KR101819906B1 - 변압기 설치용 에어 드라이어 및 이를 이용한 변압기의 설치 및 점검 방법 - Google Patents

Abstract

변압기 설치용 에어 드라이어 및 이를 이용한 변압기의 설치 및 점검 방법이 개시된다. 본 발명의 일 측면에 따르면, 건조 과정 및 재생 과정이 상호 교번하여 수행되는 제1, 2흡착탑을 포함하되, 상기 제1, 2흡착탑 중 어느 하나 이상은, 내부에 소정 공간을 형성하며, 상기 에어공급라인과 연결되는 제1유통관 및, 상기 에어배출라인과 연결되는 제2유통관을 구비하는 바디; 상기 제1유통관와 인접하도록 상기 바디 측면에 배치되어 압축 공기의 일부를 상기 바디의 내측면을 따라 유입시키는 보조유통관; 상기 제1유통관에 연결되어 상기 바디 내측에 배치되는 제1디퓨저; 상기 제2유통관에 연결되어 상기 바디 내측에 배치되는 제2디퓨저; 상기 제1디퓨저 상측으로 이격되어 상기 바디 내측에 배치되는 제1분배플레이트; 및 상기 제1분배플레이트 상측으로 소정간격 이격되어 상기 바디 내측에 배치되며, 상기 제1분배플레이트와의 사이에 흡착제의 충진 공간을 형성하는 제2분배플레이트;를 포함하며, 상기 제1, 2분배플레이트 중 어느 하나 이상은, 꼭지점을 공유하는 복수의 삼각면이 상기 꼭지점을 중심으로 원주 방향 연결 배치되어 측면을 형성하는 다각뿔의 형태로 형성되되, 상기 꼭지점이 충진 공간을 향해 배치되며, 상기 측면에는 다수의 분배공이 구비된 것인, 변압기 설치용 에어 드라이어가 제공될 수 있다.

Description

변압기 설치용 에어 드라이어 및 이를 이용한 변압기의 설치 및 점검 방법 {AIR DRYER FOR TRANSFORMER INSTALLATION AND INSTALLATION METHOD FOR TRANSFORMER USING THE SAME}

본 발명은 변압기 설치용 에어 드라이어 및 이를 이용한 변압기의 설치 및 점검 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 변압기의 설치나 점검을 위해 변압기 내부의 작업 공간으로 건조 공기를 공급하는 변압기 설치용 에어 드라이어와 이를 이용하여 변압기 내부에서 설치 및 점검 작업을 수행하는 방법에 관한 것이다.

일반적으로 변압기의 설치 및 점검시에는 변압기 내부의 절연물이 외부 습기(수분)에 노출되지 않도록 건조 공기를 투입하여 작업이 이뤄지게 된다. 통상 이러한 건조 공기는 -40도 이하의 노점(dew point)이 요구되며, 압축 공기를 에어 드라이어를 거쳐 건조시켜 작업 현장으로 제공될 수 있다.

에어 드라이어는 공기 중에 포함된 수분을 제거하는 장치의 일종으로 건조 방식에 따라 크게 냉동식과 흡착식으로 구분될 수 있다. 개략적으로 냉동식은 압축 공기의 온도를 떨어뜨린 다음 공기 중에 포함된 수분을 응축시켜 제거하는 방식으로 구분될 수 있으며, 흡착식은 흡착제(제습제)가 충진된 공간에 압축 공기를 통과시켜 공기 중의 수분이 흡착제의 미세공 등에 흡착 포집되도록 하는 방식이다. 흡착식은 흡착제의 재생 방법에 따라 열원이 불필요한 비가열식과 외부 열원을 사용하는 가열식으로 분류되기도 한다.

변압기 설치용 에어 드라이어는 작업 조건이나 환경에 따라 여러 방식의 에어 드라이어가 사용될 수 있으나, 통상 흡착식이나 냉동식과 흡착식이 조합된 형태의 에어 드라이어가 사용되고 있다. 상대적으로 저노점의 건고 공기를 다량 생산해낼 수 있기 때문이다. 일 예로, 등록특허공보 제10-0678495호는 이러한 변압기 설치용 에어 드라이어를 개시하고 있다.

흡착식의 에어 드라이어는 일반적으로 흡착제가 충진된 한 쌍의 흡착탑을 이용하여 압축 공기를 건조시키게 된다. 흡착탑이 한 쌍으로 구성되는 이유는 어느 하나의 흡착탑에서 건조가 수행되는 동안 나머지 하나의 흡착탑이 재생될 수 있도록 하기 위함이다. 즉, 한 쌍의 흡착탑이 서로 교번하며 건조 및 재생 과정이 이뤄짐으로써, 연속적인 건조 공기의 생성이 가능하게 된다.

다만, 종래의 경우, 위와 같이 흡착탑 내부로 압축 공기를 통과시켜 건조를 수행하는데 있어 압축 공기의 유동이 흡착탑 중앙 부위에 편중됨으로써, 충진된 흡착제에 수분이 고르게 흡착되지 못하고, 건조 성능 또한 충진 용량 대비 다소 떨어지는 문제점이 발생되고 있다.

즉, 일반적으로 압축 공기는 흡착탑의 하부 중심으로 공급되어 상향 유동되다 흡착탑의 상부 중심으로 배출되게 되는데, 압축 공기의 압력이나 유속으로 인해 이러한 유동 흐름이 중앙 부위에 편중되게 되고, 이로 인해 압축 공기가 고르게 분포되지 못하고 일부 중앙 부위의 흡착제만이 건조에 사용되는 것이다. 이러한 중심 편향적인 유동은 결국 충진된 흡착제 전부를 건조 과정에 충분히 참여시키지 못해 건조 성능을 떨어뜨리는 요인이 될 수 있으며, 일부 구역의 흡착제에 대하여만 일찍 수명을 다해 상대적으로 잦은 흡착제의 교체가 요구되기도 한다.

등록특허공보 제10-0678495호(2007년 1월 29일 등록)

본 발명의 실시예들은 건조 및 재생 과정이 교번하여 이뤄지는 한 쌍의 흡착탑을 구비한 변압기 설치용 에어 드라이어에 있어서, 압축 공기가 흡착탑 내부에서 균일한 분포를 가지고 유동되도록 함으로써, 건조 성능을 개선할 수 있는 변압기 설치용 에어 드라이어 및 이를 이용한 변압기의 설치 및 점검 방법을 제공하고자 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 건조 과정 및 재생 과정이 상호 교번하여 수행되는 제1, 2흡착탑; 상기 제1흡착탑 또는 상기 제2흡착탑으로 압축 공기를 안내하는 에어공급라인; 상기 제1흡착탑 또는 상기 제2흡착탑에서 생성된 건조 공기를 외부로 안내하는 에어배출라인; 및 상기 에어배출라인에서 분기되어 상기 제1, 2흡착탑 중 어느 하나에서 생성된 건조 공기의 일부를 재생 과정에 투입하기 위해 다른 하나로 안내하는 재생라인;을 포함하되, 상기 제1, 2흡착탑 중 어느 하나 이상은, 내부에 소정 공간을 형성하며, 상기 에어공급라인과 연결되는 제1유통관 및, 상기 에어배출라인과 연결되는 제2유통관을 구비하는 바디; 상기 제1유통관와 인접하도록 상기 바디 측면에 배치되어 압축 공기의 일부를 상기 바디의 내측면을 따라 유입시키는 보조유통관; 상기 제1유통관에 연결되어 상기 바디 내측에 배치되는 제1디퓨저; 상기 제2유통관에 연결되어 상기 바디 내측에 배치되는 제2디퓨저; 상기 제1디퓨저 상측으로 이격되어 상기 바디 내측에 배치되는 제1분배플레이트; 및 상기 제1분배플레이트 상측으로 소정간격 이격되어 상기 바디 내측에 배치되며, 상기 제1분배플레이트와의 사이에 흡착제의 충진 공간을 형성하는 제2분배플레이트;를 포함하며, 상기 제1, 2분배플레이트 중 어느 하나 이상은, 꼭지점을 공유하는 복수의 삼각면이 상기 꼭지점을 중심으로 원주 방향 연결 배치되어 측면을 형성하는 다각뿔의 형태로 형성되되, 상기 꼭지점이 충진 공간을 향해 배치되며, 상기 측면에는 다수의 분배공이 구비된 것인, 변압기 설치용 에어 드라이어가 제공될 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기의 변압기 설치용 에어 드라이어를 통해 건조 공기를 생성하는 단계; 및 상기 건조 공기를 변압기 내부로 공급하고, 작업자가 변압기의 설치 및 점검 작업을 수행하는 단계;를 포함하는, 변압기의 설치 및 점검 방법이 제공될 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따른 변압기 설치용 에어 드라이어는, 제1흡착탑 또는 제2흡착탑에 선회류를 조성할 수 있는 보조유통관, 공기를 분산 공급하는 제1, 2디퓨저, 충진 공간 내에서 유동 흐름을 중심 외측으로 분배하는 제1, 2분배플레이트를 구비함으로써, 건조 과정시의 압축 공기나 재생 과정시의 건조 공기가 내부에서 보다 고르고 균일하게 분포되며 유동될 수 있다.

따라서 본 발명의 실시예들에 따른 변압기 설치용 에어 드라이어는, 압축 공기 등이 충진된 전체 흡착제와 고르게 반응하도록 함으로써, 건조나 재생 성능을 개선할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예들에 따른 변압기 설치용 에어 드라이어는, 사용 기간에 따라 전체 흡착제가 고르게 반응될 수 있기 때문에, 일부 특정 구역의 흡착제 수명이 단축되거나, 이로 인해 내구 성능이 저하되는 문제점 또한 방지할 수 있게 된다.

또한, 본 발명의 실시예들에 따른 변압기의 설치 및 점검 방법은, 전술한 변압기 설치용 에어 드라이어를 사용해 변압기 내부로 건조 공기를 제공함으로써, 변압기의 설치 및 점검 작업시 내부 절연물의 절연 성능 저하를 방지할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 변압기 설치용 에어 드라이어의 개략적인 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 에어 드라이어의 작동 상태도이다.
도 3은 도 1에 도시된 제1흡착탑을 보여주는 개략도이다.
도 4는 도 3에 도시된 보조유통관 및 제1디퓨저를 보여주는 개략도이다.
도 5는 도 3에 도시된 제1분배플레이트를 보여주는 개략도이다.
도 6은 도 3에 도시된 제1흡착탑의 작동 상태도이다.

이하, 본 발명의 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 설명하도록 한다. 다만, 이하의 실시예들은 본 발명의 이해를 돕기 위해 제공되는 것이며, 본 발명의 범위가 이하의 실시예들에 한정되는 것은 아님을 알려둔다. 또한, 이하의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것으로, 불필요하게 본 발명의 기술적 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 공지의 구성에 대해서는 상세한 기술을 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 변압기 설치용 에어 드라이어(1)의 개략적인 구성도이다.

도 1을 참조하면, 본 실시예의 에어 드라이어(1)는 흡착탑(10, 20)을 포함할 수 있다.

흡착탑(10, 20)은 내부에 소정 공간을 구비하는 통(筒)형으로 형성될 수 있다. 흡착탑(10, 20) 내부 공간에는 흡착제가 충진될 수 있다. 압축기로부터 공급되는 공기는 흡착탑(10, 20) 내부 공간을 지나가며 함유된 수분이 흡착제에 포집되어 건조 처리될 수 있다.

흡착제는 수분의 흡착이 가능한 것이면 공지된 다양한 종류의 흡착제가 사용될 수 있다. 예컨대, 흡착제는 알루미나겔(alumina gel), 실리카겔(silica gel) 등을 포함할 수 있다.

흡착탑(10, 20)은 한 쌍으로 구성될 수 있다. 한 쌍의 흡착탑(10, 20)은 건조 과정과 재생 과정을 교번하여 수행할 수 있다. 다시 말하면, 한 쌍의 흡착탑(10, 20) 중 어느 하나에서 건조 과정이 수행되는 경우, 다른 하나에서는 재생 과정이 수행될 수 있다. 이와 같은 건조 및 재생 과정은 소정 시간에 따라 교대로 반복될 수 있다.

편의상 본 명세서에서는 한 쌍의 흡착탑(10, 20) 중 어느 하나를 제1흡착탑(10), 다른 하나를 제2흡착탑(20)으로 지칭하기로 한다. 이에 의하면, 본 실시예의 에어 드라이어(1)는 제1, 2흡착탑(10, 20)을 구비할 수 있다. 또한, 편의상 이하에서는 제1흡착탑(10)에서 건조 과정이 수행되고, 제2흡착탑(20)에서 재생 과정이 수행되는 경우를 중심으로 설명하도록 한다. 단, 전술한 바와 같이 제1, 2흡착탑(10, 20)은 건조 및 재생 과정이 교대로 반복되는바, 소정 시간의 경과에 따라 제2흡착탑(20)에서 건조 과정, 제1흡착탑(10)에서 재생 과정이 이뤄질 수 있음은 물론이다.

제1, 2흡착탑(10, 20)의 내부 구성에 대하여는 후술할 도 3을 참조하여 부연 설명하기로 한다.

본 실시예의 에어 드라이어(1)는 에어공급라인(30)을 포함할 수 있다.

에어공급라인(30)은 제1흡착탑(10) 또는 제2흡착탑(20)으로 건조 처리를 위한 압축 공기를 제공할 수 있다. 에어공급라인(30)은 압축 공기를 선택적으로 제1흡착탑(10) 또는 제2흡착탑(20)에 제공할 수 있다. 예컨대, 제1흡착탑(10)에서 건조 과정, 제2흡착탑(20)에서 재생 과정이 이뤄지는 경우, 에어공급라인(30)은 제1흡착탑(10)으로 압축 공기를 제공할 수 있다.

에어공급라인(30)에는 인렛 밸브군(31)이 구비될 수 있다. 인렛 밸브군(31)은 에어공급라인(30)의 분기점에서 압축 공기가 제1흡착탑(10) 또는 제2흡착탑(20)으로 선택적 공급되도록 개폐 제어될 수 있다.

도시되지 않았으나, 에어공급라인(30) 전단은 압축기와 연결될 수 있다. 에어공급라인(30)은 압축기로부터 압축된 공기를 제1흡착탑(10) 또는 제2흡착탑(20)으로 제공하게 된다. 또한, 도시되지 않았으나, 에어공급라인(30)에는 압축 공기로부터 유분(오일), 먼지 등을 여과하기 위한 하나 이상의 필터가 구비될 수 있으며, 필요에 따라 압축 공기를 냉각시키기 위한 하나 이상의 쿨러가 구비될 수 있다. 이와 같은 필터 및 쿨러는 압축기와 인렛 밸브군(31) 사이의 에어공급라인(30) 상에 마련될 수 있다.

본 실시예의 에어 드라이어(1)는 에어배출라인(40)을 포함할 수 있다.

에어배출라인(40)은 제1흡착탑(10) 또는 제2흡착탑(20)으로부터 건조 공기의 배출 경로를 제공할 수 있다. 즉, 제1흡착탑(10) 또는 제2흡착탑(20)을 거쳐 건조된 공기는 에어배출라인(40)을 통해 장치 외부로 안내될 수 있다.

에어배출라인(40)에는 아웃렛 밸브군(41)이 구비될 수 있다. 아웃렛 밸브군(41)은 제1흡착탑(10) 또는 제2흡착탑(20)으로부터 배출된 건조 공기의 유동 경로를 제어할 수 있다. 또한, 아웃렛 밸브군(41)은 재생라인(50)으로 우회된 건조 공기의 일부가 제1흡착탑(10) 또는 제2흡착탑(20)의 재생 과정에 사용될 수 있도록 건조 공기의 유동을 제어할 수 있다.

본 실시예의 에어 드라이어(1)는 재생라인(50)을 포함할 수 있다.

재생라인(50)은 에어배출라인(40)에서 분기되어 건조 공기의 일부가 재생 과정에 투입되도록 한다. 에어배출라인(40)에서 분기된 재생라인(50)은 아웃렛 밸브군(41)으로 연결될 수 있으며, 재생라인(50)을 통해 우회된 건조 공기는 아웃렛 밸브군(41)을 거쳐 재생 과정에 있는 제1흡착탑(10) 또는 제2흡착탑(20)으로 제공될 수 있다. 예컨대, 제1흡착탑(10)이 건조 과정, 제2흡착탑(20)이 재생 과정에 있는 경우, 제1흡착탑(10)에서 배출된 건조 공기는 재생라인(50)을 통해 일부 우회하여 아웃렛 밸브군(41)을 거쳐 제2흡착탑(20)에 제공될 수 있다.

필요에 따라, 재생라인(50)에는 히터(51)가 구비될 수 있다. 히터(51)는 재생라인(50)을 통해 우회된 건조 공기를 가열하여 가열된 건조 공기가 재생 과정에 투입될 수 있도록 한다. 히터(51)는 공지된 다양한 방식의 가열수단으로 구현될 수 있다. 일 예로, 히터(51)는 시즈 히터(sheath heater) 등의 전기적 가열수단을 포함할 수 있다.

본 실시예의 에어 드라이어(1)는 퍼지라인(60)을 포함할 수 있다.

퍼지라인(60)은 재생 과정에 투입되어 흡착제의 수분 등을 흡수한 재생 공기를 배출시킬 수 있다. 이와 같은 퍼지라인(60)은 인렛 밸브군(31)과 제1, 2흡착탑(10, 20) 사이의 에어공급라인(30)으로부터 분기될 수 있으며, 인렛 밸브군(31) 후단에서 에어공급라인(30)이 2개로 분기됨에 따라, 제1흡착탑(10)에 대응되는 제1퍼지라인(60a)과 제2흡착탑(20)에 대응되는 제2퍼지라인(60b)으로 구성될 수 있다. 예컨대, 제2흡착탑(20)에서 재생 과정에 이뤄지는 경우, 제2흡착탑(20) 내부를 유동하여 수분 등을 포집한 재생 공기는 제2퍼지라인(60b)을 통해 배출될 수 있다.

필요에 따라, 상기와 같은 퍼지라인(60)에는 소음 저감 등을 위해 머플러(61)가 구비될 수 있다.

도 2는 도 1에 도시된 에어 드라이어(1)의 작동 상태도이다.

상기와 같은 에어 드라이어(1)는 압축 공기를 제1흡착탑(10) 또는 제2흡착탑(20)으로 유동시켜 내부의 흡착제에 의해 압축 공기 중의 수분을 포집하여 건조 공기를 생성할 수 있다.

도 2의 (a)는 제1흡착탑(10)에서 건조 과정, 제2흡착탑(20)에서 재생 과정이 이뤄지는 경우, 공기의 유동 경로를 나타내고 있다. 이 경우, 압축 공기를 인렛 밸브군(31)을 거쳐 제1흡착탑(10)으로 유동되고, 제1흡착탑(10)을 거치며 수분이 제거되어 저 노점(dew point)의 건조 공기가 될 수 있다. 건조 공기는 에어배출라인(40)을 통해 안내되어 수요처로 제공될 수 있으며, 일부는 재생라인(50)으로 우회될 수 있다. 재생라인(50)으로 우회되는 건조 공기는 장치의 가동 상태, 환경 조건 등에 따라 가변될 수 있으며, 바람직하게 10% 이하로 설정될 수 있다.

우회된 건조 공기는 히터(51)를 통해 가열되고 아웃렛 밸브군(41)을 거쳐 제2흡착탑(20)으로 제공될 수 있다. 제공된 건조 공기는 제2흡착탑(20) 내부를 역방향으로 유동하며 흡착제로부터 수분, 먼지 등을 포집하게 된다. 또한, 수분 등을 포집하고 제2흡착탑(20)으로부터 나온 재생 공기는 제2퍼지라인(60b)을 거쳐 배출될 수 있다.

상기와 같은 건조 및 재생 과정은 제1흡착탑(10) 및 제2흡착탑(20)에서 교대로 반복하여 이뤄질 수 있으며, 도 2의 (b)는 전술한 바와 반대로 제1흡착탑(10)에서 재생 과정, 제2흡착탑(20)에서 건조 과정이 이뤄지는 경우를 나타내고 있다.

한편, 필요에 따라, 본 실시예의 에어 드라이어(1)는 냉동식 건조 수단과 조합될 수 있다. 즉, 도시되지 않았으나, 인렛 밸브군(31) 전단의 에어공급라인(30)에는 냉동식 건조 수단이 추가로 구비될 수 있으며, 압축기에서 생성된 압축 공기는 냉동식 건조 수단을 거친 후, 다시 본 실시예의 에어 드라이어(1)로 투입될 수 있다. 냉동식 건조 수단은 처리 공기를 노점 이하로 냉각시켜 함유된 수분을 응결 제거하는 것으로, 종래 공지된 다양한 종류의 냉동식 건조 수단을 포함할 수 있다.

단, 이상과 같은 에어 드라이어(1)의 건조 및 재생 과정은 종래 공지된 흡착식 건조 수단과 동일 또는 유사하게 이뤄질 수 있다. 따라서 이하에서는 이에 대한 보다 상세한 설명은 생략하기로 하며, 제1, 2흡착탑(10, 20)의 구성을 중심으로 보다 상세히 설명하도록 한다. 또한, 제1, 2흡착탑(10, 20)은 상호 동일 또는 유사하게 형성될 수 있으므로, 이하에서는 제1흡착탑(10)을 예시하여 이를 중심으로 설명하도록 한다.

도 3은 도 1에 도시된 제1흡착탑(10)을 보여주는 개략도이다.

도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 제1흡착탑(10)은 소정 형상의 바디(110)를 구비할 수 있다.

바디(110)는 내부에 흡착제가 충진될 수 있는 소정의 공간을 형성할 수 있다. 바디(110)의 외형은 필요에 따라 다양하게 형성될 수 있으나, 바람직하게 바디(110)는 원통형으로 형성될 수 있다.

바디(110) 하부에는 제1유통관(111)이 구비될 수 있으며, 바디(110) 상부에는 제2유통관(112)이 구비될 수 있다. 제1, 2유통관(111, 112)은 공기의 바디(110) 내부로의 유출입 경로를 제공할 수 있다. 건조 과정에 있을 때, 제1유통관(111)은 압축 공기를 유입시킬 수 있으며, 제2유통관(112)은 바디(110) 내부를 거쳐 건조된 공기를 배출시킬 수 있다. 반대로 재생 과정에 있을 때, 제2유통관(112)은 건조 공기를 유입시킬 수 있으며, 제1유통관(111)은 수분 등을 포집한 재생 공기를 배출시킬 수 있다.

제1유통관(111)은 인렛 밸브군(31) 후단에서 분기된 에어공급라인(30)과 연결될 수 있으며, 제2유통관(112)은 아웃렛 밸브군(41) 전단의 에어배출라인(40)과 연결될 수 있다.

제1흡착탑(10)은 바디(110)의 하부 측면에 연결되는 보조유통관(120)을 구비할 수 있다.

보조유통관(120)은 바디(110) 하부의 제1유통관(111)과 인접하도록 바디(110)의 하부 측면에 배치될 수 있다. 보조유통관(120)은 건조 과정시 압축 공기의 일부를 바디(110) 내측에 측방으로 유입시킬 수 있다. 이를 위해, 보조유통관(120)은 제1유통관(111)와 인접한 에어공급라인(30) 일측에서 분기된 바이패스라인(121)과 연결될 수 있다. 따라서 건조 과정시 바디(110) 내부로 유입되는 압축 공기는 일부가 제1유통관(111)을 거쳐 바디(110) 내부로 유입될 수 있으며, 나머지 일부는 바이패스라인(121) 및 보조유통관(120)을 거쳐 바디(110) 내부로 유입될 수 있다.

압축 공기는 주로 제1유통관(111)을 통해 바디(110) 내부로 유입되고, 설정된 일부의 유량이 보조유통관(120)을 통해 바디(110) 내부로 유입될 수 있다. 보조유통관(120)을 통해 유입된 압축 공기는 바디(110) 내부에서 선회류를 형성하는데 주기능을 가지기 때문이다. 바람직하게, 보조유통관(120)을 통한 압축 공기의 유입은 유입되는 전체 압축 공기의 10% 이하로 설정될 수 있다.

바이패스라인(121)에는 개폐밸브(122)가 구비될 수 있다. 개폐밸브(122)는 바이패스라인(121)을 통한 압축 공기의 유량을 조절할 수 있다. 전술한 바와 같이, 개폐밸브(122)는 전체 압축 공기의 10% 이하의 유량이 바이패스라인(121)으로 유동되도록 개도가 조절될 수 있다.

개폐밸브(122)는 건조 과정시 개방되고, 재생 과정시 폐쇄되도록 개폐 제어될 수 있다. 이와 같은 경우, 건조 과정시에는 압축 공기의 일부가 바이패스라인(121)을 통해 보조유통관(120)으로 공급되는 반면, 재생 과정시에는 바이패스라인(121)을 통한 유동이 제한되고 제1유통관(111)을 통해서 재생 공기가 배출될 수 있다. 이는 상대적으로 높은 압력의 압축 공기가 유입되는 건조 과정에서는 압축 공기의 중심 편향적 흐름이 문제되는데 반해, 재생 과정에서 사용되는 건조 공기의 경우 바디(110) 내에서 비교적 느린 유동 흐름을 조성하기 때문에, 불균일한 흐름이 크게 문제되지 않는 점을 고려한 것이다. 재생 과정의 경우, 후술할 디퓨저(130, 140) 및 분배플레이트(150, 160)만으로도 비교적 균일한 흐름이 조성될 수 있다.

도 4의 (a)는 도 3의 도시된 보조유통관(120)의 작동을 보여주는 개략도이다.

도 4의 (a)는 보조유통관(120)이 설치된 바디(110) 내부를 위에서 내려다본 모습을 개략적으로 도시한 것으로, 이를 참조하면, 보조유통관(120)은 바디(110)의 하부 측면에 배치되어 바디(110) 내측면을 따라 압축 공기를 유입시킬 수 있다. 특히, 바디(110)가 원통형을 이룰 경우, 보조유통관(120)은 원통형의 바디(110) 내측면을 따라 압축 공기를 유입시켜 바디(110) 내측면을 따른 원주 방향의 유동 흐름을 조성할 수 있다.

또한, 바디(110) 내부의 중앙에는 제1유통관(111)을 통해 유입된 압축 공기가 상방으로 유동되거나(이는 도면상 "●"으로 표시되어 있음), 후술할 제1디퓨저(130)를 통해 상방의 유동을 중심으로 방사형으로 유동될 수 있다. 이와 같은 중앙의 압축 공기 흐름은 보조유통관(120)에 의한 원주 방향의 흐름과 만나 바디(110) 내부에 일종의 선회류를 형성할 수 있다. 즉, 바디(110) 내부의 압축 공기는 중앙 부위의 주된 흐름과 내측면 부위의 원주 방향 흐름이 만나 상측을 향해 선회류를 형성하며 유동될 수 있다.

상기와 같은 선회류는 압축 공기의 흐름이 바디(110) 중앙 부위에 편중되는 것을 방지하고, 압축 공기가 바디(110) 내에서 보다 균일하게 분포되어 유동될 수 있도록 한다. 이와 같은 압축 공기의 균일한 유동은 결국 압축 공기가 전체 흡착제와 고르게 반응할 수 있도록 하여 동일한 용량 대비 건조 성능을 향상시킬 수 있게 한다.

다시 도 3을 참조하면, 제1흡착탑(10)은 제1유통관(111)에 체결되는 제1디퓨저(130)를 구비할 수 있다.

제1디퓨저(130)는 제1유통관(111) 단부에 연결되어 바디(110) 내부에 배치될 수 있다. 건조 과정시 제1디퓨저(130)는 제1유통관(111)을 통해 유입되는 압축 공기를 바디(110) 내부로 공급할 수 있다. 이때, 본 실시예의 제1디퓨저(130)는 특유의 형상을 통해 압축 공기를 바디(110) 내부 공간에 분산 공급할 수 있으며, 이를 통해, 압축 공기가 바디(110) 내부에서 보다 고른 분포로 유동될 수 있도록 한다. 또한, 제1디퓨저(130)는 보조유통관(120)에 의한 선회류의 조성을 보조하는 기능도 겸비할 수 있다.

도 4의 (b)는 도 3에 도시된 제1디퓨저(130)를 보여주는 개략도이다.

도 4의 (b)를 참조하면, 제1디퓨저(130)는 상하가 개구된 원뿔체의 형상으로 형성될 수 있다. 좀 더 구체적으로, 제1디퓨저(130)는 하부의 제1개구(131)와 상부의 제2개구(132)를 구비할 수 있다. 제1개구(131)는 하방을 향해 개구되어 제1유통관(111)과 연결될 수 있다. 제2개구(132)는 제1개구(131)의 상측으로 이격 배치되며, 바디(110) 내부를 향하도록 상방으로 개구될 수 있다. 건조 과정시 압축 공기는 제1개구(131)를 통해 제1디퓨저(130) 내부로 유입될 수 있으며, 일부가 제2개구(132)를 통해 바디(110) 내부 공간을 공급될 수 있다.

제2개구(132)는 제1개구(131)보다 작게 형성될 수 있다. 이는 압축 공기가 중앙 부위로 편중되는 것을 방지하고, 제1디퓨저(130)에 의해 바디(110) 내부로 고르게 분산 공급될 수 있도록 하기 위함이다. 바람직하게, 제2개구(132)의 직경(D2)은 제1개구(131)의 직경(D1) 대비 1/2 이하로 형성될 수 있다.

제1개구(131)와 제2개구(132) 간에는 경사면(133)이 연장 형성될 수 있다. 경사면(133)은 제1개구(131)에서 제2개구(132)에 이르는 유로를 형성할 수 있다. 이때, 본 실시예의 제1디퓨저(130)는 원뿔체의 형상으로 상부의 제2개구(132)가 하부의 제1개구(131) 대비 작게 형성되므로, 경사면(133)이 형성하는 유로는 상측으로 갈수록 좁아지는 형태로 형성될 수 있다.

제1디퓨저(130)는 경사면(133)에 관통 형성되는 복수의 슬릿홀(134)을 구비할 수 있다. 슬릿홀(134)은 상단이 제2개구(132)에 인접하고, 하단이 제1개구(131)에 인접하도록 경사면(133)을 따라 상하로 연장 형성될 수 있다. 또한, 슬릿홀(134)은 복수개가 구비될 수 있는데, 복수의 슬릿홀(134)은 경사면(133) 상에 둘레 방향으로 이격 배치될 수 있다. 따라서 상측에서 내려다 보았을 때, 복수의 슬릿홀(134)은 제2개구(132)를 중심으로 방사형을 이루며 배치될 수 있다.

상기와 같은 슬릿홀(134)은 제1개구(131)를 통해 유입된 압축 공기의 일부를 제1디퓨저(130)의 측방으로 배출하여 압축 공기가 바디(110) 내부에 보다 고르게 분산 공급될 수 있도록 한다. 즉, 본 실시예의 제1디퓨저(130)는 제1개구(131)로 유입된 압축 공기 중 일부가 제2개구(132)로 배출되며 바디(110) 내부에서 중앙 부위의 흐름을 조성하는 한편, 나머지 압축 공기는 경사면(133)에 형성된 복수의 슬릿홀(134)을 통해 측방으로 배출됨으로써, 압축 공기가 바디(110) 중앙과 가장자리 부위에 고르게 분산 배출될 수 있도록 할 수 있다.

특히, 본 실시예의 제1디퓨저(130)는 원통형이 아니라 경사면(133)을 가진 원뿔체 형상을 이루고 있기 때문에, 슬릿홀(134)로 배출되는 압축 공기는 완전한 측방향이 아리나 측상방의 유동 흐름을 가지게 된다. 따라서 압축 공기의 분산 공급에도 불구하고 종래 대비 유동 흐름의 저해를 최소화할 수 있다. 또한, 이와 같은 형상의 제1디퓨저(130)는 재생 과정시 상대적으로 낮은 유속의 재생 공기가 제2개구(132)나 슬릿홀(134)을 통해 보다 원활하게 유입될 수 있도록 하는 효과도 가질 수 있다.

또한, 복수의 슬릿홀(134)을 통해 측방(엄밀히는, 측상방)으로 배출되는 압축 공기는 전술한 보조유통관(120)에 의해 도입된 압축 공기와 만나 바디(110) 내부에서 선회류의 생성을 보다 촉진시키는 기능도 겸비할 수 있다.

다시 도 3을 참조하면, 제1흡착탑(10)은 제2유통관(112)에 체결되는 제2디퓨저(140)를 포함할 수 있다.

제2디퓨저(140)는 재생 과정시 건조 공기를 바디(110) 내부로 분산 공급하기 위한 것으로, 그 구체적인 형태나 작동 원리는 전술한 제1디퓨저(130)와 동일 또는 유사하게 형성될 수 있다.

또한, 제1흡착탑(10)은 제1분배플레이트(150) 및 제2분배플레이트(160)를 포함할 수 있다.

제1분배플레이트(150)는 제1디퓨저(130)와 인접하도록 바디(110)의 내측 하부에 배치될 수 있으며, 제2분배플레이트(160)는 제1분배플레이트(150)의 상측으로 소정간격 이격되어 제2디퓨저(140)와 인접하도록 바디(110)의 내측 상부에 배치될 수 있다. 상하로 이격된 제1, 2분배플레이트(150, 160)는 사이에 흡착제가 충진될 수 있는 충진 공간을 형성하게 된다. 즉, 제1, 2분배플레이트(150, 160)는 바디(110) 내부에서 흡착제의 충진 공간을 구획할 수 있다.

건조 과정시 제1디퓨저(130)를 통해 바디(110) 내부로 유입된 압축 공기는 제1분배플레이트(150)를 거쳐 흡착제로 제공될 수 있으며, 반대로 재생 과정시 제2디퓨저(140)를 통해 바디(110) 내부로 유입된 건조 공기는 제2분배플레이트(160)를 거쳐 흡착제로 제공될 수 있다. 제1, 2분배플레이트(150, 160)는 이와 같은 과정에서 압축 공기 또는 건조 공기가 충진 공간에 보다 고르게 분포될 수 있도록 유동 흐름을 분배하게 된다.

제1, 2분배플레이트(150, 160)는 상호 동일 또는 유사하게 형성될 수 있으므로, 이하에서는 제1분배플레이트(150)를 예시하여 보다 상세히 설명하도록 한다.

도 5는 도 3에 도시된 제1분배플레이트(150)를 보여주는 개략도로서, 도 5의 (a)는 제1분배플레이트(150)의 개략적인 외형을 도시하며, 도 5의 (b)는 제1분배플레이트(150)의 측단면을 도시하고 있다.

도 5를 참조하면, 제1분배플레이트(150)는 밑면이 개방된 다각뿔의 형태로 형성될 수 있다. 다시 말하면, 제1분배플레이트(150)는 꼭지점(151a)을 공유하는 복수의 삼각면(151)이 꼭지점(151a)을 중심으로 원주 방향으로 연결 배치되어 측면(153)을 형성하는 다각뿔의 형태로 형성될 수 있다. 이와 같은 제1분배플레이트(150)는 꼭지점(151a)이 충진 공간을 향해 배치되도록 바디(110) 내부에 장착 배치될 수 있다.

제1분배플레이트(150)는 측면(153)에 형성되는 다수의 분배공(154)을 구비할 수 있다. 따라서 건조 과정시 압축 공기는 제1분배플레이트(150)의 분배공(154)을 통해 흡착제가 배치된 충진 공간으로 유입되게 된다.

이때, 다각뿔 형태의 제1분배플레이트(150)는 분배공(154)을 통한 압축 공기의 흐름이 충진 공간의 중심 외측을 향하도록 유도하기 때문에, 충진 공간 내에 압축 공기가 보다 고르게 분배될 수 있도록 한다. 또한, 이러한 다각뿔 형태는 보조유통관(120) 등에 의한 선회류와 관련하여 선회류가 보다 원활하게 충진 공간 내로 유입되도록 할 수 있다. 즉, 다각뿔 형태는 원주 방향으로 인접한 삼각면(151)이 접선 부위에서 서로 소정 각도를 이루고 있기 때문에, 상하 축을 중심으로 형성되는 선회류가 각 삼각면(151)에 부딪히며 분배공(154)을 통해 보다 원활히 유입 유도될 수 있는 것이다.

제1분배플레이트(150)는 필요에 따라 다양한 다각뿔 형태로 구현될 수 있으나, 바람직하게는 8 내지 16각뿔의 다각뿔로 구현될 수 있다. 8각뿔 미만의 경우, 인접한 삼각면(151) 간의 각도가 커 유동 흐름이 다소 방해될 수 있으며, 16각뿔 초과의 경우, 선회류가 각 삼각면(151)에 부딪혀 분배공(154)으로 유입되는 효과가 다소 낮아질 수 있음을 고려한 것이다.

또한, 제1분배플레이트(150)에 있어 측면(153)의 경사각(θ)은 10 내지 30도로 형성될 수 있다. 경사각(θ)이 10도 미만으로 지나치게 작은 경우, 다각뿔 형상에 의한 중심 외측으로의 유동 흐름 분배 효과가 미미할 수 있으며, 경사각(θ)이 30도 초과인 경우, 꼭지점(151a) 부위가 충진 공간 내로 지나치게 돌출 배치되어 충분한 충진 공간 확보에 어려움이 있음을 고려한 것이다.

도 6은 도 3에 도시된 제1흡착탑(10)의 작동 상태도이다.

도 6의 (a)는 건조 과정시의 유동 흐름을 개략적으로 나타낸 것으로, 이를 참조하면, 건조 과정시 압축 공기는 제1유통관(111)을 통해 바디(110) 내부의 중앙으로 일부 공급되고, 나머지의 압축 공기가 보조유통관(120)을 통해 바디(110) 측부로 공급되게 된다. 전술한 바와 같이, 측부로 공급되는 압축 공기는 10% 이하로 설정될 수 있으며, 주로 선회류를 조성하는 기능으로 사용될 수 있다.

제1유통관(111)을 통해 유입된 압축 공기는 제1디퓨저(130)에 의해 바디(110) 내측의 하부 공간에 분산 공급되게 된다. 즉, 압축 공기는 상대적으로 작은 제2개구(132)를 통해 바디(110) 내 중앙 부위로 일부 공급되고, 나머지는 제1디퓨저(130)의 경사면(133)에 마련된 슬릿홀(134)을 통해 측상방으로 분산 공급되게 된다.

한편, 보조유통관(120)을 통해 도입된 일부의 압축 공기는 바디(110) 내측면을 따라 유동되며, 앞서 측상방으로 분산 공급된 일부 압축 공기와 함께 바디(110) 내에 일종의 선회류를 조성하게 된다. 이러한 선회류는 제1디퓨저(130)의 중앙 부위로 배출되는 압축 공기의 흐름에 의해 상향 유동될 수 있다.

또한, 선회류를 조성하며 상향 유동된 압축 공기는 제1분배플레이트(150)의 측면(153)에 형성된 다수의 분배공(154)을 통해 흡착제가 충진된 충진 공간으로 분배될 수 있다. 이때, 전술한 바와 같이 제1분배플레이트(150)는 다각뿔 형태로 형성되어 충진 공간의 중심 외측으로 압축 공기를 분배하기 때문에, 종래 대비 압축 공기가 보다 고른 분포를 가지고 충진 공간 내에 분배될 수 있다.

압축 공기가 흡착제를 거쳐 수분이 제거되면, 수분이 제거된 건조 공기는 제2분배플레이트(160)의 분배공(154)을 통해 충진 공간 외부로 배출될 수 있다. 이때, 제2분배플레이트(160)의 다각뿔 형상으로 인해, 배출되는 건조 공기는 중앙을 향하도록 유동 흐름이 안내될 수 있으며, 바디(110) 상측의 중앙에 배치된 제2디퓨저(140) 및 제2유통관(112)을 통해 제1흡착탑(10) 외부로 배출되게 된다.

도 6의 (b)는 재생 과정시의 유동 흐름을 개략적으로 나타낸 것으로, 전술한 바와 유사하나 유동 흐름이 반대(상측에서 하측)로 조성되고, 선회류의 조성이 없다는 점에서 일부 차이가 있다.

즉, 재생 과정시 건조 공기는 제2디퓨저(140)를 통해 바디(110) 내부에 분산 공급되고, 제2분배플레이트(160)를 통해 충진 공간으로 고르게 분배되게 된다. 단, 재생 과정의 경우, 건조 공기의 압력이나 유속이 건조 과정에 비해 작기 때문에, 별도의 선회류 조성은 생략될 수 있다. 재생 과정에서 건조 공기의 균일한 유동 흐름은 제2디퓨저(140)에 의한 건조 공기의 분산 공급, 제2분배플레이트(160)를 통한 중심 외측으로 건조 공기 분배에 의해 이뤄질 수 있다.

이상에서 설명한 바, 본 실시예에 따른 에어 드라이어(1)는 제1흡착탑(10) 또는 제2흡착탑(20)에 선회류를 조성할 수 있는 보조유통관(120), 공기를 분산 공급하는 제1, 2디퓨저(130, 140), 충진 공간 내에서 유동 흐름을 중심 외측으로 분배하는 제1, 2분배플레이트(150, 160)를 구비함으로써, 건조 과정시의 압축 공기나 재생 과정시의 건조 공기가 내부에서 보다 고르고 균일하게 분포되며 유동될 수 있다. 즉, 본 실시예에 따른 에어 드라이어(1)는 압축 공기나 건조 공기의 유동 흐름이 중심 부위에 집중되고, 전체 흡착제와 고르게 반응되지 못하는 문제를 해결할 수 있다. 따라서 본 실시예의 에어 드라이어(1)는 압축 공기 등이 충진된 전체 흡착제와 고르게 반응하도록 함으로써, 건조나 재생 성능을 개선할 수 있다. 또한, 본 실시예의 에어 드라이어(1)는 사용 기간에 따라 전체 흡착제가 고르게 반응될 수 있기 때문에, 일부 특정 구역의 흡착제 수명이 단축되거나, 이로 인해 내구 성능이 저하되는 문제점 또한 방지할 수 있게 된다.

한편, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 전술한 실시예의 에어 드라이어(1)를 이용한 변압기의 설치 및 점검 방법이 개시될 수 있다.

본 실시예의 변압기의 설치 및 점검 방법은 전술한 에어 드라이어(1)를 통해 변압기 내부에 건조 공기를 공급하고, 작업자가 설치 및 점검 작업을 수행하는 것으로, 건조 공기의 공급을 위한 에어 드라이어(1)의 구체적 구성이나 작동은 앞서 설명한 바와 같다.

이상, 본 발명의 실시예들에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.

1: 에어 드라이어 10: 제1흡착탑
20: 제2흡착탑 30: 에어공급라인
40: 에어배출라인 50: 재생라인
60: 퍼지라인
110: 바디 120: 보조유통관
130: 제1디퓨저 140: 제2디퓨저
150: 제1분배플레이트 160: 제2분배플레이트

Claims (4)

1. 건조 과정 및 재생 과정이 상호 교번하여 수행되는 제1, 2흡착탑(10, 20);
   상기 제1흡착탑(10) 또는 상기 제2흡착탑(20)으로 압축 공기를 안내하는 에어공급라인(30);
   상기 제1흡착탑(10) 또는 상기 제2흡착탑(20)에서 생성된 건조 공기를 외부로 안내하는 에어배출라인(40); 및
   상기 에어배출라인(40)에서 분기되어 상기 제1, 2흡착탑(10, 20) 중 어느 하나에서 생성된 건조 공기의 일부를 재생 과정에 투입하기 위해 다른 하나로 안내하는 재생라인(50);을 포함하되,
   상기 제1, 2흡착탑(10, 20) 중 어느 하나 이상은,
   내부에 소정 공간을 형성하며, 상기 에어공급라인(30)과 연결되는 제1유통관(111) 및, 상기 에어배출라인(40)과 연결되는 제2유통관(112)을 구비하는 바디(110);
   상기 제1유통관(111)와 인접하도록 상기 바디(110) 측면에 배치되어 압축 공기의 일부를 상기 바디(110)의 내측면을 따라 유입시키는 보조유통관(120);
   상기 제1유통관(111)에 연결되어 상기 바디(110) 내측에 배치되는 제1디퓨저(130);
   상기 제2유통관(112)에 연결되어 상기 바디(110) 내측에 배치되는 제2디퓨저(140);
   상기 제1디퓨저(130) 상측으로 이격되어 상기 바디(110) 내측에 배치되는 제1분배플레이트(150); 및
   상기 제1분배플레이트(150) 상측으로 소정간격 이격되어 상기 바디(110) 내측에 배치되며, 상기 제1분배플레이트(150)와의 사이에 흡착제의 충진 공간을 형성하는 제2분배플레이트(160);를 포함하며,
   상기 제1, 2분배플레이트(150, 160) 중 어느 하나 이상은,
   꼭지점(151a)을 공유하는 복수의 삼각면(151)이 상기 꼭지점(151a)을 중심으로 원주 방향 연결 배치되어 측면(153)을 형성하는 다각뿔의 형태로 형성되되, 상기 꼭지점(151a)이 충진 공간을 향해 배치되며, 상기 측면(153)에는 다수의 분배공(154)이 구비된 것으로 형성되고,
   상기 제1, 2디퓨저(130, 140) 중 어느 하나 이상은,
   상기 제1유통관(111)을 향해 개구되어 소정 직경(D1)을 가지는 제1개구(131);
   상기 제1개구(131)로부터 소정 간격 이격되어 상기 바디(110) 내측을 향해 개구되며, 상기 제1개구(131)의 직경(D1)보다 작은 직경(D2)으로 형성된 제2개구(132);
   상기 제1개구(131)와 상기 제2개구(132) 사이에 연장 형성된 경사면(133); 및
   각각 상기 경사면(133)을 따라 상하로 연장 형성되며, 상기 경사면(133)에 둘레 방향으로 이격 배치되는 복수의 슬릿홀(134);을 포함하는, 변압기 설치용 에어 드라이어.
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 에어공급라인(30)에서 분기되어 상기 보조유통관(120)으로 압축 공기의 일부를 우회시키는 바이패스라인(121); 및
   상기 바이패스라인(121) 상에 구비되는 개폐밸브(122);를 더 포함하되,
   상기 개폐밸브(122)는,
   건조 과정시 상기 제1흡착탑(10) 또는 상기 제2흡착탑(20)으로 공급되는 전체 압축 공기의 10% 이하가 상기 보조유통관(120)으로 공급되도록 상기 바이패스라인(121)의 개도를 조절하고,
   재생 과정시 상기 바이패스라인(121)을 폐쇄시키도록 형성된, 변압기 설치용 에어 드라이어.
4. 청구항 1 또는 3 중 어느 한 항의 변압기 설치용 에어 드라이어를 통해 건조 공기를 생성하는 단계; 및
   상기 건조 공기를 변압기 내부로 공급하고, 작업자가 변압기의 설치 및 점검 작업을 수행하는 단계;를 포함하는, 변압기의 설치 및 점검 방법.

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