KR101957260B1

KR101957260B1 - Adsorption type air dryer

Info

Publication number: KR101957260B1
Application number: KR1020170038578A
Authority: KR
Inventors: 백종열
Original assignee: 에스피엑스플로우테크놀로지 주식회사
Priority date: 2017-03-27
Filing date: 2017-03-27
Publication date: 2019-03-14
Also published as: KR20180109256A

Abstract

일 실시예에 따른 흡착식 에어 드라이어는, 흡착제가 각각 충전된 2개의 흡착탑과, 상기 2개의 흡착탑 중 어느 하나에 선택적으로 압축공기가 유입되도록 구성된 압축공기유입관과, 상기 2개의 흡착탑 중 어느 하나에서 건조된 압축공기가 배출되도록, 상기 2개의 흡착탑에 연결된 배관들이 하나로 합류되어 구성된 건조공기배출관과, 일단은 상기 건조공기 배출관에 연결되고 타단은 분기되어 상기 2개의 흡착탑에 각각 연결되고, 상기 건조된 압축공기의 일부와 외부 공기의 혼합공기를 상기 2개의 흡착탑 중 다른 하나에 공급하는 재생냉각관과, 상기 2개의 흡착탑 중 다른 하나에서 배출되는 상기 혼합공기를 외부로 배출하도록 구성된 혼합공기배출관을 포함하고, 상기 재생냉각관은, 상기 건조공기배출관으로부터 유입되는 상기 건조된 압축공기에 의해 외부공기를 흡입하여 상기 혼합공기를 토출하는 이젝터와, 상기 혼합공기를 가열하는 스팀 히터와, 상기 혼합공기가 상기 스팀 히터를 바이패스 하도록 구성된 제1 바이패스 관을 포함할 수 있다.The adsorption type air dryer according to one embodiment includes two adsorption towers each filled with an adsorbent and a compressed air inflow pipe configured to selectively introduce compressed air into any one of the two adsorption towers, A dry air discharge pipe connected to the two adsorption towers so as to discharge the dried compressed air, a dry air discharge pipe having one end connected to the dry air discharge pipe and the other end branched to be connected to the two adsorption towers, A regeneration cooling tube for supplying a mixed air of a part of the compressed air and the outside air to the other one of the two adsorption towers and a mixed air discharge tube configured to discharge the mixed air discharged from the other of the two adsorption towers to the outside And the regenerating cooling pipe is connected to the dry compressed air flowing from the dry air discharge pipe To the to and sucking the outside air discharging the mixed air ejector, and a steam heater, the mixed air to the steam heater for heating the mixed air may include a first bypass pipe that is configured to bypass.

Description

ADSORPTION TYPE AIR DRYER [0002]

본 발명은 공압 설비에 사용되는 고압의 압축공기 중에 포함된 수분을 흡착 제거하는 흡착식 에어 드라이어에 관한 것이다.The present invention relates to a suction type air dryer for adsorbing and removing moisture contained in high-pressure compressed air used in a pneumatic equipment.

일반적으로 공기 압축기에서 토출되는 압축공기 속에는 수분, 먼지, 공해 물질, 윤활유 등이 농축 및 혼합될 수 있다. 그러나 이러한 상태의 압축공기를 각종 공압 기기에 그대로 사용하면 고장을 유발하게 된다. 따라서 압축공기 속에 혼합된 먼지, 공해 물질 등의 고형물은 필터를 통해 제거하고, 수분은 압축공기용 에어 드라이어를 설치하여 제거하는 공기 건조 기술이 사용되고 있다.Generally, moisture, dust, pollutants, lubricants, etc. can be concentrated and mixed in the compressed air discharged from the air compressor. However, if compressed air in this state is used as it is in various pneumatic devices, it will cause failure. Therefore, an air drying technique is used in which solids such as dust and pollutants mixed in compressed air are removed through a filter, and moisture is removed by installing an air dryer for compressed air.

에어 드라이어는 압축공기 중의 수분을 제거하는 방식에 따라, 냉동식, 흡수식 및 흡착식 등의 공기 건조 방식을 사용할 수 있다. 이들 방식 중에서 흡착식은, 수분을 흡착하는 성질을 가진 실리카겔, 활성 알루미나 등의 흡착제로 충전된 흡착탑 내에 압축공기를 유입시켜 수분을 제거하는 방식이다.The air dryer may be an air drying type such as a freezing type, an absorption type, and a suction type, depending on a method of removing moisture in the compressed air. Among these methods, adsorption is a method in which water is removed by introducing compressed air into an adsorption tower filled with an adsorbent such as silica gel or activated alumina having a property of adsorbing moisture.

종래의 흡착식 에어 드라이어에서 흡착탑에 충전된 흡착제를 재생할 때에는, 건조된 압축공기 또는 블로워나 팬으로 흡입한 외부 공기를 전기 히터에서 가열시킨 후 흡착탑으로 공급하고 있다. 또한, 흡착제의 재생 후에는 전기 히터를 정지시키고 동일한 배관을 통해 흡착탑으로 압축공기 또는 외부 공기를 보냄으로써 흡착제를 냉각시키고 있다.In the conventional adsorption type air dryer, when the adsorbent charged in the adsorption tower is regenerated, the dried compressed air or the external air sucked by the blower or the fan is heated by the electric heater and then supplied to the adsorption tower. Further, after the regeneration of the adsorbent, the electric heater is stopped and the adsorbent is cooled by sending compressed air or outside air to the adsorption tower through the same pipe.

상기 종래 기술에 따르면, 재생이 완료된 흡착탑을 냉각시키기 위한 압축공기 또는 외부공기가 완전히 식지 않은 히터를 통과함으로써 냉각 시간이 길어지고, 그 만큼 압축공기 소모량이 늘어난다는 문제점이 있었다. 또한, 흡착제의 재생 및 냉각을 위해 사용되는 건조된 압축공기의 공급양이 고정되어 있어서, 건조된 압축공기의 생산량 변화에 적절한 대응이 어렵다는 문제가 있었다.According to the prior art, there is a problem that the compressed air or the outside air for cooling the adsorption tower, which has been regenerated, passes through a heater that is not completely cooled, resulting in a long cooling time and a corresponding increase in compressed air consumption. Further, since the supply amount of the dried compressed air used for regeneration and cooling of the adsorbent is fixed, there is a problem that it is difficult to appropriately cope with the change in the production amount of the dried compressed air.

본 개시는 이러한 종래 문제점을 해결하여, 흡착탑 내의 흡착제의 재생 및 냉각시에 필요한 에너지 사용량을 저감하고, 흡착제의 재생 및 냉각시간을 단축할 수 있는 흡착식 에어 드라이어를 제공한다.Disclosure of the Invention The present invention provides a sorption-type air dryer capable of reducing the amount of energy required for regeneration and cooling of an adsorbent in an adsorption tower and shortening the regeneration and cooling time of an adsorbent.

또한, 본 개시는 흡착제의 재생 및 냉각시에 사용되는 건조된 압축공기의 양을 에어 드라이어의 생산량 변화에 따라 효과적으로 조절할 수 있는 흡착식 에어 드라이어를 제공한다.The present disclosure also provides a suction type air dryer capable of effectively controlling the amount of dried compressed air used in the regeneration and cooling of the adsorbent in accordance with the change in production amount of the air dryer.

본 개시의 일 실시예에 따르면, 흡착제가 각각 충전된 2개의 흡착탑과; 상기 2개의 흡착탑 중 어느 하나에 선택적으로 압축공기가 유입되도록 구성된 압축공기유입관과; 상기 2개의 흡착탑 중 어느 하나에서 건조된 압축공기가 배출되도록, 상기 2개의 흡착탑에 연결된 배관들이 하나로 합류되어 구성된 건조공기배출관과; 일단은 상기 건조공기배출관에 연결되고 타단은 분기되어 상기 2개의 흡착탑에 각각 연결되고, 상기 건조된 압축공기의 일부와 외부 공기의 혼합공기를 상기 2개의 흡착탑 중 다른 하나에 공급하는 재생냉각관과; 상기 2개의 흡착탑 중 다른 하나에서 배출되는 상기 혼합공기를 외부로 배출하도록 구성된 혼합공기배출관을 포함하고, 상기 재생냉각관은, 상기 건조공기배출관으로부터 유입되는 상기 건조된 압축공기에 의해 외부공기를 흡입하여 상기 혼합공기를 토출하는 이젝터와, 상기 혼합공기를 가열하는 스팀 히터와, 상기 혼합공기가 상기 스팀 히터를 바이패스 하도록 구성된 제1 바이패스관을 포함하는, 흡착식 에어 드라이어를 제공할 수 있다.According to one embodiment of the present disclosure, there is provided an adsorber comprising: two adsorption columns each filled with an adsorbent; A compressed air inflow pipe configured to selectively supply compressed air to any one of the two adsorption towers; A dry air discharge pipe connected to the two adsorption towers so as to discharge the dried compressed air from any one of the two adsorption towers; A regeneration cooling pipe connected to the dry air discharge pipe at one end and branched at the other end to be connected to the two adsorption towers and supplying a mixed air of the dried compressed air and the outside air to the other one of the two adsorption towers; ; And a mixed air discharge pipe configured to discharge the mixed air discharged from the other one of the two adsorption towers to the outside, wherein the regenerative cooling pipe sucks outside air by the dried compressed air introduced from the dry air discharge pipe A steam heater for heating the mixed air; and a first bypass pipe configured to bypass the steam heater with the mixed air.

흡착식 에어 드라이어는, 상기 재생냉각관에 상기 스팀 히터의 상류 또는 하류 측에 설치되어 상기 혼합공기를 가열하는 전기 히터를 더 포함할 수 있다. The adsorption type air dryer may further include an electric heater installed on the regeneration cooling tube upstream or downstream of the steam heater to heat the mixed air.

제1 바이패스관은 상기 스팀 히터 및 상기 전기 히터 중 하나 이상을 바이패스 하도록 구성될 수 있다.The first bypass pipe may be configured to bypass at least one of the steam heater and the electric heater.

흡착식 에어 드라이어는, 일단이 상기 건조공기배출관에 연결되고 타단이 상기 재생냉각관에 연결되는 제2 바이패스관을 더 포함하고, 상기 제2 바이패스관은 상기 이젝터 및 상기 스팀 히터 및 상기 전기 히터를 모두 바이패스 할 수 있다.The adsorption type air dryer may further include a second bypass pipe having one end connected to the dry air discharge pipe and the other end connected to the regenerative cooling pipe, and the second bypass pipe is connected to the ejector, the steam heater, Can be bypassed.

흡착식 에어 드라이어는, 병렬 연결된 복수의 이젝터를 포함할 수 있다. The adsorption type air dryer may include a plurality of ejectors connected in parallel.

흡착식 에어 드라이어는, 상기 복수의 이젝터의 상류측에 각각 설치된 복수의 밸브와, 상기 밸브 각각의 개방 및 폐쇄를 제어하는 제어기와, 상기 2개의 흡착탑 중 어느 하나에서 건조된 압축공기의 유량을 검출하는 센서를 더 포함할 수 있다.The adsorption type air dryer includes a plurality of valves respectively provided on the upstream side of the plurality of ejectors, a controller for controlling the opening and closing of each of the valves, and a controller for controlling the opening and closing of each of the valves, Sensor. &Lt; / RTI >

제어기는 상기 센서에 의해 검출된 유량에 기초하여, 상기 복수의 이젝터 중 하나 이상에 상기 건조된 압축공기를 공급하도록 상기 복수의 밸브를 제어할 수 있다.The controller can control the plurality of valves to supply the dried compressed air to at least one of the plurality of ejectors based on the flow rate detected by the sensor.

본 개시의 다양한 실시예들에 따르면, 흡착탑 내의 흡착제의 재생 및 냉각시에 필요한 에너지 사용량을 저감할 수 있고, 재생 및 냉각 시간을 단축시킬 수 있다.According to various embodiments of the present disclosure, the amount of energy required for regeneration and cooling of the adsorbent in the adsorption column can be reduced, and the regeneration and cooling time can be shortened.

또한, 흡착제의 재생 및 냉각을 위해 공급되는 건조된 압축공기의 양을 에어 드라이어의 생산량 변화에 따라 효과적으로 조절할 수 있다. In addition, the amount of the dried compressed air supplied for the regeneration and cooling of the adsorbent can be effectively controlled according to the production amount of the air dryer.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 개시의 일 실시예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 개시의 기술적 사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 개시는 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되지 않는다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 흡착식 에어 드라이어의 구성을 도시한다.
도 2는 본 개시의 다른 실시예에 따른 흡착식 에어 드라이어의 구성을 도시한다.
도 3은 본 개시의 또 다른 실시예에 따른 흡착식 에어 드라이어의 구성을 도시한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The following drawings, which are incorporated herein by reference, illustrate one embodiment of the disclosure and, together with the detailed description of the invention, serve to provide a further understanding of the technical idea of the disclosure, .
Fig. 1 shows the construction of a suction type air dryer according to an embodiment of the present disclosure.
Fig. 2 shows the construction of a suction type air dryer according to another embodiment of the present disclosure.
Fig. 3 shows the construction of a suction type air dryer according to another embodiment of the present disclosure.

본 개시의 실시예들은 본 개시의 기술적 사상을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것이다. 본 개시에 따른 권리범위가 이하에 제시되는 실시예들이나 이들 실시예들에 대한 구체적 설명으로 한정되는 것은 아니다.The embodiments of the present disclosure are illustrated for the purpose of describing the technical idea of the present disclosure. The scope of the claims according to the present disclosure is not limited to the embodiments described below or to the detailed description of these embodiments.

본 개시에 사용되는 모든 기술적 용어들 및 과학적 용어들은, 달리 정의되지 않는 한, 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 이해되는 의미를 갖는다. 본 개시에 사용되는 모든 용어들은 본 개시를 더욱 명확히 설명하기 위한 목적으로 선택된 것이며 본 개시에 따른 권리범위를 제한하기 위해 선택된 것이 아니다.All technical and scientific terms used in the present disclosure have the meaning commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this disclosure belongs unless otherwise defined. All terms used in the disclosure are selected for the purpose of more clearly illustrating the disclosure and are not chosen to limit the scope of the rights under the present disclosure.

본 개시에서 사용되는 "포함하는", "구비하는", "갖는" 등과 같은 표현은, 해당 표현이 포함되는 어구 또는 문장에서 달리 언급되지 않는 한, 다른 실시예를 포함할 가능성을 내포하는 개방형 용어(open-ended terms)로 이해되어야 한다.As used in this disclosure, expressions such as " comprising, "" having," "having, " and the like, unless the context requires otherwise, (open-ended terms).

본 개시에서 기술된 단수형의 표현은 달리 언급하지 않는 한 복수형의 의미를 포함할 수 있으며, 이는 청구범위에 기재된 단수형의 표현에도 마찬가지로 적용된다.The expressions of the singular forms described in this disclosure may include plural meanings unless the context clearly dictates otherwise, and the same applies to the singular expressions set forth in the claims.

본 개시에서 사용되는 "제1", "제2" 등의 표현들은 복수의 구성요소들을 상호 구분하기 위해 사용되며, 해당 구성요소들의 순서 또는 중요도를 한정하는 것은 아니다.As used in this disclosure, expressions such as " first ", "second ", and the like are used to distinguish a plurality of components from each other and do not limit the order or importance of the components.

이하에서 첨부된 도면을 참조하여 흡착식 에어드라이어의 실시예를 설명한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일하거나 대응하는 구성요소 또는 부품을 지시한다.Hereinafter, an embodiment of the adsorption type air dryer will be described with reference to the accompanying drawings. In the drawings, the same reference numerals designate the same or corresponding components or parts.

도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 흡착식 에어 드라이어(1)를 도시한다. 흡착식 에어 드라이어(1)는, 흡착제가 각각 충전된 2개의 흡착탑(10,20)과, 2개의 흡착탑(10,20) 중 어느 하나에 선택적으로 압축공기가 유입되도록 구성된 압축공기유입관(100)을 포함할 수 있다. 또한, 흡착식 에어 드라이어(1)는, 흡착탑(10, 20) 중 어느 하나로부터 건조된 압축공기를 배출하는 건조공기배출관(120)과, 흡착제를 재생 및 냉각시키기 위해 건조된 압축공기와 외부 공기의 혼합공기가 유통되는 재생냉각관(140)과, 흡착탑(10, 20) 중 다른 하나의 내부 압력을 감소시키고, 또한 재생 및 냉각에 사용되는 공기를 외부로 배출하는 혼합공기배출관(160)을 더 포함할 수 있다.Fig. 1 shows a suction type air dryer 1 according to one embodiment of the present disclosure. The adsorption type air dryer 1 includes a compressed air inflow pipe 100 configured to selectively supply compressed air to either one of two adsorption towers 10 and 20 filled with an adsorbent and either one of the two adsorption towers 10 and 20, . &Lt; / RTI > The adsorption type air dryer 1 further includes a dry air discharge pipe 120 for discharging the compressed air dried from one of the adsorption columns 10 and 20 and a dry air discharge pipe 120 for discharging the compressed air and the outside air A mixed air discharge pipe 160 for reducing the internal pressure of the other one of the adsorption towers 10 and 20 and for discharging the air used for regeneration and cooling to the outside, .

압축공기유입관(100)의 일단은 건조시켜야 할 압축공기가 유입되는 입구측에 연결되고, 타단은 분기되어 각 흡착탑(10,20)의 하단에 각각 연결된다. 분기된 압축공기유입관(100)에는 2개의 흡착탑(10,20) 중 어느 하나에 선택적으로 압축공기를 주입할 수 있도록 구성된 한 쌍의 제1밸브(102)가 설치될 수 있다.One end of the compressed air inflow pipe 100 is connected to the inlet side where the compressed air to be dried flows and the other end is branched and connected to the lower ends of the adsorption towers 10 and 20, respectively. A pair of first valves 102 configured to selectively inject compressed air into any one of the two adsorption towers 10 and 20 may be installed in the branched compressed air inlet pipe 100.

건조공기배출관(120)은, 2개의 흡착탑(10, 20)에 연결된 배관들(122, 124)이 하나로 합류되어 구성되고, 2개의 흡착탑(10,20) 중 어느 하나(10)에서 건조된 압축공기가 흡착식 에어 드라이어의 출구측으로 배출될 수 있다. The dry air discharge pipe 120 is constituted by connecting pipes 122 and 124 connected to two adsorption towers 10 and 20 in one combined manner and discharging the dried compressed air from any one of the two adsorption towers 10 and 20 Air can be discharged to the outlet side of the adsorption type air dryer.

재생냉각관(140)은, 일단이 건조공기배출관(120)에 연결되고 타단은 분기되어 2개의 흡착탑(10,20)에 연결될 수 있다. 재생냉각관(140)에는, 건조된 압축공기의 일부가 유입되는 유입측에 설치되어, 건조된 압축공기를 유입 또는 차단하는 제2밸브(142)와, 제2밸브(142)의 하류측에 설치되어 외부공기를 자동 흡입하여 건조된 압축공기와 외부공기의 혼합공기를 토출하는 이젝터(ejector) (144)와, 이젝터(144)의 하류측에 설치되어 혼합공기를 흡착제의 재생이 가능한 온도(예컨대, 150℃ 이상)로 가열하는 히터(146)를 포함할 수 있다. 위에서 설명된 건조된 압축공기와 외부공기의 혼합공기는 2개의 흡착탑(10, 20) 중 다른 하나(20)에 공급될 수 있다.The regeneration cooling pipe 140 may be connected to the two adsorption towers 10 and 20, one end of which is connected to the dry air discharge pipe 120 and the other end thereof is branched. The regeneration cooling pipe 140 is provided with a second valve 142 which is installed on the inflow side where a part of the dried compressed air flows and which inflows or cuts the dried compressed air and a second valve 142 which is located downstream of the second valve 142 An ejector 144 installed on the downstream side of the ejector 144 for automatically sucking outside air and discharging mixed air of the dried compressed air and outside air; For example, 150 占 폚 or higher). The mixed air of the dried compressed air and the outside air described above can be supplied to the other one of the two adsorption towers 10 and 20.

한편, 혼합공기배출관(160)은, 일단이 압축공기유입관(100)에 연결되거나 흡착탑(10,20)에 직접 연결되고, 타단은 소음기(164)에 연결될 수 있다. 혼합공기배출관(160)에는 외부로 압축공기나 혼합공기를 배출 또는 차단하는 제3 밸브(162)가 설치되어 있다. Meanwhile, one end of the mixed air discharge pipe 160 may be connected to the compressed air inflow pipe 100 or directly connected to the adsorption towers 10 and 20, and the other end may be connected to the silencer 164. The mixed air discharge pipe 160 is provided with a third valve 162 for discharging or shutting compressed air or mixed air to the outside.

이젝터(144)에는 외부 공기를 정화시키는 필터(1441) 및 외부공기의 유입 및 차단을 조절하는 밸브(1442)가 연결될 수 있다. 제2 밸브(142)를 통해 이젝터(144)로 유입된 압축공기는 이젝터(144)를 구성하는 노즐을 고속으로 통과한 후 이어지는 디퓨저를 향해 흐르는데, 이 때 노즐과 디퓨저의 사이에서 발생하는 부압에 의해, 개방된 밸브(1442)를 통해 외부공기가 자동으로 흡입될 수 있다.The ejector 144 may be connected to a filter 1441 for purifying the outside air and a valve 1442 for regulating the inflow and outflow of the outside air. The compressed air flowing into the ejector 144 through the second valve 142 flows at a high speed through the nozzle constituting the ejector 144 and then flows toward the succeeding diffuser. At this time, the negative pressure generated between the nozzle and the diffuser The outside air can be automatically sucked through the opened valve 1442. [

이젝터(144)는 외부로부터 공급되는 에너지 없이도 건조된 압축공기가 가진 운동에너지로만 외부 공기를 흡입할 수 있으므로, 외부 에너지를 사용하여 팬 등에 의해 외부 공기를 흡입하던 종래와 달리 에너지를 효과적으로 저감할 수 있다. 또한 이젝터(144)는 팬 등을 사용하여 외부 공기를 흡입하는 것에 비해, 흡착식 에어 드라이어(1)의 구조를 단순하고 컴팩트하게 구성할 수 있다.Since the ejector 144 can suck the outside air only with the kinetic energy of the dried compressed air without the energy supplied from the outside, unlike the conventional case in which the outside air is sucked by the fan or the like using external energy, the energy can be effectively reduced have. Further, the structure of the adsorption type air dryer 1 can be simplified and compact, as compared with the case where the ejector 144 sucks outside air using a fan or the like.

일 실시예에 따른 흡착식 에어 드라이어(1)에서 재생냉각관(140)에 설치되는 히터(146)는 스팀 히터일 수 있고, 이젝터(144)에서 토출되는 혼합공기가 스팀 히터(146)를 바이패스하도록 구성된 제1 바이패스관(170)을 포함할 수 있다.The heater 146 installed in the regenerative cooling pipe 140 in the adsorption type air dryer 1 according to the embodiment may be a steam heater and the mixed air discharged from the ejector 144 bypasses the steam heater 146 And a first bypass pipe 170 configured to be connected to the first bypass pipe.

스팀 히터(146)는 산업 현장 내의 비교적 저온의 폐열을 이용하여 약 120℃ 이상의 스팀을 생성하도록 구성될 수 있다. 이와 같이 폐열을 사용하여 혼합공기가 스팀과 열 교환되도록 구성함으로써, 재생시 히터를 구동하기 위한 별도의 전기 에너지 등을 공급하지 않아도 되므로, 에어 드라이어를 구동하기 위한 에너지 사용량을 저감할 수 있다. The steam heater 146 may be configured to generate steam at about 120 ° C or more using waste heat at a relatively low temperature within the industrial field. Since the mixed air is heat-exchanged with the steam by using the waste heat as described above, it is not necessary to supply additional electric energy for driving the heater during the regeneration, so that the amount of energy used for driving the air dryer can be reduced.

일 실시예에 따른 제1 바이패스관(170)에 의하면, 흡착제의 재생이 완료된 후 혼합공기를 이용하여 흡착제를 다시 냉각시킬 때, 혼합공기는 가열된 상태의 스팀 히터(146)를 즉시 바이패스할 수 있다. 따라서, 흡착제를 냉각하기 위한 총 냉각시간을 스팀 히터(146)의 냉각에 소요되는 시간만큼 단축시킬 수 있다. 또한, 스팀 히터(146)의 냉각에 사용되는 건조된 압축공기의 사용량만큼을 감소시켜 결국 건조된 압축공기의 수율을 증가시킬 수 있다. 따라서, 건조된 압축공기의 생산을 위해 투입되는 에너지 사용량을 저감하는 효과를 제공할 수 있다. According to the first bypass pipe 170 according to the embodiment, when the adsorbent is cooled again using the mixed air after the regeneration of the adsorbent is completed, the mixed air immediately bypasses the heated steam heater 146 can do. Therefore, the total cooling time for cooling the adsorbent can be shortened by the time required for cooling the steam heater 146. In addition, the amount of dried compressed air used for cooling the steam heater 146 can be reduced, thereby increasing the yield of the dried compressed air. Therefore, it is possible to provide an effect of reducing the amount of energy used for production of dried compressed air.

또한, 혼합공기가 스팀 히터(146)를 통과하지 않고 바이패스하므로, 스팀 히터(146)의 온도는 크게 감소하지 않고 유지될 수 있다. 따라서, 재생을 위해 혼합공기를 다시 가열할 때, 냉각된 스팀 히터를 다시 가열하기 위해 필요한 에너지량도 저감시킬 수 있다.Further, since the mixed air bypasses the steam heater 146 without passing through it, the temperature of the steam heater 146 can be maintained without significantly decreasing. Therefore, when the mixed air is again heated for regeneration, the amount of energy required for reheating the cooled steam heater can be also reduced.

본 개시의 일 실시예에 따른 압축공기의 건조 및 재생과정을 도 1을 참조하여 아래에서 상세히 설명한다.The process of drying and regenerating compressed air according to one embodiment of the present disclosure will be described in detail below with reference to Fig.

압축공기유입관(100)의 일단을 통해 건조시켜야 할 압축공기가 유입될 수 있다. 이때, 제어기(미도시)는 압축공기유입관(100)에 설치된 한 쌍의 제1 밸브(102) 중 어느 하나만을 개방하도록 제어함으로써, 2개의 흡착탑(10, 20) 중 어느 하나(10)에만 압축공기가 유입되도록 할 수 있다. 이때, 제어기는 압축공기가 유입되는 측의 흡착탑(10)에 연결된 혼합공기배출관(160)에서 제3 밸브(162)는 폐쇄 상태를 유지하도록 제어한다. 흡착탑(10)으로 유입된 압축공기는 흡착탑(10) 내에 충전된 흡착제와 접촉하면서 수분이 제거되어 건조된 압축공기가 건조공기배출관(120)을 통해 배출될 수 있다.Compressed air to be dried can be introduced through one end of the compressed air inflow pipe 100. At this time, the controller (not shown) controls only one of the pair of first valves 102 installed in the compressed air inflow pipe 100 to open only one of the two adsorption towers 10 and 20 So that compressed air can be introduced. At this time, the controller controls the third valve (162) to maintain the closed state in the mixed air discharge pipe (160) connected to the adsorption tower (10) on the side where the compressed air flows. The compressed air flowing into the adsorption tower 10 can be discharged through the dry air discharge pipe 120 by contacting the adsorbent filled in the adsorption tower 10 with the dried compressed air.

압축공기가 유입되지 않은 다른 흡착탑(20)에서는 제어기에 의해 흡착제의 재생과정이 진행될 수 있다. 먼저, 제어기는 제3 밸브(162)를 개방시켜서 흡착탑(20) 내부의 압력을 감소시킨다. 흡착탑(20) 내의 압력이 일정 압력 이하로 감소하게 되면, 재생냉각관(140)에 연결된 제2밸브(142)를 개방시켜서 건조된 압축공기의 일정량이 건조공기배출관(120)으로부터 재생냉각관(140)으로 유입되게 할 수 있다.In the other adsorption tower 20 to which the compressed air is not introduced, the regeneration process of the adsorbent can proceed by the controller. First, the controller opens the third valve (162) to reduce the pressure inside the adsorption tower (20). When the pressure in the adsorption tower 20 decreases below a certain pressure, a second valve 142 connected to the regeneration cooling tube 140 is opened and a certain amount of the dried compressed air is supplied from the dry air discharge pipe 120 to the regeneration cooling pipe 140). &Lt; / RTI >

재생냉각관(140)에 유입된 건조된 압축공기는 고속으로 이젝터(144)를 통과하면서 이젝터(144)를 통해 외부 공기가 흡입되어, 건조된 압축공기와 외부 공기의 혼합공기가 이젝터(144)로부터 토출될 수 있다. 토출된 혼합공기는 스팀 히터(146)에서 스팀과 열 교환되어 온도가 상승된 후, 흡착탑(20)으로 보내질 수 있다. The compressed compressed air flowing into the regenerative cooling pipe 140 is sucked into the ejector 144 through the ejector 144 while the compressed air is sucked through the ejector 144 at a high speed, As shown in Fig. The discharged mixed air is heat-exchanged with the steam in the steam heater 146, and the temperature is raised, and then it can be sent to the adsorption tower 20.

흡착탑(20)으로 유입된 고온의 혼합공기는 흡착제로부터 수분을 제거시킨 후, 혼합공기배출관(160)에 연결된 제3밸브(162)를 통해 외부로 배출될 수 있다.The high temperature mixed air introduced into the adsorption tower 20 may be discharged to the outside through the third valve 162 connected to the mixed air discharge pipe 160 after removing moisture from the adsorbent.

흡착탑(20) 내부의 온도가 소정의 온도에 도달하게 되면, 제어기는 혼합공기가 스팀 히터(146)를 바이패스하여 제1 바이패스관(170)을 통과하도록, 제4 밸브(172)를 개방하고 제5 밸브(174)를 폐쇄시킬 수 있다. 히터(146)를 통과하지 않은 저온의 혼합공기는 제1 바이패스관(170)을 통해 흡착탑(20)으로 유입되어 흡착제를 10℃~50℃로 냉각을 실시한 후, 혼합공기배출관(160)에 연결된 제3 밸브(162)를 통해 외부로 배출될 수 있다.When the temperature inside the adsorption tower 20 reaches a predetermined temperature, the controller opens the fourth valve 172 so that the mixed air passes through the first bypass pipe 170 by bypassing the steam heater 146 And closes the fifth valve 174. The low temperature mixed air that has not passed through the heater 146 flows into the adsorption tower 20 through the first bypass pipe 170 to cool the adsorbent to 10 to 50 ° C. and then to the mixed air discharge pipe 160 And may be discharged to the outside through the connected third valve 162.

다른 실시예에 따르면, 흡착식 에어 드라이어(1)에서, 흡착탑(20) 내부의 온도가 소정의 온도(예컨대, 150℃~300℃ 사이의 특정 온도)에 도달하거나 소정 시간이 경과하게 되면, 제어기는 이젝터(144)의 외부공기 흡입측에 설치된 밸브(1442)를 폐쇄하여, 건조된 압축공기만이 이젝터(144)를 통과하게 할 수 있다. 이젝터(144)를 통과한 건조된 압축공기는 스팀 히터(146)를 바이패스하여 제1 바이패스 관(170)을 통과한 후, 흡착탑(20)의 냉각에 사용될 수 있다. According to another embodiment, in the adsorption type air dryer 1, when the temperature inside the adsorption tower 20 reaches a predetermined temperature (for example, a specific temperature between 150 ° C. and 300 ° C.) or a predetermined time has elapsed, The valve 1442 provided on the external air suction side of the ejector 144 is closed so that only the dried compressed air can pass through the ejector 144. [ The dried compressed air having passed through the ejector 144 can be used for cooling the adsorption tower 20 after bypassing the steam heater 146 and passing through the first bypass pipe 170.

도 2는 본 개시의 다른 실시예에 따른 흡착식 에어 드라이어(1a)의 구성을 도시한다. 도 2에 따른 흡착식 에어 드라이어(1a)는 도 1과 유사한 구성을 가지며, 재생냉각관(140)에 전기 히터(148)를 더 포함할 수 있다. 산업 현장에서 스팀의 발생을 위한 폐열의 발생량이 부족할 때나, 혼합공기를 급속히 가열하고자 할 때, 또는 재생온도가 스팀 온도보다 높은 흡착제를 사용할 때에는 전기 히터(148)를 사용하여 효과적으로 혼합공기를 가열할 수 있다. Fig. 2 shows the structure of the adsorptive air dryer 1a according to another embodiment of the present disclosure. The adsorption type air dryer 1a according to FIG. 2 has a structure similar to that of FIG. 1 and may further include an electric heater 148 in the regenerating cooling pipe 140. When the amount of waste heat for generating steam in the industrial field is insufficient, when the mixed air is to be heated rapidly, or when the adsorbent whose regeneration temperature is higher than the steam temperature is used, the electric heater 148 is used to effectively heat the mixed air .

제1 바이패스관(170)은 스팀 히터(146) 및 전기 히터(148) 중 하나 이상을 바이패스 하도록 구성될 수 있다. 이 경우, 흡착탑(20)의 온도가 소정의 온도에 도달하게 되면, 전기 히터(148)의 작동을 즉시 중지시키고, 혼합공기는 스팀 히터(146) 및 전기 히터(148) 중 하나 이상을 바이패스하여 제1 바이패스관(170)을 통과하도록 할 수 있다.The first bypass pipe 170 may be configured to bypass at least one of the steam heater 146 and the electric heater 148. In this case, when the temperature of the adsorption tower 20 reaches a predetermined temperature, the operation of the electric heater 148 is immediately stopped and the mixed air bypasses at least one of the steam heater 146 and the electric heater 148 So that it can pass through the first bypass pipe 170.

제1 바이패스관(170)은 스팀히터(146) 또는 전기 히터(148)의 정비 또는 수리시에, 해당 히터만을 바이패스할 수 있으므로, 에어 드라이어 전체의 가동을 정지하지 않고도 히터의 정비 또는 수리가 가능한 효과를 제공한다.The first bypass pipe 170 can bypass only the heater at the time of maintenance or repair of the steam heater 146 or the electric heater 148 so that the maintenance or repair of the heater can be performed without stopping the operation of the entire air dryer. Provides a possible effect.

상기 과정을 통해 흡착탑(20)에서 흡착제의 냉각이 완료되면, 제2밸브(142)와 제3밸브(162)가 폐쇄되고, 흡착탑(20) 내부의 압력이 다시 상승하면서 압축공기의 건조과정을 준비한다.When the adsorbent is cooled in the adsorption tower 20, the second valve 142 and the third valve 162 are closed and the pressure inside the adsorption tower 20 rises again, Prepare.

일 실시예에 따르면, 도 2와 같이, 일단이 건조공기배출관(120)에 연결되고 타단이 재생냉각관(140)의 전기 히터(148)의 하류측에 연결된 제2 바이패스관(180)을 더 포함할 수 있다. 이 경우, 흡착탑(20)을 냉각할 때, 건조된 압축공기가 이젝터(144) 및 히터(146, 148)를 통과하지 않으므로, 배관의 차압을 현저히 줄여서 압축공기의 유동 에너지 손실을 저감할 수 있다. 또한, 재생시에도 히터의 사용 없이 건조된 압축공기만으로 흡착제를 재생하는 히터리스 기능을 적용하는 것이 가능하다.2, a second bypass pipe 180, one end of which is connected to the dry air discharge pipe 120 and the other end of which is connected to the downstream side of the electric heater 148 of the regenerative cooling pipe 140, . In this case, when the adsorption tower 20 is cooled, since the dried compressed air does not pass through the ejector 144 and the heaters 146 and 148, the differential pressure of the piping can be remarkably reduced to reduce the flow energy loss of the compressed air . It is also possible to apply the heaterless function of regenerating the adsorbent with compressed air dried without using a heater even during regeneration.

도 3은 본 개시의 또 다른 실시예에 따른 흡착식 에어 드라이어(1b)의 구성을 도시한다. 도 3의 흡착식 에어드라이어(1b)는, 도 2와 유사한 구성을 갖지만, 한 개의 이젝터 대신에, 병렬 연결된 2개의 이젝터(144a, 144b)를 포함한다. 병렬 연결된 2개의 이젝터(144a, 144b)의 상류측에는 각각 건조된 압축공기를 이젝터에 유입 또는 차단시키는 2개의 제2 밸브(142a, 142b)를 포함할 수 있다. 제2 밸브(142a, 142b)는 흡착탑(10)에서 배출되는 건조된 압축공기의 생산량에 따라 복수의 이젝터 중 하나 이상에 건조된 압축공기가 공급되도록 제어기에 의해 제어될 수 있다. Fig. 3 shows the construction of the adsorption type air dryer 1b according to another embodiment of the present disclosure. The adsorption type air dryer 1b of Fig. 3 has a structure similar to that of Fig. 2, but includes two ejectors 144a and 144b connected in parallel instead of one ejector. The two valves 142a and 142b may be provided upstream of the two ejectors 144a and 144b connected in parallel, respectively, for introducing or blocking the dried compressed air into the ejector. The second valves 142a and 142b may be controlled by the controller so that the compressed air dried in at least one of the plurality of ejectors is supplied according to the amount of the compressed compressed air discharged from the adsorption tower 10. [

도 3에는 2개의 이젝터만 도시되어 있으나, 흡착식 에어 드라이어에서 단위시간당 생산할 수 있는 건조된 압축공기의 양 및 개별 이젝터 성능에 따라 3개 이상의 이젝터가 사용될 수 있다. 이하에서는 4개의 이젝터를 이용한 혼합공기의 유량 조절에 대해 설명한다. Although only two ejectors are shown in FIG. 3, three or more ejectors may be used depending on the amount of dried compressed air that can be produced per unit time in the adsorption type air dryer and the performance of each ejector. The flow control of the mixed air using the four ejectors will be described below.

종래의 흡착식 에어 드라이어에서는, 사용처에서의 압축공기 수요량 변동 또는 건조된 압축공기의 생산량 변동에 상관없이, 재생 또는 냉각을 위해 공급되는 건조된 압축공기의 유량은 고정되어 있다.In the conventional adsorption type air dryer, the flow rate of the dried compressed air supplied for regeneration or cooling is fixed, irrespective of fluctuations in the amount of compressed air demanded in the place of use or fluctuation in the production amount of the dried compressed air.

본 개시의 일 실시예에 따르면, 흡착탑에서 생산되는 건조된 압축공기의 생산량에 기초하여, 재생 및 냉각을 위해 공급되는 건조된 압축공기의 유량을 조절할 수 있다. 예컨대, 흡착탑에서 생산되는 건조된 압축공기의 생산량이 100%일 때 4개의 이젝터에 약 7%의 건조된 압축공기가 공급되는 경우를 기준으로 설명한다. 건조된 압축공기의 생산량이 75%로 감소하면, 3개의 이젝터로만 건조된 압축공기가 공급되도록, 상기 4개의 이젝터 중 하나의 상류측 밸브는 제어기에 의해 폐쇄될 수 있다. 또한, 건조된 압축공기의 생산량이 50%로 감소하면, 2개의 이젝터로만 건조된 압축공기가 공급되도록, 상기 4개의 이젝터 중 2개의 상류측 밸브가 폐쇄될 수 있다. 또한, 건조된 압축공기의 생산량이 25%로 감소하면, 1개의 이젝터로만 건조된 압축공기가 공급되도록, 상기 4개의 이젝터 중 3개의 상류측 밸브가 폐쇄될 수 있다. 위와 같은 경우, 1개의 이젝터당 공급되는 건조된 압축공기의 유량은 1.75%로 대략 일정하게 유지될 수 있다.According to one embodiment of the present disclosure, it is possible to regulate the flow rate of the dried compressed air supplied for regeneration and cooling, based on the production amount of the dried compressed air produced in the adsorption column. For example, the description will be based on the case where about 7% of the dried compressed air is supplied to four ejectors when the amount of the dried compressed air produced in the adsorption tower is 100%. One upstream valve of the four ejectors may be closed by the controller such that, when the amount of dried compressed air is reduced to 75%, compressed air dried by only three ejectors is supplied. Further, when the amount of the dried compressed air is reduced to 50%, two upstream valves among the four ejectors can be closed so that compressed air dried with only two ejectors is supplied. Further, when the amount of the dried compressed air is reduced to 25%, three upstream valves among the four ejectors can be closed so that the compressed air dried by only one ejector is supplied. In such a case, the flow rate of the dried compressed air supplied per ejector can be kept approximately constant at 1.75%.

상기 실시예에 따르면, 흡착제의 재생 또는 냉각을 위한 건조된 압축공기의 사용량을 에어 드라이어의 건조된 압축공기의 생산량을 고려하여 효율적으로 조절할 수 있다. 또한, 1개의 이젝터당 공급되는 건조된 압축공기의 유량을 대략 일정 범위에서 공급하도록 함으로써, 외부 공기를 원활하게 흡입할 수 있다.According to this embodiment, the amount of the dried compressed air for regenerating or cooling the adsorbent can be efficiently adjusted in consideration of the amount of the compressed air that has been dried in the air dryer. In addition, by supplying the flow rate of the dried compressed air supplied per one ejector in a substantially constant range, the outside air can be sucked smoothly.

일 실시예에 따른 흡착식 에어 드라이어에 따르면, 각 흡착탑에서 생산되는 건조된 압축공기의 유량을 흡착탑의 후단 또는 건조공기배출관에 설치된 센서를 통해 검출될 수 있다. According to the adsorption type air dryer according to one embodiment, the flow rate of the dried compressed air produced in each adsorption tower can be detected through a sensor installed in the rear end of the adsorption column or the dry air discharge pipe.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 도시하는 예에 의해 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 명백할 것이다.The present invention described above is not limited to the embodiments shown in the above-described embodiments and the accompanying drawings. It will be apparent to those skilled in the art that various substitutions, alterations, and changes may be made without departing from the scope of the present invention.

1 … 흡착식 에어 드라이어, 10, 20 … 흡착탑, 100 … 압축공기유입관, 120 … 건조공기배출관, 140 … 재생냉각관, 160 … 혼합공기배출관, 102 … 제1 밸브, 142 … 제2 밸브, 162 … 제3 밸브, 172 … 제4 밸브, 174 … 제5 밸브, 144 … 이젝터, 146 … 스팀 히터, 148 … 전기 히터, 164 … 소음기, 170 … 제1 바이패스관, 180 … 제2 바이패스관One … Adsorption air dryer, 10, 20 ... Adsorption tower, 100 ... Compressed air inflow pipe, 120 ... Dry air discharge pipe, 140 ... Regeneration cooling tube, 160 ... Mixed air discharge pipe, 102 ... The first valve, 142 ... The second valve, 162 ... The third valve, 172 ... The fourth valve, 174 ... The fifth valve, 144 ... Ejector, 146 ... Steam heater, 148 ... Electric heater, 164 ... Silencer, 170 ... The first bypass pipe, 180 ... The second bypass pipe

Claims

In the adsorption type air dryer,
Two adsorption columns each filled with an adsorbent,
A compressed air inflow pipe configured to selectively supply compressed air to any one of the two adsorption towers;
A dry air discharge pipe connected to the two adsorption towers so as to discharge the dried compressed air from one of the two adsorption towers,
A regenerative cooling pipe configured to introduce a part of the dried compressed air from the dry air discharge pipe and to supply a mixed air of a part of the dried compressed air and the outside air to the other one of the two adsorption towers;
And a mixed air discharge pipe configured to discharge the mixed air discharged from the other of the two adsorption towers to the outside,
The regenerative cooling pipe includes:
An ejector for discharging the mixed air by sucking the dried compressed air and sucking outside air;
A first heater installed on a downstream side of the ejector to heat the mixed air,
A second heater installed on the downstream side of the first heater to heat the mixed air,
And a first bypass pipe configured to bypass the mixed air with at least one of the first heater and the second heater,
In the adsorption type air dryer,
A second bypass pipe configured to bypass both the ejector, the first heater, and the second heater, one end connected to the dry air discharge pipe, the other end connected to the downstream side of the second heater,
A fourth valve disposed in the first bypass pipe,
A fifth valve disposed in a section of the regenerative cooling pipe bypassed by the first bypass pipe,
A controller that opens the fourth valve and closes the fifth valve such that the mixed air passes through the first bypass pipe after the regeneration process in which the heated mixed air is supplied to the other one of the two adsorption towers Further included,
Absorption air dryer.

The method according to claim 1,
Wherein the ejector includes a plurality of ejectors connected in parallel.

3. The method of claim 2,
A plurality of second valves respectively provided on the upstream side of the plurality of ejectors,
Further comprising a sensor for detecting a flow rate of the dried compressed air discharged from any one of the two adsorption towers,
Wherein the controller controls the opening and closing of each of the plurality of second valves.

The method of claim 3,
Wherein the controller controls the plurality of second valves to supply the dried compressed air to at least one of the plurality of ejectors based on the flow rate detected by the sensor.

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