KR101582496B1 - 컴프레서 오일 퓸 배기장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 컴프레서 오일 퓸 배기장치에 관한 것으로, 고온 고압의 에어를 발생시키는 컴프레서, 이 컴프레서에 작동을 위한 오일을 공급하는 오일탱크, 및 이 오일탱크 내부에서 발생하는 가스를 배기시키는 배기부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 종래 기술과 달리 컴프레서에 의해 발생되는 고온 고압의 공기를 사용하지 않고 별도의 설비를 이용하여 오일탱크 내부의 가스를 배기시킴으로써 압축공기의 사용량을 안정적으로 유지할 수 있고, 별도의 설비로 유동되는 유체를 압축공기와 열교환하여 기화한 상태로 오일탱크와 연결된 이젝터를 통과하도록 함으로써 오일탱크 내부의 가스를 단시간에 많이 배기시킬 수 있다.

Description

컴프레서 오일 퓸 배기장치{COMPRESSOR OIL FUME DRAINING SYSTEM}

본 발명은 컴프레서 오일 퓸 배기장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 컴프레서(compressor)에 의해 발생되는 고온 고압의 공기를 사용하지 않고 별도의 설비를 이용하여 오일탱크 내부의 가스를 배기시킴으로써 압축공기의 사용량을 안정적으로 유지할 수 있고, 별도의 설비로 유동되는 유체를 압축공기와 열교환하여 기화한 상태로 오일탱크와 연결된 이젝터(ejector)를 통과하도록 함으로써 오일탱크 내부의 가스를 단시간에 많이 배기시킬 수 있는 컴프레서 오일 퓸 배기장치에 관한 것이다.

공압(空壓) 장치는 압축공기를 동력원으로 이용하여 구동되는 다양한 장치를 통칭하는 것이다. 다양한 공압기계들은 전기를 이용한 장치들과 비교할 때 총 소비에너지나 유효순간동력 등에서 여러모로 유리한 점이 많기 때문에 대다수의 정비공장이나 기계제작공장에서 많이 이용되고 있다.

압축공기는 탱크에 저장된 상태, 즉 출력대기상태에서 다수의 사용단(출력단)에 즉시 최대동력으로 공급 가능한 훌륭한 에너지 저장매체이며, 유압과 달리 동력을 전달한 공기는 그대로 대기 중에 방출 가능하고, 누설에 대한 위험도도 낮다. 따라서 공압 배관망은 전기 배선망과 대등한 정도의 자유도로 설치될 수 있고 전기 배선망을 능가하는 저렴한 유지비용으로 운영될 수 있다.

그런데, 압축공기는 필연적으로 수분을 동반하므로, 공압기계의 구동부에 녹을 유발하며, 공압배관의 말단에 위치하는 각 공압기계들은 주요 구동부가 대기 중에 부분적으로 노출된 상태이기 때문에 완벽한 유체윤활(밀폐윤활)이 불가능하다.

따라서, 공압시스템의 말단에 연결된 공압기계들에 있어서 주기적인 방청과 윤활은 그 성능유지와 사용수명유지 측면에서 중요한 요소이다.

공압기계의 윤활 및 방청장치에는 여러 가지의 종류가 있지만, 배관계통이 많은 공장 등에서는 공압기계의 입력단마다 윤활기(Lubricator)를 설치하지 않고, 주 배관 쪽에 특수구조의　윤활기를 설치하여 통합 급유 방식으로 윤활을 하는 것이 있다.

이와 같은 방식으로 가장 많이 사용되고 있는 것은 전량식 윤활기로서 일반적으로 공압시스템의 주 배관 필터 다음에 설치하여 발생되는 윤활유(lubricating oil) 또는 방청유(rust preventive oil) 입자를 배관 말단에 위치한 공압기계 쪽으로 공급하는 방식이다.

공압기계 오일공급장치에 대해서는 국내특허등록 제10-0939011호(등록일: 2010.01.20. 발명의 명칭: 분무식 공압기계 오일공급장치 및 상기 장치를 이용한 공압기계의 윤활 및 방청방법)에 제안되어 있다.

기존 압축 오일 시스템은 오일탱크 내부에 발생하는 증기를 배기하기 위해 냉동시스템이나 공압시스템 상에 사용되는 압축공기 일부를 분기시켜 이용함에 따라, 압축공기의 이송량을 증가시키기 위해 압축기에 과부하가 걸리거나, 대용량의 압축기로 인한 설치비용이 증가하는 문제점이 있다.

따라서, 이를 개선할 필요성이 요청된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점들을 개선하기 위하여 안출된 것으로서, 컴프레서에 의해 발생되는 고온 고압의 공기를 사용하지 않고 별도의 설비를 이용하여 오일탱크 내부의 가스를 배기시킴으로써 압축공기의 사용량을 안정적으로 유지할 수 있고, 이를 통해, 컴프레서의 부하를 유지하거나 줄일 수 있도록 하기 위한 컴프레서 오일 퓸 배기장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

아울러, 본 발명은 별도의 설비로 유동되는 유체를 압축공기와 열교환하여 기화한 상태로 오일탱크와 연결된 이젝터를 통과하도록 함으로써 오일탱크 내부의 가스를 단시간에 많이 배기시킬 수 있고, 유체를 비압축성인 액화로 상변화시킨 후 펌프에 의해 펌핑되도록 함에 따라 충분히 압축한 상태로 이송 속도를 증가시킬 수 있도록 하기 위한 컴프레서 오일 퓸 배기장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 압축기의 폐열을 이용하여 유체를 스팀(steam) 상태로 기화시킴으로써 이젝터 내부에서 오일탱크 내부의 가스를 최대한 유입시켜 혼합한 채 이송될 수 있도록 하기 위한 컴프레서 오일 퓸 배기장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명에 따른 컴프레서 오일 퓸 배기장치는: 고온 고압의 에어를 발생시키는 컴프레서; 상기 컴프레서에 작동을 위한 오일을 공급하는 오일탱크; 및 상기 오일탱크 내부에서 발생하는 가스를 배기시키는 배기부를 포함한다.

상기 배기부는, 유체를 펌핑하여 순환시키는 펌프부재; 상기 펌프부재에 의해 강제 이송되는 유체를 통과시킴으로써 내부 압력 차이를 이용하여 상기 오일탱크의 가스를 배출시키는 이젝터; 및 상기 이젝터로부터 배출되는 가스에 포함된 오일을 걸러서 상기 오일탱크로 피드백 유도하는 오일 세퍼레이터를 포함한다.

상기 컴프레서에서 분출되는 고온의 에어는 폐열회수 열교환기를 통과하고; 상기 펌프부재로부터 펌핑되는 유체는 상기 폐열회수 열교환기를 통과하며 고온의 에어와 열교환된 상태로 상기 이젝터로 공급될 수 있다.

상기 펌프부재에서 상기 폐열회수 열교환기로 이송되는 유체는 액상이고; 상기 폐열회수 열교환기에서 열교환되어 상기 이젝터로 이송되는 유체는 기상으로 상변환되며; 상기 이젝터를 통과하며 응축 팽창되어 상기 펌프부재로 이송되는 유체는 액상으로 상변환될 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 컴프레서 오일 퓸 배기장치는 종래 기술과 달리 컴프레서에 의해 발생되는 고온 고압의 공기를 사용하지 않고 별도의 설비를 이용하여 오일탱크 내부의 가스를 배기시킴으로써 압축공기의 사용량을 안정적으로 유지할 수 있고, 이를 통해, 컴프레서의 부하를 유지하거나 줄일 수 있다.

아울러, 본 발명은 별도의 설비로 유동되는 유체를 압축공기와 열교환하여 기화한 상태로 오일탱크와 연결된 이젝터를 통과하도록 함으로써 오일탱크 내부의 가스를 단시간에 많이 배기시킬 수 있고, 유체를 비압축성인 액화로 상변화시킨 후 펌프에 의해 펌핑되도록 함에 따라 충분히 압축한 상태로 이송 속도를 증가시킬 수 있다.

또한, 본 발명은 압축기의 폐열을 이용하여 유체를 스팀(steam) 상태로 기화시킴으로써 이젝터 내부에서 오일탱크 내부의 가스를 최대한 유입시켜 혼합한 채 이송되도록 할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 컴프레서 오일 퓸 배기장치의 구성도이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 컴프레서 오일 퓸 배기장치의 실시예를 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 컴프레서 오일 퓸 배기장치의 구성도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 컴프레서 오일 퓸 배기장치는 컴프레서(compressor,10), 오일탱크(20) 및 배기부(100)를 포함한다.

컴프레서(10)는 에어(air)를 유입시킨 후 고온 고압 상태로 분출시키는 설비이다. 즉, 컴프레서(10)는 에어를 압축하여 고온 고압으로 분출시킨다.

그리고, 오일탱크(20)는 오일(oil)을 저장하는 역할을 한다. 오일탱크(20)에 저장된 오일은 컴프레서(10)가 작동할 수 있도록 컴프레서(10)에 공급되는 윤활유 등의 역할을 한다.

특히, 오일탱크(20)로부터 컴프레서(10)로 공기나 이물질이 이송되는 것을 방지하기 위해, 오일탱크(20)는 밀폐 처리된다.

이에 따라, 오일탱크(20)는 내부에 가스(gas)가 발생하게 된다. 이때, 가스는 오일과의 비중 차이로 인해 오일탱크(20)의 내부 상측에 잔류하게 된다.

그래서, 배기부(100)가 오일탱크(20) 내부에서 발생하는 가스를 배기시키는 역할을 한다.

배기부(100)는 펌프부재(110), 이젝터(120) 및 오일 세퍼레이터(oil separate,130)를 포함한다. 이때, 펌프부재(110)와 이젝터(120) 및 오일 세퍼레이터(130)는 폐곡선(closed line)을 이루는 순환관(140)을 따라 순서대로 배치된다.

펌프부재(110)는 유체를 펌핑하여 강제 순환시키는 역할을 한다.

그리고, 이젝터(120)는 펌프부재(110)에 의해 강제 이송되는 유체를 통과시킴으로써 내부 압력 차이를 이용하여 오일탱크(20)의 가스를 배출시키는 역할을 한다.

즉, 이젝터(120)는 축 방향을 따라 양측으로 개방되도록 내부에 채널(122)을 형성하고, 일측에서 채널(122) 내부로 유체의 유입을 허용하도록 유입구(124)를 형성하며, 채널(122) 내부로 유입되어 혼합된 유체와 기체를 타측으로 배출 허용하도록 배출구(126)를 형성한다.

아울러, 이젝터(120)는 오일탱크(20)와 흡입관(150)으로 연결된다. 특히, 흡입관(150)은 이젝터(120)의 채널(122)까지 연결된다.

따라서, 유체가 펌핑부재에 의해 고압으로 이젝터(120)의 채널(122)을 통과시, 채널(122) 내부의 압력이 저하됨으로써, 오일탱크(20)의 가스가 흡입관(150)을 통해 채널(122) 내부로 유입된다. 그래서, 유체와 가스가 채널(122) 내부에서 혼합된 후 배출된다.

또한, 오일탱크(20) 내부에서 이젝터(120)로 흡입된 가스에는 오일의 함유된다. 이 오일은 펌프로 유입됨으로써 펌프의 내구성이 저하될 수 있고, 오일의 손실이 발생하게 된다.

이로 인해, 오일 세퍼레이터(130)가 구비된다. 오일 세퍼레이터(130)는 이젝터(120)에서 배출되는 유체와 가스에 함유된 오일을 걸러서 오일탱크(20)로 피드백시키는 역할을 한다. 그래서, 오일 세퍼레이터(130)는 걸러진 오일을 피드백관(132)을 통해 오일탱크(20)로 피드백시킨다.

따라서, 정화된 가스와 유체가 펌프부재(110)로 이송된다. 이때, 가스는 외부로 배기될 수도 있고, 유체에 포함될 수 있다.

물론, 피드백관(132)에는 오일의 이송을 단속하기 위해 밸브를 구비할 수도 있다.

한편, 컴프레서(10)에서 토출되는 압축된 에어는 고온 상태이다. 그리고, 펌프부재(110)에 의해 펌핑되며 이젝터(120)로 이송되는 유체가 액상 상태일 경우, 유체는 이젝터(120) 내부에서 충분히 압축되지 못함으로써 순환이 제대로 이뤄지지 않고, 오일 세퍼레이터(130)에서 오일의 분리가 제대로 이뤄지지 않을 수 있게 된다.

그래서, 컴프레서(10)에서 분출되는 고온의 에어는 폐열회수 열교환기(200)를 통과하도록 유동되고, 펌프부재(110)로부터 펌핑되는 유체는 폐열회수 열교환기(200)를 통과하며 폐열회수 열교환기(200) 내부에서 고온의 에어와 열교환된 상태로 이젝터(120)로 공급된다. 이때, 에어와 유체는 혼합되지 않은 상태로 폐열회수 열교환기(200)를 통과하며 상호 열교환된다.

즉, 펌프부재(110)에서 펌핑되는 액상의 유체는 폐열회수 열교환기(200)를 통과하며 고온의 에어와 열교환함에 따라 가온되며 기상으로 상변화하게 된다.

기상으로 상변화된 유체는 이젝터(120)로 유입되며 충분히 압축 후 팽창하게 된다. 이를 통해, 가스에 함유된 오일은 오일 세퍼레이터(130)를 통해 최대한 걸러지게 되고, 유체와 가스는 펌프부재(110)로 유동되는 원동력을 얻게 된다.

아울러, 오일 세퍼레이터(130)를 통과한 유체는 대기 중의 공기와 열교환되며 액상으로 상변환하게 된다.

특히, 펌프부재(110)는 펌핑되는 유체가 기상일 때보다 액상일 때 유체를 압축하며 펌핑함으로써 유체의 이송 속도를 증가시킬 수 있다.

다시 말해서, 펌프부재(110)에서 폐열회수 열교환기(200)로 이송되는 유체는 액상 상태이고, 폐열회수 열교환기(200)에서 열교환되어 이젝터(120)로 이송되는 유체는 기상으로 상변환된다.

그리고, 이젝터(120)를 통과하며 응축 팽창되어 펌프부재(110)로 이송되는 유체는 액상으로 상변환된다.

한편, 압축된 에어는 폐열회수 열교환기(200)를 통과하며 열을 빼앗긴 후 다른 설비로 공급된다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

10: 컴프레서 20: 오일탱크
100: 배기부 110: 펌프부재
120: 이젝터 122: 채널
124: 유입구 126: 배출구
130: 오일 세퍼레이터 132: 피드백관
140: 순환관 150: 흡입관
200: 폐열회수 열교환기

Claims (4)

1. 고온 고압의 에어를 발생시키는 컴프레서; 상기 컴프레서에 작동을 위한 오일을 공급하는 오일탱크; 및 상기 오일탱크 내부에서 발생하는 가스를 배기시키는 배기부를 포함하고,
   상기 배기부는, 유체를 펌핑하여 순환시키는 펌프부재;
   상기 펌프부재에 의해 강제 이송되는 유체를 통과시킴으로써 내부 압력 차이를 이용하여 상기 오일탱크의 가스를 배출시키는 이젝터; 및
   상기 이젝터로부터 배출되는 가스에 포함된 오일을 걸러서 상기 오일탱크로 피드백 유도하는 오일 세퍼레이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 컴프레서 오일 퓸 배기장치.
   
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서,
   상기 컴프레서에서 분출되는 고온의 에어는 폐열회수 열교환기를 통과하고;
   상기 펌프부재로부터 펌핑되는 유체는 상기 폐열회수 열교환기를 통과하며 고온의 에어와 열교환된 상태로 상기 이젝터로 공급되는 것을 특징으로 하는 컴프레서 오일 퓸 배기장치.
   
4. 제 3항에 있어서,
   상기 펌프부재에서 상기 폐열회수 열교환기로 이송되는 유체는 액상이고;
   상기 폐열회수 열교환기에서 열교환되어 상기 이젝터로 이송되는 유체는 기상으로 상변환되며;
   상기 이젝터를 통과하며 응축 팽창되어 상기 펌프부재로 이송되는 유체는 액상으로 상변환되는 것을 특징으로 하는 컴프레서 오일 퓸 배기장치.

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