KR101838367B1 - 유지 보수가 용이한 퍼지 및 논퍼지 겸용 압축공기 건조방법 및 장치 - Google Patents

유지 보수가 용이한 퍼지 및 논퍼지 겸용 압축공기 건조방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 제습제를 이용하여 습공기에 포함된 수분을 제거하여 압축 건조공기를 생산하는 압축공기 건조방법 및 장치에 관한 것으로서 특히, 압축공기 전조장치의 블로우어 및 쿨러 등의 주요 구성품이 고장나더라도 이를 수리 또는 교체하기 위해 압축공기 건조장치 가동을 중지할 필요 없이 압축공기 유로변경을 통해 압축공기 건조장치를 연속으로 운용하면서도 고장난 부품을 유지 보수할 수 있는 압축공기 건조방법 및 장치에 관한 것이다.

Description

유지 보수가 용이한 퍼지 및 논퍼지 겸용 압축공기 건조방법 및 장치 {Purge and non-purge type compressed air dryer}
본 발명은 제습제를 이용하여 습공기에 포함된 수분을 제거하여 압축 건조공기를 생산하는 압축공기 건조방법 및 장치에 관한 것으로서 특히, 압축공기 전조장치의 블로우어 및 쿨러 등의 주요 구성품이 고장나더라도 이를 수리 또는 교체하기 위해 압축공기 건조장치 가동을 중지할 필요 없이 압축공기 유로변경을 통해 압축공기 건조장치를 연속으로 운용하면서도 고장난 부품을 유지 보수할 수 있는 압축공기 건조방법 및 장치에 관한 것이다.
일반적으로 공기 속에 포함된 수분을 제거하는 압축공기 건조장치는 각종 자동화 설비, 반도체 제조라인, 도장라인, 수분과 접촉하면 화학반응을 일으키는 화학공정 등 넓은 산업분야에서 널리 사용되고 있다.
압축공기 건조장치는 냉동 콤프레셔를 이용하여 압축공기의 온도를 떨어뜨린 다음 공ㅇ기 속에 포함된 수분을 응축시켜 제습시키는 냉동식과, 제습제가 충전된 탱크에 수분이 포함된 습공기를 통과시켜 습공기 속에 포함된 수분이 제습제에 흡착되도록 하는 흡착식으로 구분된다.
흡착식 압축공기 건조장치는 제습제의 재생방법에 따라 열원이 필요 없는 비가열식과 열원이 필요한 가열식으로 분류된다. 비가열식은 열원이 필요 없는 만큼 재생공정에 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 습공기의 제습공정(건조공기 생산공정)을 수행하는 동안 다른 탱크는 제습제 재생공정을 거치고, 일정한 시간이 지난 후 습공기 제습공정이던 탱크는 재생공정으로 전환되고, 재생공정이던 탱크는 제습공정(건조공기 생산공정)으로 전환된다.
종래의 흡착식 압축공기 건조장치는 제습공정에서 생산된 건조공기 일부를 리턴시켜 재생공정에 사용한 후, 재생공정에 사용되어 수분을 포함하는 압축공기를 외부로 배출하도록 구성되었다.
상기와 같이 제습공정을 통해 생산된 건조공기를 재생공정에 사용한 후 배출하는 종래의 압축공기 건조장치는 많은 에너지를 소비하여 생산된 압축공기 일부를 외부로 배출하므로 압축공기 생산효율이 많이 떨어지고 에너지가 낭비되는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 근래에는 도 1 및 도 2와 같이 생산된 건조공기를 재생공정에 사용하고, 사용된 습한 압축공기를 다시 제습공정으로 리턴시켜 압축공기를 건조하도록 구성된 압축공기 건조장치가 사용되고 있다.
이러한 종래의 압축공기 건조장치에 대해 간략하게 설명한다.
도 1에서 제1탱크(12)는 압축공기 제습공정을 수행하고, 조2탱크(13)는 제습제 재생공정을 수행하는 상태를 도시한 도면이다.
습한 압축공기가 밸브의 제어(25 밸브 열림, 24,27 밸브 닫힘)에 의해 제1탱크(12)로 공급되면 습한 압축공기가 제1탱크(12)를 통과하며 건조되고, 건조된 압축공기는 제1탱크(12) 상부로 배출되어 밸브의 제어(18 밸브 열림, 19,20,21 밸브 닫힘)에 의해 건조된 압축공기가 토출구(11)로 배출된다.
그리고 제1탱크(12)가 압축공기 제습공정을 수행하는 동안 제2탱크(20)는 제습제 재생공정을 수행한다. 제습제 재생공정은 가열과정과 냉각과정으로 구분되는데, 도 1은 제2탱크(13)가 가열과정인 상태이고, 도 2는 제2탱크(13)가 냉각과정인 상태이다.
제2탱크(13)가 가열과정인 상태는 도 1과 같이, 블로우어(14)가 토출구(11)로 유동하는 건조된 압축공기 일부를 흡입하여 히터(15)로 가열하고, 가열된 압축공기를 밸브의 제어(23 밸브 열림, 20,21,22 밸브 닫힘)로 제2탱크(13) 상부로 공급한다.
가열된 압축공기가 제2탱크(13) 상부에서 하부로 통과하며 제습제가 재생되어 건조 압축공기가 습한 압축공기가 된다. 습한 압축공기는 밸브의 제어(26 밸브 열림, 24,27,28 밸브 닫힘)에 의해 제1쿨러(16)로 공급되어 제1쿨러(16)를 통해 압축공기가 식으면 일부 수분이 제거된 후, 유입구(10)를 통해 유입되는 습한 압축공기와 합류되어 제습공정으로 이송된다.
상기와 같이 재생공정의 가열단계 후에는 재생공정의 냉각단계를 수행하는데, 상기 냉각단계는 도 2와 같이, 제습공정인 제1탱크(12)를 거친 건조된 압축공기 일부가 밸브의 제어(18,20 밸브 열림, 19,21,23 밸브 닫힘)(26 밸브 열림, 24,27 밸브 닫힘)에 의해 분기되어 제2탱크(13)를 통과하며 가열된 제2탱크(13)를 냉각시킨다.
제2탱크(13)를 냉각시킨 압축공기는 제2쿨러(17)을 통과하며 식혀진 후 토출구(11)로 유동하는 압축공기와 합류된다.
상기와 같이 구성된 압축공기 건조장치는 제습공정을 통해 생산된 압축공기를 재생공정에 사용한 후 배출하지 않고 재사용하므로 압축공기 생산효율을 높일 수 있고, 에너지를 절감할 수 있는 장점이 있는 반면에, 블로우어(14)나 쿨러(16,17)와 같은 구성품이 고장나면, 수리 또는 교체를 위해 압축공기 생산장치 운용을 중단하여야 하는 문제점이 있다.
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, 생산된 압축공기를 압축공기 재생공정에 사용하고, 사용된 압축공기를 외부로 배출하지 않고 제습공정으로 리턴시켜 재사용하는 압축공기 건조장치를 구성하되, 블로우어나 쿨러 등의 압축공기 건조장치 주요 부품을 유지, 보수할 때 압축공기 건조장치의 운용을 중지하지 않고 계속 가동하면서 주요 부품을 유지, 보수할 수 있는 압축공기 건조방법 및 장치를 제공하는 것이 본 발명의 목적이다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 압축공기 건조방법은 유입라인(113)으로 압축 습공기를 공급받아 제습제가 충전되고 병렬로 설치된 두 개의 탱크 중 어느 하나의 탱크에 통과시켜 생산된 건조공기를 토출라인(114)으로 배출하는 제습공정;과,
외부의 공기를 블로우어(106)로 흡입하여 재생라인(115)으로 공급하고, 재생라인(115)에 설치된 히터(107)로 가열하여 병렬로 설치된 두 개의 탱크 중 다른 탱크를 통과시켜 탱크 내부의 제습제를 가열 재생시킨 후 외부로 배출하는 논퍼지 타입으로 운용되거나, 상기 제습공정을 통해 생산된 압축 건조공기 중 일부를 분배라인(118)으로 분기하여 재생라인(115)으로 공급하고, 재생라인(115)에 설치된 히터(107)로 가열하여 병렬로 설치된 두 개의 탱크 중 다른 탱크를 통과시켜 탱크 내부의 제습제를 가열 재생시킨 후 외부로 배출하는 퍼지타입으로 운용되는 재생공정 중 가열과정;과,
상기 재생공정 중 가열과정이 끝난 후 히터(107) 작동을 중지하고, 외부 공기 흡입을 차단하며, 양단부가 각각 재생라인(115) 및 재생공정 중 가열과정을 마친 다른 탱크와 연결된 냉각라인(115)을 개방하며, 블로우어(106)의 가동으로 회로 내부에 잔존하는 외부공기를 냉각라인(115)에 설치된 제1쿨러(108)로 냉각시켜 다른 탱크에 통과시켜 가열된 제습제를 냉각한 후 리턴라인(117)을 통해 블로우어(106)로 공급됨으로써 회로내 잔존하는 외부공기를 냉각하며 회로 내부를 순환시켜 다른 탱크의 제습제를 냉각시키는 논퍼지 타입으로 운용되거나, 상기 제습공정을 통해 생산된 압축 건조공기 중 일부를 분배라인(118)으로 분기하여 재생라인(115)으로 공급하고, 다른 탱크 내부를 통과시켜 건조된 압축공기로 제습제를 냉각시킨 후 외부로 배출하는 퍼지타입으로 운용되는 재생공정 중 냉각과정;으로 구성됨으로써,
병렬로 설치된 탱크 중 어느 하나가 제습공정을 수행하는 동안 다른 탱크는 재생공정을 수행하고, 재생이 완료 탱크는 제습공정으로 전환되면서 제습공정이었던 탱크는 재생공정으로 전환되도록 구성되고, 회로 구성품 중 블로우어(106) 및 쿨러가 정상가동할 때는 상기 재생공정이 논퍼지 타입으로 운용되고, 블로우어(106) 및 쿨러를 교체 및 수리할 때는 블로우어(106) 및 쿨러의 가동을 중지하고 재생공정이 퍼지 타입으로 운용되도록 구성하여 압축공기 건조장치 가동을 중지하지 않고 연속 가동이 가능하도록 구성된다.
이때, 상기 논퍼지 타입으로 운용되는 재생공정 중 냉각과정은 가열된 제습제를 냉각한 후 리턴라인(117)을 통해 블로우어(106)로 유동하는 공기는 리턴라인(117)에 설치된 제2쿨러(109)에서 냉각된 후 블로우어(106)로 공급되도록 구성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 분배라인(118)에 유량조절밸브가 설치됨으로써 토출라인(114)에서 분배라인(118)으로 분기되는 압축공기 유량을 조절하도록 구성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 재생공정에서 외부에서 흡입한 공기는 머플러(118)로 배출하도록 구성하고, 제습공정을 통해 생산된 건조된 압축공기를 분기하여 재생공정에 사용한 압축공기는 소음기(111)로 배출하도록 구성된 것을 특징으로 한다.
그리고 본 발명에 의한 본 발명에 의한 압축공기 건조장치는 토출라인(114)과 유입라인(101)의 각 단부에 설치된 제1방향전환밸브 세트(120); 및 제2방향전환밸브 세트(130); 상기 제1방향전환밸브 세트(120) 및 제2방향전환밸브 세트(130) 사이에 병렬로 설치되고, 내부에 제습제가 충전된 제1탱크(103); 및 제2탱크(104); 블로우어(106)와 상기 제1방향전환밸브 세트(120)를 연결하고, 히터(107)가 설치되며, 히터(107)와 블로우어(106) 사이에 개폐밸브(115a)가 설치된 재생라인(115); 상기 개폐밸브(115a)와 블로우어(106) 사이 위치의 재생라인(115)과 제2방향전환밸브세트(130)를 연결하고, 개폐밸브가 설치되며, 제1쿨러(108)가 설치되어 차가운 공기를 재생공정 중 냉각과정 중인 탱크에 공급하는 냉각라인(116); 상기 개폐밸브(115a)와 히터(107) 사이 위치의 재생라인(116)과 블로우어(106)를 연결하고, 개폐밸브가 설치되며, 상기 재생공정 중 냉각과정 중인 탱크를 통과한 공기를 블로우어(106)로 리턴시키는 리턴라인(117); 상기 개폐밸브(115a)와 히터(107) 사이 위치인 재생라인(116)과 토출라인(114)을 연결하여 제습공정을 통해 생산된 건조 압축공기 일부를 재생라인(116)으로 분기시키는 분배라인(118); 및 상기 제2방향전환밸브 세트(130)와 연결되어 압축공기 건조장치의 공기를 외부로 배출하는 배출구;를 포함하여 구성된다.
이때, 상기 리턴라인(117)에는 제2쿨러(109)가 설치되어 블로우어(106)로 리턴되는 공기를 냉각하도록 구성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 분배라인(118)에는 유량 조절밸브가 설치되어 토출라인(114)으로부터 분배라인(118)으로 분기되는 압축공기의 유량을 조절하도록 구성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 배출구는 각각 개폐밸브를 구비한 머플러(112)와 소음기(111)가 병렬로 설치 구성된 것을 특징으로 한다.
상기와 같이 구성된 본 발명은 압축공기 건조장치는, 재생공정의 가열과정에서는 외부의 공기를 흡입 가열하여 재생공정에 사용한 후 외부로 배출하고, 재생공정의 냉각과정에서는 생산된 압축 건조공기 일부를 냉각과정에 사용한 후 이를 제습공정으로 리턴시켜 재사용하므로 압축공기 손실이 없어 생산효율이 높고 에너지를 절감할 수 있다.
또한, 블로우어나 쿨러 등의 주요 부품이 고장나더라도 압축공기 건조장치의 가동을 멈출 필요없이 계속 가동하면서 고장난 부품을 수리하거나 교체할 수 있는 효과가 있다.
도 1 및 도 2는 종래의 압축공기 건조장치의 압축공기 유동을 도시한 흐름도.
도 3은 본 발명에 의한 압축공기 건조장치의 회로도
도 4 내지 도 7은 정상적으로 압축공기 건조장치가 운용되는 상태에서의 압축공기 흐름도.
도 8 내지 도 11은 부품의 유지, 보수를 위해 퍼지타입으로 운용되는 상태에서의 압축공기 흐름도.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예 및 첨부하는 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 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 해석되니 아니하며 다른 구성요소들을 더 포함할 수 있는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명에 의한 압축공기 건조장치는 도 3에 도시한 바와 같이, 내부에 제습제가 충전되고 유립라인(113)과 토출라인(114) 사이에서 병렬로 설치되는 제1탱크(103) 및 제2탱크(104)와, 상기 제1탱크(103) 및 제2탱크(104)의 상,하부에 각각 설치되는 제1방향전환밸브 세트(120) 및 제2방향전환밸브 세트(130)와, 상기 제1방향전환밸브 세트(120)와 연결되는 재생라인(115)에 설치되는 블로우어(106) 및 히터(115)와, 상기 블로우어(106)와 제2방향전환밸브 세트(130)를 연결하는 냉각라인(116)에 설치되는 제1쿨러(108)와, 상기 제1방향전환밸브 세트(120)와 블로우어(106)를 연결하는 리턴라인(117)에 설치된 제2쿨러(109)와, 상기 토출라인(114)와 재생라인(115)을 연결하는 분배라인(118)으로 구성된다.
그리고 컨트롤러(미도시)에 의해 밸브(105a,111a,112a,115a,116a,116b,117a,117b,118a,121~124,131~133)들의 개폐가 제어되도록 구성된다.
제습제가 충전된 제1탱크(103)와 제2탱크(104) 중 어느 하나의 탱크가 습한 압축공기를 건조 압축공기로 건조시키는 제습공정을 수행하는 동안 나머지 탱크는 습기를 머금은 제습제를 건조 재생하는 재생공정을 수행한다.
일반적으로 제습공정 및 재생공정은 4시간 동안 수행되는데, 재생공정 중 가열과정과 재생공정 중 냉각공정은 각각 2시간씩 수행된다.
도 4는 제1탱크(103)가 습한 압축공기를 건조 압축공기로 건조시키는 제습공정을 수행하고, 제2탱크(104)는 내부의 제습제를 재생하는 재생공정 중 가열과정을 수행하는 상태에서의 블로어(106)로 유입된 공기 유동을 도시한 도면이다.
도 4에 도시한 바와 같이, 유입구(101)로 유입된 습한 압축공기는 유입라인(113)을 따라 유동하여 제2방향전환밸브 세트(130)의 방향전환밸브(131)를 통해 제1탱크(103)의 하부로 공급된다.
제1탱크(103) 하부로 공급된 습한 압축공기는 제1탱크(103) 내부를 통과하며 건조 압축공기 상태로 제1탱크(103) 상부로 배출되고, 배출된 건조 압축공기는 제1방향전환밸브 세트(120)의 밸브제어(121 밸브 열림, 122,123 밸브 닫힘)에 의해 토출라인(114)을 따라 토출구(102)로 배출된다.
상기와 같이 제1탱크(103)가 제습공정을 수행하는 동안 제2탱크는 재생공정 중 가열과정을 수행하는데 도 4와 같이, 블로우어(106)의 구동에 의해 외부의 공기가 재생라인(115)으로 흡입된다.
이때, 외부의 공기가 흡입되는 지점에 석션필터(suction filter)를 설치함으로써 공기에 포함된 먼지 등의 이물질을 걸러내도록 구성하는 것이 바람직하다.
블로우어(106)를 통해 재생라인(115)으로 공급된 공기는 재생라인(115)에 설치된 히터(107)에 의해 가열된 후 제1방향전환밸브 세트(120)의 밸브제어(124 밸브 열림, 122,123 밸브 닫힘)에 의해 제2탱크(104) 상부로 유입되고, 제2탱크(104) 내부를 통과하며 제습제를 가열하여 수분을 증발시킨 후 하부로 배출된다.
제2탱크(104) 하부로 배출된 습한 압축공기는 제2방향전환밸브 세트(130)의 밸브제어(133 밸브 열림, 132 밸브 닫힘)에 의해 머플러(112)로 배출(112a 밸브 열림)된다.
상기와 같이 제2탱크(104)는 재생공정 중 가열과정을 거친 후 도 5와 같이 재생공정 중 냉각과정을 수행하여 가열된 제2탱크(104) 내부의 제습제를 냉각시킨다. 이때, 제1탱크(103)의 제습공정에서의 압축공기 유동은 동일하게 이루어진다.
블로우어(106)가 계속 가동되는 상태에서 재생라인(115)의 밸브(115a)를 닫고, 밸브(115a)와 블로우어(106) 사이의 재생라인(115)과 연결된 냉각라인(116)의 밸브(116a,116b)를 개방시킨다.
또한, 상기 밸브(115a)와 제1방향전환밸브 세트(120) 사이의 재생라인(115)과 연결된 리턴라인(117)의 밸브(117a,117b)을 개방시킨다.
상기와 같은 밸브 개폐제어로 외부에서 회로 내부로 흡입한 공기가 회로 내부에 갇히게 되고, 블로우어(106)의 구동에 의해 내부에 갇힌 공기는 연속 순환하며 제2탱크(104) 내부의 제습제를 냉각시킨다.
블로우어(106)에 의해 이송되는 공기는 밸브제어(115a 밸브 닫힘, 116a 밸브 열림)에 의해 냉각라인(116)으로 공급되고, 냉각라인에 설치된 제1쿨러(108)에 의해 냉각되어 제2방향전환밸브 세트(130)로 유동한다.
제2방향전환밸브 세트(130)의 밸브제어(133 밸브 열림, 132 밸브 닫힘)에 의해 공기는 제2탱크(104) 하부로 공급되고, 제2탱크(104) 내부를 통과하며 제습제가 냉각된 후 제2탱크(104) 상부로 배출되어 제1방향전환밸브 세트(120)로 이동한다.
제1방향전환밸브 세트(120)의 밸브제어(124 밸브 열림, 122,123 밸브 닫힘)에 의해 공기는 재생라인(115)으로 유동하고, 재생라인(115)의 닫힌 밸브(115a)에 의해 리턴라인(117)으로 유동한다.
이때, 상기 리턴라인(117)에 설치된 제2쿨러(109)는 제2탱크(104)를 통과하며 가열된 공기를 냉각시킨다.
상기 리턴라인(117)의 117a,117b 밸브는 개방된 상태고 105a 밸브는 닫힌 상태이므로 리턴라인(117)을 유동하는 공기는 다시 블로우어(106)로 공급되고, 블로우어(106)의 구동에 의해 공기는 상술한 유동을 반복하며 제2탱크(104) 내부의 제습제를 냉각시킨다.
상술한 과정을 통해 제1탱크(103)는 2시간 동안의 제습공정이 수행되고, 제2탱크(104)는 1시간 동안의 재생공정 중 가열과정과 1시간 동안의 재생공정 중 냉각과정을 수행한 후, 제1탱크(103)는 제습공정에서 재생공정으로 전환되고 제2탱크(104)는 재생공정에서 제습공정으로 전환된다.
도 6은 제2탱크(104)가 제습공정을 수행하고 제1탱크(103)가 재생공정 중 가열과정을 수행하는 상태에서의 회로 내 압축공기 유동을 도시한 도면으로서, 제1방향전환밸브 세트(120) 및 제2방향전환밸브 세트(130)에 의해 압축공기가 방향전환되어 제1탱크(103)와 제2탱크(104)로 유동하는 압축공기의 방향만 바뀌고, 나머지 공기의 유동은 도 4와 동일하다.
마찬가지로, 도 7은 제2탱크(104)가 제습공정을 수행하고 제1탱크(103)가 재생공정 중 냉각과정을 수행하는 상태에서의 회로 내 압축공기 유동을 도시한 도면인데, 제1방향전환밸브 세트(120) 및 제2방향전환밸브 세트(130)에 의해 압축공기가 방향전환되어 제1탱크(103)와 제2탱크(104)로 유동하는 압축공기의 방향만 바뀌고, 나머지 공기의 유동은 도 5와 동일하다.
설명한 본 발명의 압축공기 건조장치는 회로 내의 압축공기를 외부로 배출하지 않는 논퍼지(Non-purge) 타입으로 운용되어 압축공기의 손실이 없으므로 생산효율이 우수하고 에너지 소비가 적다.
그런데, 압축공기 건조장치를 구성하는 구성품이 고장나면 이를 수리 또는 교체하여야 하는데, 압축공기 건조장치의 가동을 중지한 후 수리 또는 교체하여야 한다.
본 발명은 블로우어 또는 쿨러와 같은 구성품이 고장나더라도 압축공기 건조장치의 가동을 중지하지 않고, 회로 내 압축공기가 유동하는 유로를 변경하여 퍼지(Purge) 타입으로 계속 가동하면서 고장난 구성품을 수리 또는 교체할 수 있도록 구성된다.
도 8 내지 도 11은 고장난 구성품을 수리하기 위해 고장난 구성품의 가동을 중지하고, 압축공기 건조장치를 퍼지(purge)타입으로 가동하는 본 발명의 회로 내 압축공기 유동을 도시한 도면이다.
도 8은 제1탱크(103)는 제습공정을 수행하고, 제2탱크(104)는 재생공정 중 가열과정을 수행하는 상태를 도시한 도면이다.
블로우어(106) 또는 쿨러(108,109)가 고장난 경우 블로우어(106)와 쿨러(108,109)의 가동을 중지하고, 토출라인(114)과 연결된 분배라인(118)의 밸브(118a)을 개방하고, 115a 밸브와, 117a 밸브를 닫는다.
도 8과 같이 제1탱크(103)에서 생산된 건조된 압축공기가 토출라인(114)에서 분배라인(118)으로 분기되어 재생라인(115)으로 공급되고, 재생라인(115)에 설치된 히터(107)에 의해 가열된 후 제1방향전환밸브 세트(120)로 유동한다.
이때, 상기 분배라인(118)에 유량조절밸브를 설치함으로써 토출라인(114)에서 분기되는 압축공기의 유량을 조절하도록 구성하는 것이 바람직하다.
제1방향전환밸브 세트(120)의 밸브제어(124 밸브 열림, 122,123 밸브 닫힘)에 의해 가열된 압축공기는 제2탱크(104)의 상부로 공급되어 제2탱크(104)를 통과하며 내부의 제습제에 흡착된 수분을 증발시킨다.
제습제의 수분을 포함한 압축공기는 제2탱크(104) 하부로 배출되어 제1방향전환밸브 세트(130)의 밸브제어(133 밸브 열림, 132 밸브 닫힘)에 의해 소음기(111)를 통해 외부로 배출된다. 이때, 머플러(112)의 밸브(112a)는 닫힌 상태이다.
압축공기는 고압인 상태이므로 대기중에 배출될 때 큰 소음이 발생하므로 머플러(112)로 배출하지 않고 배압을 감소시키는 구조를 갖는 소음기(111)로 배출하도록 구성하는 것이 바람직하다. 반면에, 블로우어(106)를 통해 외부에서 흡입한 공기는 압축공기에 비해 압력이 매우 낮으므로 소음기(111)로 배출할 경우 소음기(111)의 배압 감소구조에 의해 배출이 원활하지 않게 되므로 일반적인 머플러(112)로 배출하는 것이 바람직하다.
상기 머플러(112)와 소음기(111)는 공지된 기술이므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
상기와 같이 제2탱크는 재생공정 중 가열과정을 거친 후 도 9와 같이 재생공정 중 냉각과정을 수행하여 가열된 제2탱크(104) 내부의 제습제를 냉각시킨다.
제2탱크(104)의 재생공정 중 냉각과정은 도 8에 도시한 제2탱크(104)의 재생공정 중 가열과정과 압축공기의 유동이 동일한다. 다만, 히터(107)의 가동을 중지시킴으로써 상온의 건조된 압축공기를 제2탱크(104)로 유동시켜서 제습제를 냉각하도록 구성한다.
상기와 같이 제2탱크(104)의 재생공정이 끝나면, 제1탱크(103)는 제습공정에서 재생공정으로 전환되고, 제2탱크(104)는 재생공정에서 제습공정으로 전환된다.
도 9에서 제2방향전환밸브 세트(130)의 방향전환밸브(131)의 압축공기 배출방향을 제2탱크(104)로 전환하고, 제1방향전환밸브 세트(120)의 밸브제어(123 밸브 열림, 121,124 밸브 닫힘)에 의해 제2탱크(104)에서 건조된 압축공기를 토출라인(114)로 유동시킨다.
도 10과 같이 제2탱크(104)에서 생산된 건조된 압축공기가 토출라인(114)에서 분배라인(118)으로 분기되어 재생라인(115)으로 공급되고, 재생라인(115)에 설치된 히터(107)에 의해 가열된 후 제1방향전환밸브 세트(120)로 유동한다.
제1방향전환밸브 세트의 밸브제어(122 밸브 열림, 121,124 밸브 닫힘)에 의해 가열된 압축공기는 제1탱크(103)의 상부로 공급되어 제1탱크(103)를 통과하며 내부의 제습제에 흡착된 수분을 증발시킨다.
제습제에서 증발한 수분을 포함한 압축공기는 제1탱크 하부로 배출되어 제2방향전환밸브 세트(120)의 밸브제어 (132 밸브 열림, 133 밸브 닫힘)에 의해 소음기(111)를 통해 외부로 배출된다.
상기와 같이 제1탱크(103)는 재생공정 중 가열과정을 거친 후 도 11과 같이 재생공정 중 냉각과정을 수행하여 가열된 제1탱크(103) 내부의 제습제를 냉각시킨다.
제1탱크(103)의 재생공정 중 냉각과정은 도 10에 도시한 제1탱크(103)의 재생공정 중 가열과정과 압축공기 유동이 동일하다. 다만, 히터(107)의 가동을 중지함으로써 상온의 건조된 압축공기를 제1탱크(103)로 유동시켜서 제습제를 냉각하도록 구성된다.
상기와 같이 본 발명의 압축공기 건조장치를 퍼지(purge) 타입으로 운용하면 약 8%정도의 압축공기 손실이 발생하지만, 구성품의 교체 또는 수리가 진행되는 동안만 퍼지 타입으로 운용되므로 이는 무시할만 하다.
상기와 같이 블로우어(106) 또는 쿨러(108,109) 등의 구성품이 고장났을 경우 압축공기 건조장치의 가동을 중지할 필요 없이, 고장난 블로우어(106)와 쿨러(108,109)의 가동만 중지시킨 후 압축공기 건조장치를 퍼지(purge)타입으로 연속 운용하며 고장난 부품을 수리하거나 교체할 수 있다.
도 8 내지 도 11과 같이 퍼지 타입으로 압축공기 건조장치를 운용하다가, 구성품의 교체 또는 수리가 끝나면, 분배라인(118)의 밸브(118a)를 닫고 도 4 내지 도 7과 같이 압축공기 건조장치를 논퍼지(Non-purge) 타입으로 운영한다.
상기와 같이 구성된 본 발명은 압축공기 건조장치는 재생공정의 가열과정에서는 외부의 공기를 흡입 가열하여 재생공정에 사용한 후 외부로 배출하고, 재생공정의 냉각과정에서는 생산된 압축 건조공기 일부를 냉각과정에 사용한 후 이를 제습공정으로 리턴시켜 재사용하므로 압축공기 손실이 없어 생산효율이 높고 에너지를 절감할 수 있다.
또한, 블로우어나 쿨러 등의 주요 부품이 고장나더라도 압축공기 건조장치의 가동을 멈출 필요없이 계속 가동하면서 고장난 부품을 수리하거나 교체할 수 있는 효과가 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 실시예들은 본 발명을 설명하기 위한 목적으로 기술된 것이며 본 발명의 권리범위는 이러한 실시예에 국한되지 아니하낟.
101 : 유입구
102 : 토출구
103 : 제1탱크
104 : 제2탱크
105 : 석션필터
105a : 밸브
106 : 블로우어
107 : 히터
108 : 제1쿨러
109 : 제2쿨러
111 : 소음기
111a : 밸브
112 : 머플러
112a : 밸브
113 : 유입라인
114 : 토출라인
115 : 재생라인
115a : 밸브
116 : 냉각라인
116a,116b : 밸브
117 : 리턴라인
117a,117b : 밸브
118 : 분배라인
118a : 밸브
120 : 제1방향전환밸브 세트
121,122,123,124 : 밸브
130 : 제2방향전환밸브 세트
131 : 방향전환밸브
132,133 : 밸브

Claims (8)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 토출라인(114)과 유입라인(101)의 각 단부에 설치된 제1방향전환밸브 세트(120); 및 제2방향전환밸브 세트(130);
    상기 제1방향전환밸브 세트(120) 및 제2방향전환밸브 세트(130) 사이에 병렬로 설치되고, 내부에 제습제가 충전된 제1탱크(103); 및 제2탱크(104);
    블로우어(106)와 상기 제1방향전환밸브 세트(120)를 연결하고, 히터(107)가 설치되며, 히터(107)와 블로우어(106) 사이에 개폐밸브(115a)가 설치된 재생라인(115);
    상기 개폐밸브(115a)와 블로우어(106) 사이 위치의 재생라인(115)과 제2방향전환밸브세트(130)를 연결하고, 개폐밸브가 설치되며, 제1쿨러(108)가 설치되어 차가운 공기를 재생공정 중 냉각과정 중인 탱크에 공급하는 냉각라인(116);
    상기 개폐밸브(115a)와 히터(107) 사이 위치의 재생라인(116)과 블로우어(106)를 연결하고, 개폐밸브가 설치되며, 상기 재생공정 중 냉각과정 중인 탱크를 통과한 공기를 블로우어(106)로 리턴시키는 리턴라인(117);
    상기 개폐밸브(115a)와 히터(107) 사이 위치인 재생라인(116)과 토출라인(114)을 연결하여 제습공정을 통해 생산된 건조 압축공기 일부를 재생라인(116)으로 분기시키는 분배라인(118); 및
    상기 제2방향전환밸브 세트(130)와 연결되어 압축공기 건조장치의 공기를 외부로 배출하는 배출구;를 포함하여 구성된 유지 보수가 용이한 퍼지 및 논퍼지 겸용 압축공기 건조장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 리턴라인(117)에는 제2쿨러(109)가 설치되어 블로우어(106)로 리턴되는 공기를 냉각하도록 구성된 유지 보수가 용이한 퍼지 및 논퍼지 겸용 압축공기 건조장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 분배라인(118)에는 유량 조절밸브가 설치되어 토출라인(114)으로부터 분배라인(118)으로 분기되는 압축공기의 유량을 조절하도록 구성된 유지 보수가 용이한 퍼지 및 논퍼지 겸용 압축공기 건조장치.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 배출구는 각각 개폐밸브를 구비한 머플러(112)와 소음기(111)가 병렬로 설치 구성된 유지 보수가 용이한 퍼지 및 논퍼지 겸용 압축공기 건조장치.
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