KR102032833B1 - 흡착식 에어 드라이어 시스템의 재생용 히터 - Google Patents

Abstract

흡착식 에어 드라이어 시스템의 재생용 히터에 관한 것으로,
상단 일측과 타측에 유입구와 유출구가 마련되는 원통형 본체; 원통형 본체의 내부에 좌우방향으로 배열 설치되어 원통형 본체의 내부를 다수의 가열공간으로 구획하는 다수의 배플; 원통형 본체의 내부에 각 배플(120)을 통과하여 길이방향으로 설치되는 다수의 전열히팅튜브;를 포함하는 형태이고, 원통형 본체의 내부에 길이방향으로 설치되는 다수의 전열히팅튜브를 좌우방향 및 상하방향으로 배열 설치하되, 원통형 본체의 내부 상단부과 내부 하단부, 내부 좌측단부, 내부 우측단부에 각각 전열히팅튜브가 설치되지 않는 미가열공간을 마련한 기술 구성을 통하여 원통형 본체의 내부를 통과하는 가열공기의 유동을 안정적으로 유지할 수 있게 되고, 전열히팅튜브의 열손상을 방지할 수 있게 되는 것이다.

Description

흡착식 에어 드라이어 시스템의 재생용 히터 {RECYCLING HEATER FOR ADSORPTION TYPE AIR DRYER SYSTEM}

본 발명은 흡착식 에어 드라이어 시스템의 재생용 히터에 관한 것으로, 더 자세하게는 전열히팅튜브를 직교배열하고 중앙부위 결선단위의 용량을 다른 부위보다 크게 설정하는 것에 의해 가열공기의 유동이 안정적으로 이루어지도록 함은 물론 전열히팅튜브의 열손상을 방지할 수 있도록 한 흡착식 에어 드라이어 시스템의 재생용 히터에 관한 것이다.

공장 자동화설비와 각종 공장에 필수 동력원인 압축공기를 공급하는 압축공기 공급시스템(Compressed Air Supplying System)은 그 수요가 점차 증가하고 있다.

이와 같이 압축공기 공급시스템의 수요가 늘어나는 것는 전동기 등의 동력원에서 발생하는 소음, 기름유출 등으로 인하여 환경에 나쁜 영향을 주기 때문에, 동력을 사용하는 설비에는 압축공기를 활용하는 방향으로 동력원이 변화되고 있기 때문이다.

일반적으로 압축공기(Compressed Air)는 수분과 먼지 및 윤활유 등의 유해물질이 포함되어 있으며, 압축공기 속의 수분 및 기타 유해물질은 제품 생산에서 품질 및 생산성, 내구성 등에 유해적인 요소로 작용하므로, 압축공기 공급시스템에서는 압축공기에 포함되어 있는 수분을 제거할 수 있도록 하는 에어 드라이어 시스템(Air Dryer System)가 필요하게 된다.

상기 에어 드라이어 시스템은 냉동 압축기를 이용하여 압축공기의 온도를 낮춘 뒤 압축공기에 포함된 수분을 응축시켜 제습하는 냉동식과, 흡착제(또는 제습제, 흡습제)를 이용하여 습한 공기에 포함된 공기를 흡착하여 제습하는 흡착식으로 구분된다.

흡착식 에어 드라이어 시스템은 흡착제가 충전된 한 쌍의 흡착타워; 한 쌍의 흡착타워에서 제습과 재생공정이 상호 교번되게 수행되도록 압축공기의 방향을 바꾸는 방향전환밸브; 방향전환밸브의 작동을 제어하는 제어부를 포함한다.

흡착식 에어 드라이어 시스템은 흡착제의 재생방법에 따라 소정의 열원을 이용하여 흡착제를 재생하는 가열 흡착방식과 재생용 공기만으로 흡착제를 재생하는 비(非)가열 흡착방식으로 구분되며, 가열 흡착방식은 재생용 공기의 재사용 여부에 따라, 압축기에서 압축된 공기를 순환시켜 흡착제를 재생하는 순환 가열방식인 넌퍼지(Non-Purge) 방식과 외부공기를 흡입하여 흡착제를 재생하고 사용된 공기를 외부로 배출하는 비순환 가열방식인 퍼지(Purge) 방식으로 구분된다.

본 발명은 상기 가열 흡착방식의 흡착식 에어 드라이어 시스템에서 재생용 공기를 가열하기 위해 사용되는 재생용 히터에 관계한다.

하기의 특허문헌 1에는 재생용 흡착타워에 저압의 압축공기를 별도로 공급함으로써 고압의 압축공기를 감압 후 재생용 흡착타워로 공급하는 방식에 비해 감압을 위한 별도의 설비가 필요치 않게 되고, 고압 압축 공기의 손실에 따른 동력의 손실이 방지되어 운영비를 절감할 수 있는 흡착식 드라이어의 재생에어 공급장치가 개시되어 있다.

또한, 하기의 특허문헌 2에는 에어 드라이어의 건조타워의 재생을 외기 및 내부공기의 순환에 의해 이루어지도록 하여 압축공기의 손실이 일어나지 않도록 하는 외기 흡입 재생식 흡착 공기건조기의 재생방법 및 장치가 개시되어 있다.

도 1은 본 발명이 관계하는 흡착식 에어 드라이어 시스템의 재생용 히터의 장착상태도이고, 도 2는 동 흡착식 에어 드라이어 시스템의 재생용 히터의 구성도이다.

도 1과 같이 흡착식 에어 드라이어 시스템은 흡착제로 채워진 두 개의 타워(210)(220)로 구성되고, 한 쪽 타워(210)에서는 컴프레서에서 토출된 포화상태의 압축공기가 제습이 되는 흡착과정이 이루어지고, 나머지 한 쪽 타워(220)에서는 같은 시간 동안 수분을 흡습한 흡착제를 건조시키는 재생과정이 진행된다.

본 발명에 관계하는 흡착식 에어 드라이어 시스템의 재생용 히터(100)는 재생과정의 타워(220)에 공급되는 공기를 가열한다.

도 2와 같이 본 발명에 관계하는 흡착식 에어 드라이어 시스템의 재생용 히터(100)는 상단 일측과 타측에 유입구(111)와 유출구(112)가 마련되는 원통형 본체(110)의 내부에 다수의 배플(121~125)이 좌우방향으로 배열 설치되어 원통형 본체(110)의 내부가 다수의 가열공간(S1~S6)으로 구획되고, 다수의 전열히팅튜브(130)가 각 배플(120)을 통과하여 길이방향으로 설치되는 형태를 가진다.

상기 흡착식 에어 드라이어 시스템의 재생용 히터(100)에서 5개의 배플(121~125)을 통해 원통형 본체(110)의 내부가 6개의 가열공간(S1~S6)으로 구획된 경우 유입구(111)를 통해 원통형 본체(110)의 내부 일측의 제1가열공간(S1)으로 유입된 재생용 공기는 제1배플(121)의 하부를 통해 제2가열공간(S2)으로 진입한 후 제2배플(122)의 상부를 통해 제3가열공간(S3)으로 진입하고, 다시 제3배플(123)의 하부를 통해 제4가열공간(S4)으로 진입하고, 다시 제4배플(124)의 상부를 통해 제5가열공간(S5)으로 진입하고, 다시 제5배플(125)의 하부를 통해 제6가열공간(S6)으로 진입한 후 유출구(112)를 통해 재생용 공기가 필요한 타워(220)로 공급된다.

이렇듯 흡착식 에어 드라이어 시스템의 재생용 히터(100)의 원통형 본체(110)의 내부의 가열유로를 사행식으로 구성하는 이유는 재생용 공기를 보다 효율적으로 가열하기 위함이다.

도 3은 종래 기술에 따른 흡착식 에어 드라이어 시스템의 재생용 히터의 전열히팅튜브 배열상태도이다.

종래 기술에 따른 흡착식 에어 드라이어 시스템의 재생용 히터(300)는 원통형 본체(310)의 내부에 길이방향으로 설치되는 다수의 전열히팅튜브(330)가 동심으로 원형 배열되고, 전열히팅튜브(330)의 중심부위 결선단위인 '5'의 가열용량보다 외곽부위 결선단위인 '1'의 가열용량이 크게 설정되는 형태를 가진다.

대한민국 등록특허공보 제10-1687360호 (2016년 12월 12일 등록) 대한민국 등록특허공보 제10-1687360호 (2016년 12월 12일 등록)

도 4는 동 종래 기술에 따른 흡착식 에어 드라이어 시스템의 재생용 히터의 가열공기 유동상태도이다.

상기 종래 기술에 따른 흡착식 에어 드라이어 시스템의 재생용 히터(300)는 전열히팅튜브(130)가 동심 원형의 배열되는 데다가 원통형 본체(310)의 내부 외곽부위의 전열히팅튜브 결선단위인 '1'의 가열용량이 중심부위의 전열히팅튜브 결선당위인 '5'의 가열용량보다 크게 되므로 도 4와 같이 원통형 본체(310)의 외곽부위쪽에서의 가열량이 중심부위의 가열량보다 크게되고 이에 따라 외곽부위에서 가열된 가열공기가 정체되어 후단의 배플방향으로 가열공기가 흐르지 않는 문제가 발생한다. 이와 같이 외곽부위의 가열용량이 큰 전열히팅튜브 결선단위인 '1'에서 지속적으로 가열됨으로 인하여 외곽부위의 전열히팅튜브인 '1'이 과열되어 전열히팅튜브가 손상되는 문제가 발생한다.

본 발명은 상기 종래 기술에 따른 흡착식 에어 드라이어 시스템의 재생용 히터의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적이 원통형 본체의 내부의 가열공기의 유동이 안정적으로 이루어질 수 있도록 하고, 원통형 본체의 외곽부위로 통과하는 가열공기의 유동이 정체되는 것을 억제하여 외곽부위의 전열히팅튜브가 손상되는 것을 방지할 수 있도록 하는 흡착식 에어 드라이어 시스템의 재생용 히터를 제공하는 데에 있는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 흡착식 에어 드라이어 시스템의 재생용 히터는 상단 일측과 타측에 유입구와 유출구가 마련되는 원통형 본체; 원통형 본체의 내부에 좌우방향으로 배열 설치되어 원통형 본체의 내부를 다수의 가열공간으로 구획하는 다수의 배플; 원통형 본체의 내부에 각 배플(120)을 통과하여 길이방향으로 설치되는 다수의 전열히팅튜브;를 포함하는 형태이고, 원통형 본체의 내부에 길이방향으로 설치되는 다수의 전열히팅튜브를 좌우방향 및 상하방향으로 배열 설치한 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 흡착식 에어 드라이어 시스템의 재생용 히터는 원통형 본체의 내부 상단부과 내부 하단부, 내부 좌측단부, 내부 우측단부에 각각 전열히팅튜브가 설치되지 않는 미가열공간을 마련한 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 흡착식 에어 드라이어 시스템의 재생용 히터는 전열히팅튜브가 상하방향의 다수의 묶음으로 단위결선되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 흡착식 에어 드라이어 시스템의 재생용 히터는 중앙부위 결선단위의 용량이 다른 부위 결선단위의 용량보다 크게 설정된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 흡착식 에어 드라이어 시스템의 재생용 히터는 전열히팅튜브가 5개의 단위로 결선되고, 중앙부위 결선단위의 용량이 다른 부분의 두배로 설정된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 흡착식 에어 드라이어 시스템의 재생용 히터는 전열히팅튜브는 5개 단위로 결선되고, 중앙부위에서 외곽부위로의 결선단위의 용량이 순차적으로 낮아지는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 흡착식 에어 드라이어 시스템의 재생용 히터는 상단 결선단위나 하단 결선단위가 유입공기온도, 토출공기온도의 조건에 따라 작동 정지되거나 주기적으로 작동되도록 제어되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 흡착식 에어 드라이어 시스템의 재생용 히터에 의하면, 원통형 본체의 내부를 통과하는 가열공기의 유동을 안정적으로 유지할 수 있게 되어 가열효율을 향상시킬 수 있게 된다.

본 발명에 따른 흡착식 에어 드라이어 시스템의 재생용 히터에 의하면, 원통형 본체의 내부에서 가열공기가 외곽 부분 등의 특정 부분에 집중되거나 정체되는 일이 없게 되므로 전열히팅튜브의 열손상을 방지할 수 있게 되어 장기간동안 고장의 우려없이 안정적으로 사용할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명이 관계하는 흡착식 에어 드라이어 시스템의 재생용 히터의 장착상태도,
도 2는 동 흡착식 에어 드라이어 시스템의 재생용 히터의 구성도,
도 3은 종래 기술에 따른 흡착식 에어 드라이어 시스템의 재생용 히터의 전열히팅튜브 배열상태도,
도 4는 동 종래 기술에 따른 흡착식 에어 드라이어 시스템의 재생용 히터의 가열공기 유동상태도,
도 5는 본 발명에 따른 흡착식 에어 드라이어 시스템의 재생용 히터가 사용되는 흡착식 에어 드라이어 시스템의 예시도,
도 6은 동 흡착식 에어 드라이어 시스템의 제2흡착타워 가열재생 상태도,
도 7은 동 흡착식 에어 드라이어 시스템의 제2흡착타워 냉각재생 상태도,
도 8은 본 발명에 따른 흡착식 에어 드라이어 시스템의 재생용 히터의 전열히팅튜브 배열상태도,
도 9는 본 발명에 따른 흡착식 에어 드라이어 시스템의 재생용 히터의 가열공기 유동상태도.

이하 본 발명에 따른 흡착식 에어 드라이어 시스템의 재생용 히터를 첨부된 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다. 참고로, 본 발명을 설명하는데 참조하는 도면에 도시된 구성요소의 크기, 선의 두께 등은 이해의 편의상 다소 과장되게 표현되어 있을 수 있다.

또, 본 발명의 설명에 사용되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의한 것이므로 사용자, 운용자 의도, 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 이 용어에 대한 정의는 본 명세서의 전반에 걸친 내용을 토대로 내리는 것이 마땅하다.

그리고 본 출원에서, '포함하다', '가지다' 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특정의 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지칭하는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

또한, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.

그러므로, 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 구현 예(態樣, aspect)(또는 실시 예)들을 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 기술적 사상에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, 본 명세서에서 사용한 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 주지 또는 공지된 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.

이하에서, "상방", "하방", "전방" 및 "후방" 및 그 외 다른 방향성 용어들은 도면에 도시된 상태를 기준으로 정의한다.

도 5는 본 발명에 따른 흡착식 에어 드라이어 시스템의 재생용 히터가 사용되는 흡착식 에어 드라이어 시스템의 예시도이다.

도 5에 도시된 흡착식 에어 드라이어 시스템(400)은 제1흡착타워(412) 및 제2흡착타워(414), 냉각기(420), 세퍼레이터(430), 재생용 히터(100), 유량계(450), 입구방향절환유니트(460), 출구방향절환유니트(470), 유량조절밸브(480)를 포함한다.

제1흡착타워(412) 및 제2흡착타워(414)은 압축공기에 포함된 수분을 흡착하여 제거하는 부분으로, 내부에 흡착제가 충전되는 동일한 구조를 가진다.

각 흡착타워(412)(414)의 유입부는 유입라인(L1)을 통해 압축기(미도시)와 접속되고, 각 흡착타워(412)(414)의 배출부는 배출라인(L2)을 통해 건조공기를 필요로 하는 설비와 접속된다.

유입라인(L1)과 배출라인(L2)의 사이에는 제1흡착타워(412)이 건조공기를 생산하는 동안 제2흡착타워(414)의 흡착제를 재생할 수 있도록 하거나 제2흡착타워(414)이 건조공기를 생산하는 동안 제1흡착타워(412)의 흡착제를 재생할 수 있도록 하는 재생라인(L3)이 마련된다.

냉각기(420)는 흡착타워 재생에 사용된 고온의 가열재생공기 및 냉각재생공기를 냉각하는 부분으로, 재생라인(L3)의 재생공기 배출측에 설치된다.

세퍼레이터(430)는 냉각기(120)에서 배출되는 가열재생공기 및 냉각재생공기에 포함된 수분을 분리하는 부분으로, 재생라인(L3)의 냉각기(420) 배출측에 설치된다.

재생용 히터(100)는 재생 흡착타워(414)으로 공급되는 가열재생공기를 가열하는 부분으로, 재생라인(L3)의 가열재생공기 유입측에 설치된다.

재생용 히터(100)의 유입측으로는 압축기의 토출단에서 인출된 고온의 가열재생공기 또는 외기가 공급된다.

유량계(450)는 제습 흡착타워(412)으로 공급되는 가열재생공기의 유량 및 냉각재생공기의 유량을 측정하는 것으로, 재생라인(L3)의 세퍼레이터(430) 배출측과 유입라인(L1) 사이에 설치된다.

입구방향절환유니트(460)는 각 흡착타워(412)(414)의 유입측 재생용 공기 및 제습용 공기의 이동방향을 절환하기 위한 것으로, 유입라인(L1)에 설치된다.

출구방향절환유니트(470)는 각 흡착타워(412)(414)의 배출측 재생용 공기 및 제습용 공기의 이동방향을 절환하기 위한 것으로, 배출라인(L2)에 설치된다.

유량조절밸브(480)는 제습 흡착타워(412)으로 공급되는 제습용 압축공기의 양을 조절하는 부분으로, 유입라인(L1)에 설치된다.

도 5에 도시된 흡착식 에어 드라이어 시스템(400)은 한 쌍의 흡착타워(412)(414) 중의 하나의 흡착타워(412)을 통해 압축기에서 공급되는 압축공기의 수분을 흡착 제거하는 동안에 다른 흡착타워(414)에 대한 흡착제 재생이 이루어진다.

예를 들어 제1흡착타워(412)에 충전된 흡착제를 통해 압축공기의 수분을 제거하는 동안에 제2흡착타워(414)에 충전된 흡착제의 수분을 제거하는 재생이 이루어지게 되고, 제2흡착타워(414)에 충전된 흡착제를 통해 압축공기의 수분을 제거하는 동안에 제1흡착타워(412)에 충전된 흡착제의 수분을 제거하는 재생이 이루어지게 된다.

도 5에 도시된 흡착식 에어 드라이어 시스템(400)에서 각 흡착타워(412)(414)에 대한 흡착제 재생은 재생용 히터(100)를 통해 가열된 공기를 이용한 가열재생 및 압축기로부터 공급되는 압축공기를 이용한 냉각재생의 두가지 방식으로 이루어진다.

우선 가열재생은 고온의 공기를 흡착타워에 공급하여 흡착타워에 충전된 흡착제에 흡착된 수분을 신속하게 제거하는 과정으로, 제습 흡착타워과 재생 흡착타워의 전환이 이루어질 때에 실시된다.

즉, 압축공기를 제습하는 하나의 흡착타워이 일정시간동안 가동하게 되면 해당 흡착타워에 충전된 흡착제에 수분이 과도하게 흡착되어 흡착효율이 떨어지게 된다.

이때 제어부는 흡착제의 수분이 제거된 다른 흡착타워으로 압축공기를 제습하도록 하는 동시에 수분이 많이 흡착된 흡착타워의 흡착제를 가열재생하도록 입구방향절환유니트(460) 및 출구방향절환유니트(470)를 제어한다.

도 6은 동 흡착식 에어 드라이어 시스템의 제2흡착타워 가열재생 상태도이다.

예를 들어 도 6과 같이 제2흡착타워(414)에 대한 가열재생이 진행될 때에는 압축기의 토출단에서 인출된 고온의 가열재생공기가 재생용 히터(100)를 통해 추가 가열된 후 출구방향절환유니트(470)를 통해 제2흡착타워(414)의 내부 상부로 공급된다.

제2흡착타워(414)의 내부 상부로 공급된 고온의 가열재생공기는 제2흡착타워(414)의 내부의 흡착제를 통과하는 과정에서 흡착제에 엉겨붙은 수분을 제거한 후 수분을 포함한 상태로 제2흡착타워(414)의 하부로 토출된다.

상기에서 제2흡착타워(414)의 하부로 토출된 고온의 가열재생공기는 입구방향절환유니트(460)를 통해 냉각기(420)로 공급되어 냉각되며, 세퍼레이터(430)에서 수분과 공기가 분리된다.

냉각기(420)를 통해 냉각되고 세퍼레이터(430)에서 수분이 제거된 가열재생공기는 유입라인(L1)을 통해 제습이 이루어지는 제1흡착타워(412)로 공급되며, 이때 세퍼레이터(430)에서 유입라인(L1)으로 공급되는 가열재생공기의 양은 유량계(450)를 통해 측정된다.

참고적으로 상기 흡착식 에어 드라이어 시스템(400)은 가열재생과정에서 제어부가 유량계(450)에서 측정된 가열재생공기의 양에 따라 유량조절밸브(480)를 조절하는 것에 의해 가열재생속도를 제어한다.

유량조절밸브(480)를 통해 제1흡착타워(412)으로 공급되는 압축공기의 양을 줄이고, 제2흡착타워(414)으로 공급되는 가열재생공기의 양을 증가시키게 되면 제2흡착타워(414)에 대한 가열재생속도를 빠르게 설정할 수 있게 된다.

반대로 유량조절밸브(480)를 통해 제1흡착타워(412)으로 공급되는 압축공기의 양을 증가시키고, 제2흡착타워(414)으로 공급되는 가열재생공기의 양을 줄이게 되면 제2흡착타워(414)에 대한 가열재생속도를 느리게 설정할 수 있게 된다.

냉각재생은 가열재생과정을 통해 흡착제를 재생하는 과정에서 가열된 흡착제를 냉각하는 과정으로 가열재생으로 흡착제에 엉겨붙은 수분을 모두 제거한 후에 실시된다.

도 7은 동 흡착식 에어 드라이어 시스템의 제2흡착타워 냉각재생 상태도이다.

냉각재생은 압축기로부터 제습 흡착타워(412)에 공급되는 압축공기의 일부를 제생공기로 사용한다.

예를 들어 도 7과 같이 제2흡착타워(414)에 대한 냉각재생이 진행될 때에는 압축기로부터 제1흡착타워(412)에 공급되는 압축공기의 일부인 냉각재생공기가 입구방향절환유니트(460)를 통해 제2흡착타워(114)의 내부 하부로 공급된다.

제2흡착타워(414)의 내부 하부로 공급된 냉각재생공기는 제2흡착타워(414)의 내부의 흡착제를 통과하는 과정에서 가열재생과정에서 가열된 고온의 흡착제를 냉각한 후 제2흡착타워(414)의 상부로 토출된다.

상기에서 제2흡착타워(414)의 상부로 토출된 냉각재생공기는 출구방향절환유니트(470)를 통해 냉각기(420)로 공급되어 냉각되며, 세퍼레이터(430)에서 수분과 공기가 분리된다.

냉각기(420)를 통해 냉각되고 세퍼레이터(430)에서 수분이 제거된 냉각재생공기는 유입라인(L1)을 통해 제습이 이루어지는 제1흡착타워(412)로 공급되며, 이때 세퍼레이터(430)에서 유입라인(L1)으로 공급되는 냉각재생공기의 양은 유량계(450)를 통해 측정된다.

상기 흡착식 에어 드라이어 시스템(400)은 가열재생과정과 마찬가지로 냉각재생과정에서도 제어부가 유량계(450)에서 측정된 냉각재생공기의 양에 따라 유량조절밸브(480)를 조절하는 것에 의해 냉각재생속도를 제어한다.

유량조절밸브(480)를 통해 제1흡착타워(412)으로 공급되는 압축공기의 양을 줄이고, 제2흡착타워(414)으로 공급되는 냉각재생공기의 양을 증가시키게 되면 제2흡착타워(414)에 대한 냉각재생속도를 빠르게 설정할 수 있게 된다.

반대로 유량조절밸브(480)를 통해 제1흡착타워(412)으로 공급되는 압축공기의 양을 증가시키고, 제2흡착타워(414)으로 공급되는 냉각재생공기의 양을 줄이게 되면 제2흡착타워(414)에 대한 냉각재생속도를 느리게 설정할 수 있게 된다.

재생이 완료된 제2흡착타워(414)으로 제습하고 제1흡착타워(412)을 재생할 때에 제1흡착타워(412)의 가열재생과정과 냉각재생과정도 전술한 제2흡착타워(414)의 경우와 동일하다.

본 발명에 따른 흡착식 에어 드라이어 시스템의 재생용 히터(100)는 전술한 바와 같이 상단 일측과 타측에 유입구(111)와 유출구(112)가 마련되는 원통형 본체(110); 원통형 본체(110)의 내부에 좌우방향으로 배열 설치되어 원통형 본체(110)의 내부를 다수의 가열공간(S1~S6)으로 구획하는 다수의 배플(121~125); 원통형 본체(110)의 내부에 각 배플(120)을 통과하여 길이방향으로 설치되는 다수의 전열히팅튜브(130);를 포함한다.

도 8은 본 발명에 따른 흡착식 에어 드라이어 시스템의 재생용 히터의 전열히팅튜브 배열상태도이다.

본 발명에 따른 흡착식 에어 드라이어 시스템의 재생용 히터(100)는 원통형 본체(110)의 내부에 길이방향으로 설치되는 다수의 전열히팅튜브(130)를 좌우방향 및 상하방향으로 배열 설치하되, 원통형 본체(110)의 내부 상단부과 내부 하단부, 내부 좌측단부, 내부 우측단부에 각각 전열히팅튜브(130)가 설치되지 않는 미가열공간(E)를 마련한 형태를 가진다.

본 발명에 따른 흡착식 에어 드라이어 시스템의 재생용 히터(100)의 전열히팅튜브(130)는 상하방향의 다수의 묶음으로 단위결선되며, 중앙부위 결선단위의 용량이 다른 부위 결선단위의 용량보다 크게 설정된다.

예를 들어 재생용 히터의 용량이 총 300KW이고, 5개 단위로 결선된 경우 중앙부위 결선단위의 용량을 다른 부분의 두배인 100KW로 설정하고, 나머지 4부분 결선단위의 용량을 50KW로 설정한다.

본 발명에 따른 흡착식 에어 드라이어 시스템의 재생용 히터(100)에서 각 결선단위는 필요에 따라 작동을 제어할 수 있는데, 예를 들어 상단 결선단위나 하단 결선단위는 유입공기온도, 토출공기온도 등의 조건에 따라 작동이 정지되거나 주기적으로 작동되도록 제어할 수 있다.

본 발명에 따른 흡착식 에어 드라이어 시스템의 재생용 히터(100)는 유입구(111)를 통해 원통형 본체(110)의 내부 일측의 제1가열공간(S1)으로 유입된 재생용 공기가 좌우방향으로 배열된 배플(121~125)의 하부와 상부를 교차로 통과하면서 효율적으로 가열되고, 유출구(112)를 통해 재생용 공기가 필요한 타워(220)로 공급된다.

본 발명에 따른 흡착식 에어 드라이어 시스템의 재생용 히터(100)를 중앙부위 결선단위인 "1"에 상대적으로 큰 가열용량을 갖는 전열히팅튜브를 배치하고 중앙부위의 상/하부 결선단위에 배치된 전열히팅튜브 "2"와 "3"의 가열용량은 낮음으로써 재생용 히터(100)을 유동하는 가열공기가 중앙부위에서 상대적으로 더 많이 가열되고 중앙부위의 상하부에서는 상대적으로 적게 가열되게 된다. 외곽부위 결선단위인 "4"와 "5"는 많은 가열량이 필요할 경우 필요에 따라 가열할 수 있다.

이와 같이 재생용 히터(100)의 단면기준으로 중앙에서는 가열된 공기가 팽창하고, 중앙부의 상/하부 외곽측에서는 가열량이 상대적으로 낮고 또한 상/하부 외곽측은 단면적 또한 넓어 중앙부에 강열공기에 비하여는 적게 가열됨으로 인하여 가열공기의 부피팽창이 상대적으로 적게 된다. 따라서 상/하부 외곽측은 가열된 중앙부의 가열공기를 유입시키는 작용을 하게 되는 것이다.

도 9는 본 발명에 따른 흡착식 에어 드라이어 시스템의 재생용 히터의 가열공기 유동상태도이다.

본 발명에 따른 흡착식 에어 드라이어 시스템의 재생용 히터(100)는 상단 일측과 타측에 유입구(111)와 유출구(112)가 마련되는 원통형 본체(110)의 내부에 다수의 배플(121~125)이 좌우방향으로 배열 설치되어 원통형 본체(110)의 내부가 다수의 가열공간(S1~S6)으로 구획되고, 다수의 전열히팅튜브(130)가 각 배플(120)을 통과하여 길이방향으로 설치되는 형태를 가진다.

상기 흡착식 에어 드라이어 시스템의 재생용 히터(100)에서 5개의 배플(121~125)을 통해 원통형 본체(110)의 내부가 6개의 가열공간(S1~S6)으로 구획된 경우 유입구(111)를 통해 원통형 본체(110)의 내부 일측의 제1가열공간(S1)으로 유입된 재생용 공기는 외곽부위 결선단위인 "4", "2"를 통과하고, 중앙부위 결선단위인 "1"에서 많은 가열이 이루어져 팽창하게 되어 제1배플(121)의 하부인 외곽부위 결단위인 "3"과 "5"를 통과하여 제2가열공간(S2)으로 진입한 후 제2배플(122)의 결선단위인 "5", "3"에서 상대적으로 적은 가열량을 받은 후 상대적으로 큰 가열용량을 갖는 결선단위 "1"에서 다시 팽창하여 상대적으로 적은 가열용량을 갖는 결선단위 "2", "4"를 통과하면서 제2배플(122)의 상부를 통해 제3가열공간(S3)으로 진입하는 순으로 유동하면서 마지막 배플인 제6가열공간(S6)으로 진입한 후 유출구(112)를 통해 재생용 공기가 필요한 타워(220)로 공급된다.

본 발명에 따른 흡착식 에어 드라이어 시스템의 재생용 히터(100)에서 사행방식으로 원통형 본체(110)의 내부를 통과하는 가열공기로 인하여 중앙부위에서 상대적으로 크게 가열된 가열공기가 팽창시 전 단계 배플방향으로 팽창하지 않고 후 단계의 배플방향으로 팽창하게 됨으로 인하여 자연스러운 유동을 갖게 된다.

따라서 본 발명에 따른 흡착식 에어 드라이어 시스템의 재생용 히터(100)는 가열공기의 부분정체나 집중이 발생되지 않게 되므로 가열효율이 높아지게 되고, 전열히팅튜브(130)의 열손상의 우려가 없게 된다.

이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.

100 : 재생용 히터
110 : 원통형 본체
121~125 : 배플
130 : 전열히팅튜브

Claims (7)

1. 상단 일측과 타측에 유입구(111)와 유출구(112)가 마련되는 원통형 본체(110); 원통형 본체(110)의 내부에 좌우방향으로 배열 설치되어 원통형 본체(110)의 내부를 다수의 가열공간(S1~S6)으로 구획하는 다수의 배플(121~125); 원통형 본체(110)의 내부에 각 배플(120)을 통과하여 길이방향으로 설치되는 다수의 전열히팅튜브(130);를 포함하는 흡착식 에어 드라이어 시스템의 재생용 히터에 있어서,
   원통형 본체(110)의 내부에 길이방향으로 설치되는 다수의 전열히팅튜브(130)를 좌우방향 및 상하방향으로 배열 설치하되;
   원통형 본체(110)의 내부 상단부과 내부 하단부, 내부 좌측단부, 내부 우측단부에 각각 전열히팅튜브(130)가 설치되지 않는 미가열공간(E)을 마련하고,
   전열히팅튜브(130)는 상하방향의 다수의 묶음으로 단위결선되되;
   전열히팅튜브(130)는 5개 단위로 결선되고, 중앙부위 결선단위의 용량이 다른 부분의 두배로 설정되거나, 전열히팅튜브(130)는 5개 단위로 결선되고, 중앙부위에서 외곽부위로의 결선단위의 용량이 순차적으로 낮아지며,
   상단 결선단위나 하단 결선단위는 유입공기온도, 토출공기온도의 조건에 따라 작동이 정지되거나 주기적으로 작동되도록 제어되는 것을 특징으로 하는 흡착식 에어 드라이어 시스템의 재생용 히터.
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