KR101728279B1 - 압축공기 건조방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 압축공기에 포함된 수분을 제습제를 이용하여 압축공기에 포함된 수분을 제거하는 압축공기 건조방법 및 장치에 관한 것으로서 특히, 외부공기를 가열하여 재생탱크의 제습제를 가열 재생시키고, 건조된 압축공기를 이용하여 쿨링시킨 후 이를 전부 회수함으로써 압축공기를 생산하는데 소용되는 에너지를 절감할 수 있는 압축공기 건조방법 및 장치에 관한 것이다.

Description

압축공기 건조방법 및 장치 {Compressed air dryer}
본 발명은 압축공기에 포함된 수분을 제습제를 이용하여 압축공기에 포함된 수분을 제거하는 압축공기 건조방법 및 장치에 관한 것으로서 특히, 외부공기를 가열하여 재생탱크의 제습제를 가열 재생시키고, 건조된 압축공기를 이용하여 쿨링시킨 후 이를 전부 회수함으로써 압축공기를 생산하는데 소용되는 에너지를 절감할 수 있는 압축공기 건조방법 및 장치에 관한 것이다.
일반적으로 공기 속에 포함된 수분을 제거하는 압축공기 건조장치는 각종 자동화 설비, 반도체 제조라인, 도장라인, 수분과 접촉시 화학반응을 일으키는 화학공정 등 넓은 산업분야에 사용되고 있다.
압축공기 건조장치는 냉동콤프레셔를 이용하여 압축공기의 온도를 떨어뜨린 다음 공기 속에 포함된 수분을 응축시켜 제습시키는 냉동식과, 제습제가 충진된 탱크에 수분이 포함된 압축공기를 통과시켜 압축공기 속에 포함된 수분이 제습제에 흡착되도록 하는 흡착식으로 크게 구분된다.
흡착식 압축공기 건조장치는 제습제의 재생방법에 따라 열원이 필요없는 비가열식과 열원이 필요한 가열식으로 분류된다. 비가열식은 열원이 필요 없는 만큼 재생에 필요한 압축공기의 소모가 많아 에너지 소모가 큰 단점이 있고, 가열식은 열원(히터)에 의해 제습제를 재생하는 만큼 비가열식에 비해 에너지 소비가 적은 장점이 있다.
상기 흡착식 압축공기 건조장치는 제습제가 충전된 두 개의 탱크를 구성하여 한 개의 탱크가 압축공기의 제습과정을 거치는 동안 다른 탱크는 제습제 재생과정을 거치고, 일정한 시간이 지나면 압축공기 제습과정을 거치던 탱크는 재생과정으로 전환되고 제습제 재생과정을 거치던 탱크는 압축공기 제습과정으로 전환된다.
상기 가열에 의한 재생방법으로 구성된 흡착식 압축공기 건조장치는 도 1에 도시한 바와 같이 제습제가 충전된 제1탱크(10) 및 제2탱크(20), 압축공기(WA)를 공급방향을 전환하는 방향전환밸브(30), 유로상에 설치된 각종 밸브로 구성된다.
도 1은 제1탱크(10)가 압축공기 제습과정을 수행하고, 제2탱크(20)가 제습제 재생과정을 거치는 상태를 나타낸 구성도이다.
습한 압축공기(WA)가 방향전환밸브(30)를 통해 제1탱크(10)의 하부로 공급되면 습한 압축공기(WA)가 제1탱크(10)를 거치며 건조되고, 건조된 압축공기(DA)가 제1탱크(10)의 상부로 배출되어 체크밸브(51)를 통해 배출된다.
그리고 배출되는 건조된 압축공기(DA)중 일부가 리턴유로(90)를 통해 제2탱크(20)의 상부로 공급되는데, 상기 리턴유로(90)에는 히터(70)가 설치되어 리턴유로(90)를 통해 제2탱크(20)로 공급되는 건조된 압축공기(DA)를 200~230의 온도까지 가열시킨 후 제2탱크(20)로 압축공기를 공급한다.
이때, 상기 리턴유로(90)에는 유량조절밸브(60)를 설치하여 건조된 압축공기(DA) 중 약 8%의 건조된 압축공기(DA)를 제2탱크(20)로 리턴되도록 하고 오리피스(61)를 통해 균일한 압력으로 공급되도록 구성한다.
상기와 같이 리턴유로(90)를 통해 가열된 압축공기(DA)가 제2탱크(20)의 상부로 유입되어 제2탱크(20) 내부의 제습제를 가열하여 재생시키고 제2탱크(20)의 하부로 배출되어 밸브(42)와 머플러(80)를 통해 외부로 배출된다.
일정한 시간동안 가열된 건조 압축공기(DA)를 제2탱크(20)로 공급하여 제습제를 재생시킨 후 히터(70)에 전원이 차단되고, 상온 상태의 건조된 압축공기를 계속 제2탱크(20)에 공급하여 제습제를 냉각시킨다.
그리고 약 2시간이 경과한 후에는 도 2에 도시한 바와 같이 방향전환밸브(30)가 습한 압축공기(WA) 유로를 전환하여 제2탱크(20)로 공급하여 습한 압축공기(WA) 제습과정을 수행하도록 하고, 제1탱크(10)는 재생단계를 거치도록 한다.
이때도 마찬가지로 리턴유로(90)를 통해 건조된 압축공기(DA) 중 일부를 히터(70)로 가열하여 제1탱크(10)로 공급함으로써 재생단계를 거치도록 한다.
상기와 같이 종래의 압축공기는 배출되는 압축공기 중 일부를 리턴시켜 제습제 재생과정에 사용하는데, 압축공기는 7.0 내지 9.0 kg/ 의 압력을 갖는데 이러한 고압력으로 압축된 압축공기의 일부를 리턴시켜 재생단계에 사용하고 외부로 배출하므로하므로 에너지 효율이 매우 떨어지는 문제점이 있었다.
문헌 1. 대한민국특허청 등록특허공보 제10-1518297호, "압축 건조공기를 이용한 재생탱크 쿨링형 압축공기 건조방법 및 장치" 문헌 2. 대한민국특허청 등록특허공보 제10-1509153호, "냉각단계 중 압축습공기 일부로 냉각후 쿨러를 거쳐 합류토록 한 압축공기 건조방법 및 장치" 문헌 3. 대한민국특허청 등록특허공보 제10-1509152호, "냉각단계 중 압축습공기 냉각 후 제습탱크로 순환시키는 압축공기 건조방법 및 장치"
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서 제습처리된 고압의 압축공기를 재생공정 중 냉각과정에 사용하여 재생공정의 효율을 높이면서도, 재생공정에 사용된 압축공기를 대기로 배출하지 않고 회수함으로써 에너지를 절약할 수 있는 압축공기 건조방법 및 장치를 제공하는 것이 본 발명의 목적이다.
또한, 고가이면서 고장이 잦은 유량 조절밸브를 사용하지 않고, 단순 온/오프 기능만 하는 수동밸브와 개폐밸브를 조합하여 구성한 유량조절부로 유량을 조절하도록 구성함으로써, 까다로운 유량 조절을 정확하게 할 수 있고, 생산비용과 유지,보수비용을 절감할 수 있는 압축공기 건조방법 및 장치를 제고하는 것이 본 발명의 목적이다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 압축공기 건조방법은 유입라인을 통해 공급된 습공기를 제습제가 충전되고 병렬로 설치된 두 개의 탱크 중 어느 하나의 탱크에 통과시켜 생산된 건조공기를 토출라인(113)으로 배출하는 제습공정; 외부의 공기를 블로우어(104)로 흡입하여 히팅라인(118)으로 공급하여 히팅라인(118)에 설치된 히터(105)로 가열하여 병렬로 설치된 두 개의 탱크 중 제습공정이 아닌 다른 탱크로 공급하여 통과시켜 제습제를 가열 재생시킨 후 외부로 배출하는 재생공정 중 가열과정; 상기 재생공정 중 가열과정이 끝난 후 히터(105) 및 블로우어(104) 가동을 중지하고, 히팅라인(118)을 폐쇄하며, 제습공정중인 탱크에서 배출되는 건조된 압축공기 일부를 분기시켜 재생공정 중 가열과정을 마친 탱크로 공급하여 제습제를 냉각시킨 후, 이를 리턴라인(116)으로 유동시켜 리턴라인(116)에 설치된 쿨러(107)로 냉각한 후 토출라인(113)을 유동하는 압축된 건조공기와 합류시켜 토출구(121)로 배출하는 재생공정 중 냉각과정;으로 구성됨으로써, 병렬로 설치된 탱크 중 어느 하나가 제습공정을 수행하는 동안 다른 탱크는 재생공정 중 가열과정 및 재생공정 중 냉각과정을 차례로 수행하고, 재생이 완료된 탱크는 제습공정으로 전환되고, 제습공정이던 탱크는 재생공정으로 전환되도록 구성된다.
이때, 상기 재생공정 중 냉각과정에서는 토출라인(113)에 설치된 유량조절밸브 세트를 통해 제습공정인 탱크에서 생산된 건조된 압축공기를 토출라인(113)으로 유동시키는 압축공기 양과 재생공정 중 냉각과정인 탱크로 유동시키는 압축공기 양을 조절하도록 구성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 재생공정 중 가열과정에서 토출라인(113)과 히팅라인(118)을 연결하는 보수라인(114)을 통해 토출라인(113)의 압축공기 일부를 보수라인(114)으로 분기시켜서 이를 히터로 가열하여 탱크의 제습제를 가열 재생하도록 구성된 것을 특징으로 한다.
그리고 본 발명에 의한 압축공기 건조장치는 토출라인(113)과 유입라인(111) 사이에 설치되어 압축공기를 제1탱크(102) 또는 제2탱크(103)로 선택적 방향전환시키는 제1방향전환밸브 세트(130) 및 제2방향전환밸브 세트(140); 상기 제1방향전환밸브 세트(130)와 제2방향전환밸브 세트(140)를 연결하는 분기라인(112); 상기 제1방향전환밸브 세트(130) 및 제2방향전환밸브 세트(140) 사이에 병렬로 설치되고,내부에 제습제가 충전된 제1탱크(102) 및 제2탱크(103); 히팅라인 개폐밸브(119) 및 히터(105)를 구비하여 블로우어(104)로부터 외부 공기를 공급받아 히터(105)로 가열하여 상기 제2방향전환밸브 세트(140)를 통해 재생공정 중 가열과정인 탱크로 유동시키는 히팅라인(118); 리턴라인 개폐밸브(117) 및 쿨러(107)를 구비하고 상기 제2방향전환밸브 세트(140)와 토출라인(113)을 연결하여 재생공정 중 냉각과정인 탱크에서 사용된 압축공기를 냉각시킨 후 이를 토출라인(113)으로 합류시키는 리턴라인(116);을 포함하여 구성된다.
이때, 상기 토출라인(113)에는 유량조절부(150)를 설치하여 토출라인(113)을 유동하는 압축공기의 유량을 조절함으로써, 제2방향전환밸브 세트(140)에서 토출라인(113)과 재생공정 중 냉각과정인 탱크로 분기되는 압축공기 유량을 조절하도록 구성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 유량조절부(150)는 토출라인(113)을 개폐하는 서플라이밸브(151); 상기 서플라이밸브(151)의 앞, 뒤 위치의 토출라인(113)을 연결하는 우회라인(122); 상기 우회라인(122)에 설치되어 우회라인(122)을 개폐하는 aux밸브(153); 상기 우회라인(122)에 설치되어 우회라인(122)을 유동하는 압축공기 유량을 제어하는 매뉴얼밸브(152);로 구성됨으로써, 서플라이밸브(151)를 잠그고 aux밸브(153)를 열어 토출라인(113)을 유동하는 압축공기를 우회라인(122)으로 우회시키고, 매뉴얼밸브(152) 개방 정도로 토출라인(113)을 유동하는 압축공기 유량을 조절하도록 구성된 것을 특징으로 한다.
또한, 보수라인 개폐밸브(115)를 구비하여 상기 토출라인(113)과 히팅라인(118)을 연결하는 보수라인(114)을 더 포함하여 구성됨으로써, 토출라인(113)의 압축공기를 보수라인(114)으로 분기시켜 재생공정 중 가열과정인 탱크에 공급하도록 구성된 것을 특징으로 한다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 의한 압축공기 건조방법 및 장치는 제습처리된 고압의 압축공기를 재생공정 중 냉각과정에 사용함으로써 재생공정의 효율을 높이면서도, 재생공정에 사용된 압축공기를 대기로 배출하지 않고 회수함으로써 에너지를 절약할 수 있다.
또한, 고가이면서 고장이 잦은 유량조절밸브를 사용하지 않고, 개폐밸브를 조합하여 유량을 조절하도록 구성함으로써, 정확하게 유량을 조절하면서도 생산비용과 유지,보수를 절감할 수 있다.
도 1 및 도 2는 종래의 압축공기 건조장치의 공기 유동을 도시한 흐름도.
도 3은 본 발명에 의한 압축공기 건조장치의 회로도.
도 4 내지 도 8은 본 발명에 의한 압축공기 건조장치가 운용되는 상태에서의 공기 유동을 도시한 흐름도.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예 및 첨부하는 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명하되, 도면의 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭함을 전제하여 설명하기로 한다.
발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에서 어느 하나의 구성요소가 다른 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 당해 구성요소만으로 이루어지는 것으로 한정되어 해석되지 아니하며, 다른 구성요소들을 더 포함할 수 있는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명에 의한 압축공기 건조장치는 도 3에 도시한 바와 같이 내부에 제습제가 충전되고 유입라인(111)과 토출라인(113) 사이에서 병렬로 설치되는 제1탱크(102) 및 제2탱크(103)와, 상기 제1탱크(102) 및 제2탱크(103)의 상,하부에 각각 설치되는 제1방향전환밸브 세트(130) 및 제2방향전환밸브 세트(140)와, 상기 제1방향전환밸브 세트(130)와 제2방향전환밸브 세트(140)를 연결하는 분기라인(112)과, 상기 제2방향전환밸브 세트(140)와 연결되는 히팅라인(118)과, 상기 히팅라인(118)에 설치되는 히터(105) 및 블로우어(104)와, 상기 제2방향전환밸브 세트(140)와 연결되는 토출라인(113)과, 상기 토출라인(113)과 제2방향전환밸브 세트(140)를 연결하는 리턴라인(116)과, 상기 토출라인(113)과 히팅라인(118)을 연결하는 보수라인(114)으로 구성된다.
제습제가 충전된 제1탱크(102)와 제2탱크(103) 중 어느 하나의 탱크가 습한 압축공기를 건조 압축공기로 건조시키는 제습공정을 수행하는 동안 다른 탱크는 습기를 머금은 제습제를 건조 재생하는 재생공정을 수행한다.
일반적으로 제습공정 및 재생공정은 4시간 동안 수행되는데, 재생공정 중 가열과정과 재생공정 중 냉각과정은 각각 2시간씩 수행된다.
도 4는 제1탱크(102)가 습한 압축공기를 건조 압축공기로 건조시키는 제습공정을 수행하고, 제2탱크(103)는 내부의 제습제를 재생하는 재생공정 중 가열과정을 수행하는 상태에서의 압축공기 유동을 도시한 도면이다.
도 4에 도시한 바와 같이 유입구로 유입된 습한 압축공기는 유입라인을 따라 유동하여 제1방향전환밸브 세트의 개폐조합(131밸브 열리고 133,132밸브 닫힘)에 의해 제1탱크(102)의 하부로 공급된다.
제1탱크(102)의 하부로 공급된 습한 압축공기는 제1탱크(102) 내부를 통과하며 건조 압축공기 상태로 제1탱크(102) 상부로 배출되고, 배출된 건조 압축공기는 제2방향전환밸브 세트(140)의 개폐조합(145밸브 열리고 141,143,146밸브 닫힘)에 의해 토출라인(1113)을 따라 토출구(121)로 배출된다.
상기와 같이 제1탱크(102)가 제습공정을 수행하는 동안 제2탱크(103)는 재생공정 중 가열과정을 수행하는데, 도 4와 같이, 블로우어(104)의 구동에 의해 외부의 공기가 히팅라인(118)으로 공급된다.
이때, 외부의 공기가 흡입되는 지점에 석션필터(suction filter)를 설치함으로써, 공기에 포함된 먼지 등의 이물질을 걸러내도록 구성하는 것이 바람직하다.
블로우어(104)를 통해 히팅라인(118)으로 공급된 공기는 히터(105)에 의해 가열된 후 제2방향전환밸브 세트(140)로 유동하고, 제2방향전환밸브 세트(140)의 개폐조합(144밸브열리고 142,143,146밸브 닫힘)에 의해 제2탱크(103) 상부로 유입되고, 제2탱크(103) 내부를 통과하며 제습제를 가열하여 수분을 증발시킨 후 하부로 배출된다.
제2탱크(103) 하부로 배출된 습한 압축공기는 제1방향전환밸브 세트(130)의 개폐조합(134밸브 열리고 132밸브 닫힘)에 의해 머플러(108)로 배출된다. 이때, 제2방향전환밸브 세트(140)의 141,142 밸브는 닫힌 상태를 유지하고 있다.
상기와 같이 제2탱크(103)는 재생공정 중 가열과정을 거친 후 도 5와 같이 재생공정 중 냉각과정을 수행하여 가열된 제2탱크(103) 내부의 제습제를 냉각시킨다. 이때, 제1탱크(102)의 제습공정에서의 압축공기 유동은 동일하게 이루어진다.
제2탱크(103)의 제습공정 중 냉각과정은 다음과 같다.
도 5와 같이 블로우어(104)와 히터(105)의 가동이 중지되고 히팅라인 개폐밸브(119)를 닫아 히팅라인(118)을 차단한다.
그리고 제2방향전환밸브 세트(140)의 개폐조합(141,144,145 밸브 열리고 142,143,146 밸브 닫힘)에 의해 제1탱크(102)에서 생산된 건조된 압축공기의 일부가 토출라인(113)을 따라 토출구로 유동하고, 제1탱크(102)에서 생산된 건조된 압축공기의 일부는 분기라인(112)을 따라 제1방향전환밸브 세트(130)로 유동하여 제1방향전환밸브 세트(130)의 개폐조합(134 밸브 열리고 132,133 밸브 닫힘)에 의해 제2탱크(103)의 하부로 유입된다.
제2탱크(130)의 하부로 유입된 건조된 압축공기는 제2탱크(130) 내부를 유동하며 상술한 제습공정 중 가열과정에 의해 가열된 제2탱크(103) 내부의 제습제를 냉각시킨 후 제2방향전환밸브 세트(140)의 개폐조합(144 밸브 열리고 142,143,146 밸브 닫힘)에 의해 리턴라인(116)으로 유동하여 토출라인(113)으로 합되어 제1탱크(102)에서 생산된 건조된 압축공기와 합류된 토출구(121)로 유동한다.
이때, 도 5와 같이 리턴라인(116)이 합류되는 토출라인(113) 앞 위치에 설치된 유량조절부(150)로 제1탱크(102)에서 생성되어 제2방향전환밸브 세트(140)에서 분기되는 압축공기 공기량을 조정할 수 있다.
즉, 제1탱크(102)에서 생산되어 토출라인(113)으로 유동하는 건조된 압축공기 유량을 조절하면, 제1탱크(102)에서 생산되어 토출되는 건조된 압축공기량이 100이라 할 때, 유량조절부(150)에서 토출라인(113)을 유동하는 압축공기 유량을 92로 조절하면 제1탱크(102)에서 생산된 후 토출라인(113)으로 유동하는 압축공기량은 92가 되고, 제2방향전환밸브 세트(140)에서 분기되어 제2탱크로 유입되는 압축공기량은 8이 된다.
상기 유량조절부(150)는 도 3과 같이 토출라인(113)에 서플라이밸브(151)가 설치되고, 상기 서플라이밸브(151)의 전,후 토출라인을 연결하는 우회라인(122)이 설치되며, 상기 우회라인(122)에는 매뉴얼밸브(152)와 aux밸브(153)가 직렬로 설치된다.
상기와 같이 구성된 유량조절부(150)로 유량을 조절할 때는 도 5와 같이 서플라이밸브(151)를 닫고, aux밸브(153)를 연 상태에서 매뉴얼밸브(152)의 열림정도를 조절함으로써 토출라인(113)을 유동하는 압축공기가 우회라인(122)으로 유동하며 유량이 조절된다.
도 5와 같이 제1탱크(102)에서 생산된 건조된 압축공기 일부가 분기되어 제2탱크(103) 하부로 공급되어 상부로 배출되면서 제2탱크(103) 내부를 냉각시킨 후, 리턴라인(116)으로 유동한다.
상기 리턴라인(116)에는 쿨러(107)가 설치됨으로써, 제2탱크(103)를 유동하며 뜨거워진 건조된 압축공기를 냉각시킨 후, 토출라인(113)으로 합류되어 토출구(121)로 유동하므로 제2탱크(103)의 재새공정 중 냉각과정에서 사용된 건조된 압축공기를 버리지 않고 사용하므로 에너지를 절감할 수 있다.
도 4 및 도 5와 같이 제1탱크(102)가 제습공정을 수행하는 동안 제2탱크(103)는 가열과정 및 냉각과정으로 구성되는 재생공정을 수행하며 제2탱크(103) 내부의 제습제를 재생시킨다.
제2탱크(103)의 재생공정이 끝나면 제1탱크(102)는 제습공정에서 재생공정으로 전환되고, 제2탱크(102)는 재생공정에서 제습공정으로 전환되어 건조된 압축공기를 연속 생산한다.
이때, 제1방향전환밸브 세트(130)는 도 6과 같이 132,133 밸브가 열리고, 131,134 밸브는 닫힌다. 그리고 제2방향전환밸브 세트(140)는 도 6과 같이 143,146 밸브는 열리고 141,142,144,145 밸브는 닫히는 제어동작을 한다.
상기와 같은 제1방향전환밸브 세트(130) 및 제2방향전환밸브 세트(140)의 개폐조합을 통해 도 6과 같이, 흡입구(101)를 통해 습한 압축공기가 유입라인(111)을 통해 제2탱크(103) 하부로 공급되고, 제2탱크(103) 내부의 제습제를 통과하며 압축공기가 건조되어 토출라인(113)을 통해 토출구(121)로 배출된다.
상기와 같이 제2탱크가 제습공정을 수행하는 동안 제1탱크는 재생공정 중 가열과정을 수행하는데, 도 6과 같이, 블로우어(104)의 구동에 의해 외부의 공기가 히팅라인(118)으로 공급된다.
블로우어(104)를 통해 히팅라인(118)으로 공급된 외부 공기는 히터(105)에 의해 가열된 후 제2방향전환밸브 세트(140)로 유동하고, 제2방향전환밸브 세트(140)의 개폐조합(143 밸브는 열리고 141,144,145 밸브는 닫힘)에 의해 제1탱크(102) 상부로 유입되고, 제1탱크(102) 내부를 통과하며 제습제를 가열하여 수분을 증발시킨 후 하부로 배출된다.
제1탱크 하부로 배출된 습한 압축공기는 제1방향전환밸브 세트(130)의 개폐조합(109,133 밸브는 열리고 131,134 밸브는 닫힘)에 의해 머플러(108)로 배출된다. 이때, 제2방향전환밸브 세트(140)의 141,142 밸브는 닫힌 상태를 유지하고 있다.
상기와 같이 제1탱크(102)는 재생공정 중 가열과정을 거친 후 도 7과 같이 재생공정 중 냉각과정을 수행하여 가열된 제1탱크 내부의 제습제를 냉각시킨다. 이때, 제2탱크의 제습공정에서의 압축공기 유동은 동일하게 이루어진다.
제1탱크의 제습공정 중 냉각과정은 다음과 같다.
도 7과 같이 블로우어(104)와 히터(105)의 가동이 중지되고 히팅라인 개폐밸브(119)를 닫아 히팅라인(118)을 차단한다.
그리고 제2방향전환밸브 세트(140)의 개폐조합(142.146 밸브는 열리고 141,144,145 밸브는 닫힘)에 의해 제2탱크(103)에서 생산된 건조된 압축공기의 일부가 토출라인(113)을 따라 토출구로 유동하고, 제2탱크(103)에서 생산된 건조된 압축공기의 일부는 분기라인(112)을 따라 제1방향전환밸브 세트(130)로 유동하여 제1방향전환밸브 세트(130)의 개폐조합(133 밸브는 열리고 131,109,134 밸브는 닫힘)에 의해 제1탱크(102)의 하부로 유입된다.
제1탱크(102)의 하부로 유입된 건조된 압축공기는 제1탱크(102) 내부를 유동하며 상술한 제습공정 중 가열과정에 의해 가열된 제1탱크(102) 내부의 제습제를 냉각시킨 후 제2방향전환밸브 세트(140)의 개폐조합(143 밸브는 열리고 141,144,145,119 밸브는 닫힘)에 의해 리턴라인(116)으로 유동하여 토출라인(113)으로 합류되어 제2탱크(103)에서 생산된 건조된 압축공기와 합류되어 토출구(121)로 유동한다.
이때, 도 7과 같이 리턴라인(116)이 합류되는 토출라인(113) 앞 위치에 설치된 유량조절부(150)로 제1탱크(102)에서 생성되어 제2방향전환밸브 세트(140)에서 분기되는 압축공기 공기량을 조정하여 제2방향전환밸브 세트(140)에서 분기되는 유량을 조절한다.
도 7과 같이 제1탱크(102)에서 생산된 건조된 압축공기 일부가 분기되어 제2탱크(103) 하부로 공급되어 상부로 배출되면서 제2탱크(103) 내부를 냉각시킨 후, 리턴라인(116)으로 유동한다.
상기 리턴라인(116)에는 쿨러(107)가 설치됨으로써, 제2탱크(103)를 유동하며 뜨거워진 건조된 압축공기를 냉각시킨 후, 토출라인(113)으로 합류되어 토출구(121)로 유동하므로 제2탱크(103)의 재생공정 중 냉각과정에서 사용된 건조된 압축공기를 버리지 않고 사용하므로 에너지를 절감할 수 있다.
그리고 토출라인(113)가 히팅라인(118)을 연결하는 보수라인(114)이 형성되는데, 상기 보수라인(114)은 블로우어(104)가 고장이 발생하더라도 보수를 위해 압축공기 건조장치 가동을 중지하지 않고 연속적으로 건조된 압축공기를 생산하도록 한다.
블로우어(104)가 고장난 경우 도 8과 같이 보수라인 개폐밸브(115)를 열어 건조된 압축공기 일부를 토출라인(113)으로부터 분기시킨다.
토출라인(113)으로부터 분기되어 보수라인(114)으로 유입된 압축공기는 히팅라인(118)을 유동하면서 히터(105)로 가열되어 재생공정 중 가열과정인 탱크로 공급되고, 탱크 내부의 제습제를 가열 건조한 후 머플러(108)로 배출된다.
즉, 블로우어(104)가 고장난 경우 상기 보수라인(114)이 외부 공기 대신에 건조된 압축공기 일부를 토출라인(113)으로부터 공급받아 사용하도록 구성함으로써, 압축공기 건조장치 가동을 중지하지 않고서도 블로우어(104)를 수리 또는 교체할 수 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 의한 압축공기 건조방법 및 장치는 제습처리된 고압의 압축공기를 재생공정 중 냉각과정에 사용함으로써 재생공정의 효율을 높이면서도, 재생공정에 사용된 압축공기를 대기로 배출하지 않고 회수함으로써 에너지를 절약할 수 있다.
또한, 고가이면서 고장이 잦은 유량조절밸브를 사용하지 않고, 개폐밸브를 조합하여 유량을 조절하도록 구성함으로써, 정확하게 유량을 조절하면서도 생산비용과 유지,보수를 절감할 수 있다.
이상 상술한 실시예를 통해 본 발명의 기술적 사상을 살펴보았다.
본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기재사항으로부터 상기 살펴본 실시예를 다양하게 변형하거나 변경할 수 있음은 자명하다.
또한, 비록 명시적으로 도시되거나 설명되지 아니하였다 하여도 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기재사항으로부터 본 발명에 의한 기술적 사상을 포함하는 다양한 형태의 변형을 할 수 있음은 자명하며, 이는 여전히 본 발명의 권리범위에 속한다.
첨부하는 도면을 참조하여 설명된 상기의 실시예는 본 발명을 설명하기 위한 목적으로 기술된 것이며 본 발명의 권리범위는 이러한 실시예에 국한되지 아니한다.
101 : 유입구
102 : 제1탱크
103 : 제2탱크
104 : 블로우어
105 : 히터
106 : 체크밸브
107 : 쿨러
108 : 머플러
109 : 머플러 개폐밸브
111 : 유입라인
112 ; 분기라인
113 : 토출라인
114 : 보수라인
115 : 보수라인 개폐밸브
116 : 리턴라인
117 : 리턴라인 개폐“e
118 : 히팅라인
119 : 히팅라인 개폐밸브
121 : 토출구
122 : 우회라인
130 : 제1방향조절밸브 세트
140 : 제2방향조절밸브 세트
150 : 유량조절부
151 : 서플라이 밸브
152 : 매뉴얼 밸브
153 : aux밸브

Claims (7)

  1. 유입라인을 통해 공급된 습공기를 제습제가 충전되고 병렬로 설치된 두 개의 탱크 중 어느 하나의 탱크에 통과시켜 생산된 건조공기를 토출라인(113)으로 배출하는 제습공정;
    외부의 공기를 블로우어(104)로 흡입하여 히팅라인(118)으로 공급하여 히팅라인(118)에 설치된 히터(105)로 가열하여 병렬로 설치된 두 개의 탱크 중 제습공정이 아닌 다른 탱크로 공급하여 통과시켜 제습제를 가열 재생시킨 후 외부로 배출하고, 토출라인(113)과 히팅라인(118)을 연결하는 보수라인(114)을 통해 블로우어(104) 고장시 블로우어(104) 작동을 중지시킨 상태에서 토출라인(113)의 압축공기 일부를 보수라인(114)으로 분기시켜서 이를 히터로 가열하여 탱크의 제습제를 가열 재생하도록 구성된 재생공정 중 가열과정;
    상기 재생공정 중 가열과정이 끝난 후 히터(105) 및 블로우어(104) 가동을 중지하고, 히팅라인(118)을 폐쇄하며, 제습공정 중인 탱크에서 배출되는 건조된 압축공기 일부를 분기시켜 재생공정 중 가열과정을 마친 탱크로 공급하여 제습제를 냉각시킨 후, 이를 리턴라인(116)으로 유동시켜 리턴라인(116)에 설치된 쿨러(107)로 냉각한 후 토출라인(113)을 유동하는 압축된 건조공기와 합류시켜 토출구(121)로 배출하는 재생공정 중 냉각과정으로 구성되되,
    상기 재생공정 중 냉각과정에서는 토출라인(113)에 서플라이밸브(151)가 설치되고, 토출라인(113)의 서플라이밸브(151) 앞뒤를 연결하는 우회라인(122)이 설치되며, 상기 우회라인에 매뉴얼밸브(152) 및 Aux밸브(153)가 설치된 유량조절부(150)를 구성함으로써, 토출라인(113)을 유동하는 건조된 압축공기 유량을 조절할 때는 서플라이밸브(151)를 잠그고 aux밸브(153)를 열어 토출라인(113)을 유동하는 압축공기를 우회라인(122)으로 우회시키고, 매뉴얼밸브(152) 개방 정도로 토출라인(113)을 유동하는 압축공기 유량을 조절하도록 구성된 재생공정 중 냉각과정;으로 구성됨으로써,
    병렬로 설치된 탱크 중 어느 하나가 제습공정을 수행하는 동안 다른 탱크는 재생공정 중 가열과정 및 재생공정 중 냉각과정을 차례로 수행하고, 재생이 완료된 탱크는 제습공정으로 전환되고, 제습공정이던 탱크는 재생공정으로 전환되도록 구성된 것을 특징으로 하는 압축공기 건조 방법.
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  4. 토출라인(113)과 유입라인(111) 사이에 설치되어 압축공기를 제1탱크(102) 또는 제2탱크(103)로 선택적 방향전환시키는 제1방향전환밸브 세트(130) 및 제2방향전환밸브 세트(140);
    상기 제1방향전환밸브 세트(130)와 제2방향전환밸브 세트(140)를 연결하는 분기라인(112);
    상기 제1방향전환밸브 세트(130) 및 제2방향전환밸브 세트(140) 사이에 병렬로 설치되고,내부에 제습제가 충전된 제1탱크(102) 및 제2탱크(103);
    히팅라인 개폐밸브(119) 및 히터(105)를 구비하여 블로우어(104)로부터 외부 공기를 공급받아 히터(105)로 가열하여 상기 제2방향전환밸브 세트(140)를 통해 재생공정 중 가열과정인 탱크로 유동시키는 히팅라인(118);
    리턴라인 개폐밸브(117) 및 쿨러(107)를 구비하고 상기 제2방향전환밸브 세트(140)와 토출라인(113)을 연결하여 재생공정 중 냉각과정인 탱크에서 사용된 압축공기를 냉각시킨 후 이를 토출라인(113)으로 합류시키는 리턴라인(116);
    토출라인(113)을 개폐하는 서플라이밸브(151)과, 상기 서플라이밸브(151)의 앞, 뒤 위치의 토출라인(113)을 연결하는 우회라인(122)과, 상기 우회라인(122)에 설치되어 우회라인(122)을 개폐하는 aux밸브(153)와, 상기 우회라인(122)에 설치되어 우회라인(122)을 유동하는 압축공기 유량을 제어하는 매뉴얼밸브(152)로 구성됨으로써, 토출라인(113)을 유동하는 압축공기 유동압을 조절할 때는 서플라이밸브(151)를 잠그고 aux밸브(153)를 열어 토출라인(113)을 유동하는 압축공기를 우회라인(122)으로 우회시키고, 매뉴얼밸브(152) 개방 정도로 토출라인(113)을 유동하는 압축공기 유량을 조절하여 제2방향전환밸브 세트(140)에서 토출라인(113)과 재생공정 중 냉각과정인 탱크로 분기되는 압축공기 유량을 조절하도록 구성된 유량 조절부(150);
    보수라인 개폐밸브(115)를 구비하여 상기 토출라인(113)과 히팅라인(118)을 연결하는 보수라인(114)을 더 포함하여 구성됨으로써, 블로우어(104) 고장시 블로우어(104) 가동을 중지한 상태에서 토출라인(113)의 압축공기를 보수라인(114)으로 분기시켜 재생공정 중 가열과정인 탱크에 공급하도록 구성된 보수라인(114);을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 압축공기 건조장치.
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