

또한, 상기 토출라인(L2)에는 드레인라인(L3)이 설치될 수 있는데, 상기 드레인라인(L3)에서는 상기 토출라인(L2)을 통해 토출되는 압축에어의 온도가 낮아질 때 발생하는 응축수를 배출하게 되는 것이다.

즉, 상기 드레인라인(L3)은 제 2 쿨러(110)를 통해 압축에어의 냉각이 이루어지는 과정에서 발생하는 응축수를 배출하는 것이다.

이상에서 본 발명 오일 프리 컴프레셔에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였으나, 이는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명한 것일 뿐 이로서 본 발명을 한정하고자 하는 것은 결코 아니다.

따라서, 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와같은 변경은 청구범위 기재의 범위내에 있게 된다.

10; 오일제거부 11; 열교환기
12; 오일컨버터 12a; 히터
12b; 압력 트랜스미터 12c; 온도 트랜스미터
101; 에어필터 102; 섹션밸브
103; 압축부 103a; 제어기
103b; 모터 103c; 에어엔드
104; 리저브탱크 104a; 안전변
105; 오일세퍼레이터 106; 압력조절밸브
107; 팬모터 108; 제 1 쿨러
109; 삼방변밸브 110; 제 2 쿨러
111; 오일필터 112; 제어부
113; 압력센서

Claims

유입되는 에어로부터 더스트를 제거하는 에어필터; 상기 에어필터에 의해 필터링된 에어를 섹션하는 섹션밸브; 상기 섹센밸브에 의해 섹션처리된 에어를 압축하도록 제어기와 모터 및 에어엔드를 포함하는 압축부; 상기 압축부에 의해 압축된 에어를 저장하고 에어 토출을 위해 설정된 압력 이상에서만 개방되는 안전변이 설치된 리저브탱크; 상기 리저브탱크에 저장되는 압축에어로부터 오일을 1차 분리하는 오일세퍼레이터; 설정된 압력 이상에서만 개방이 이루어지는 압력조절밸브; 상기 오일세퍼레이터로부터 분리된 오일을 삼방변밸브의 개방방향에 따라 토출될 때, 제어부의 제어를 받는 팬모터의 구동으로 토출되는 상기 오일을 냉각처리하는 제 1 쿨러; 제어부의 제어를 받는 팬모터의 구동으로 압축에어를 냉각처리한 후 이를 토출라인으로 토출시키는 제 2 쿨러; 상기 삼방변밸브를 통해 토출되는 오일 또는 상기 제 1 쿨러를 통해 냉각처리되는 오일을 필터링한 후 압축부의 에어엔드로 리턴시키는 오일필터; 를 포함하는 오일 프리 컴프레셔를 구성함에 있어서,
상기 리저브탱크와 상기 압력조절밸브의 사이에는 1차 오일성분이 제거된 압축에어를 열교환시킨 후 촉매제를 이용하여 에어에 함유된 오일을 2차 제거하는 오일제거부; 를 연결 구성하는 것을 특징으로 하는 오일 프리 컴프레셔.
제 1 항에 있어서, 상기 오일제거부는,
상기 리저브탱크의 안전변이 제어부의 제어에 따라 개방시, 상기 리저브탱크에서 1차 오일성분이 분리되어 토출되는 압축에어가 승온되도록 제 1 열교환라인에서 1차 열교환시키고, 오일 성분 제거를 위해 온도가 높아진 압축에어의 온도를 낮추도록 제 2 열교환라인에서 2차 열교환시키는 열교환기; 및,
촉매제가 충진되고, 상기 열교환기를 통해 열교환이 이루어진 오일성분이 함유된 압축에어에서 오일을 2차 제거하도록 내부온도를 높여 상기 촉매제의 화학반응속도를 높이는 히터를 내장한 오일 컨버터; 를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 오일 프리 컴프레셔.
제 2 항에 있어서, 상기 제 2 쿨러는 상기 오일 컨버터에 의해 오일 성분이 제거되면서 온도가 높아진 압축에어가 상기 열교환기를 통해 2차 열교환되어 온도가 낮아진 압축에어를 냉각시키도록 구성하는 것을 특징으로 하는 오일 프리 컴프레셔.
제 2 항에 있어서, 상기 촉매제는 플래티넘(platinum), 산화니켈(Nickel oxide), 규조토(Diatomaceous earth), 구리산화물(Cu-o), 이산화망간(MnO2) 중 하나 이상을 배합한 혼합물을 알루미나에 코팅하여 구성하는 것을 특징으로 하는 오일 프리 컴프레셔.
제 4 항에 있어서, 상기 오일 컨버터내에서 이루어지는 화학반응은 압축에어에 함유되어 있던 오일 성분과 산소가 촉매제에 의해 화학반응을 일으켜 물과 이산화탄소로 변환되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 오일 프리 컴프레셔.
제 2 항에 있어서, 상기 오일 컨버터에는 상기 오일 컨버터의 내부 압력을 감지하는 압력 트랜스미터 및, 상기 오일 컨버터의 내부 온도를 감지하여 상기 오일 컨버터내 히터의 동작온도를 조절하는 온도 트랜스미터를 설치 구성하는 것을 특징으로 하는 오일 프리 컴프레셔.
제 6 항에 있어서,
상기 압력 트랜스미터에 감지된 오일 컨버터의 내부 압력은 제어부에 전송되도록 구성하고,
상기 제어부는 상기 압력 트랜스미터에서 전송한 압축에어의 압력과 상기 오일 컨버터의 내부압력을 비교 분석하여 상기 오일 컨버터로 압축에어가 일정하게 공급되는지를 판단하는 한편, 상기 압력 트랜스미터에 의해 압축에어의 압력이 감지되지 않을 때 오일제거부를 운전 정지시킨 후 알람을 발생시키는 제어프로그램을 탑재 구성하는 것을 특징으로 하는 오일 프리 컴프레셔.
제 2 항에 있어서, 상기 압력조절밸브는 상기 오일컨버터의 압력을 일정하게 유지시키도록 설정된 압력 이상에서만 열림되도록 구성하는 것을 특징으로 하는 오일 프리 컴프레셔.
제 1 항에 있어서, 상기 토출라인에는 제 2 쿨러의 냉각과정을 통해 압축에어의 온도가 낮아질 때 발생하는 응축수를 배출하는 드레인라인을 연결 구성하는 것을 특징으로 하는 오일 프리 컴프레셔.