KR102170114B1 - 흡착설비 및 이를 위한 흡착제 충진방법 - Google Patents

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Abstract

실시예는 흡착제가 충진된 흡착부를 포함하는 흡착장치; 상기 흡착부에 흡착제를 공급하는 흡착제 충진장치; 및 상기 흡착부에 충진된 흡착제의 충진량을 감지하는 제1 센서를 포함하고, 상기 제1 센서는 상기 흡착부에 충진된 흡착제의 부족분을 감지하고, 상기 부족분을 기반으로 상기 흡착제 충진장치는 상기 흡착부에 흡착제를 보충하는 흡착설비 및 이를 위한 흡착제 충진방법에 관한 것이다. 이에 따라, 흡착장치의 흡착제의 부족분을 감지하고 상기 부족분을 보충하여 상기 고순도 가스설비의 운행 중에서 상기 흡착설비에 흡착제를 충진시킬 수 있다.

Description

흡착설비 및 이를 위한 흡착제 충진방법{ADSOPTION APPARATUS AND FOR ADSOPTION APPARATUS}
실시예는 흡착설비 및 이를 위한 흡착제 충진방법에 관한 것이다. 상세하게, 제철소에 사용되는 산소생산 설비에 있어서, 공기에서 수분 또는 이산화탄소를 흡착하는 흡착제를 보충하는 흡착제 충진장치를 구비하는 흡착설비 및 이를 위한 흡착제 충진방법에 관한 것이다.
일반적으로 제철소에서 다양한 용도로 사용되는 산소, 질소 및 알곤 가스는 대기중의 공기를 압축하고 냉각하여 각 물질에 따른 비등점의 차이에 따라 분리하는 공정에 의해 생산된다.
참고로, 종래 비등점 차이를 이용하여 공기 중 고순도의 가스를 분리하는 장치 및 장치의 운전방법에 대해서는 "공기액화분리설비의 안정화 운전시스템(등록특허 10-0902831)", "공기 분리장치의 냉각운전시간 단축방법(등록특허 10-0805716)" 및 "공기 분리장치의 한냉손실방지를 위한 운전방법(등록특허 10-0768319)"에서 구체적으로 공지되어 있다.
산소, 질소 및 알곤 가스와 같은 고순도 가스를 생산하기 위해, 제철소에서는 고순도 가스설비를 이용한다. 여기서, 고순도 가스설비는 산소생산 설비 또는 고순도 가스생산설비라 불릴 수 있다.
이러한 고순도 가스설비는 흡착제를 이용하여 압축된 공기로부터 수분, 이산화탄소 또는 탄화수소 등을 흡착하여 제거할 수 있다. 예컨데, 상기 고순도 가스설비는 상기 흡착제가 내부에 배치되는 흡착설비를 이용하여 압축된 공기로부터 수분, 이산화탄소 또는 탄화수소 등을 흡착하여 제거할 수 있다. 여기서, 상기 흡착설비는 운전 및 흡착제의 고온 재생을 위해 적어도 두 개가 상기 고순도 가스설비에 배치될 수 있다.
그러나, 상기 흡착제는 고온 재생으로 인한 마모, 열화 손상 등에 의해 소모될 수 있다. 그에 따라, 상기 흡착제의 부족량에 대한 충진이 즉각적으로 이루어지지 않기 때문에, 상기 가스 제조시 품질이 낮아지는 문제가 발생한다.
따라서, 종래의 흡착설비는 즉각적인 흡착제의 충진이 어렵고, 그에 따른 고순도 가스의 품질이 낮아지는 문제를 방지하기 위해, 상기 고순도 가스설비를 정지시키고 흡착제를 충진하는 작업을 수행해야 한다. 따라서, 종래의 고순도 가스 생산에 대한 생산 효율이 하락하는 문제가 있다.
나아가, 흡착설비에 흡착제를 충진하는 과정에 있어서, 대형 크레인(120톤 이상)을 이용하여 고소(20m)에서 흡착제가 충진된 드럼통을 올리고 내리는 반복적인 수작업을 통해 흡착제를 충진하기 때문에, 상당한 시간이 소요되어 설비의 가동을 지체시키는 문제가 있다.
또한, 상기 고소에서 총진 작업이 수행되기 때문에, 작업자의 안전사고에 대한 잠재위험이 항상 존재하는 문제가 있다.
따라서, 상기 고순도 가스설비의 운행 중에서 상기 흡착설비에 흡착제를 충진시키면서도 작업자의 안전을 확보할 수 있는 흡착설비가 요구되고 있는 실정이다.
실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 흡착장치의 흡착제의 부족분을 감지하고 상기 부족분을 보충하는 흡착설비 및 이를 위한 흡착제 충진방법을 제공한다.
실시예가 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급된 과제에 국한되지 않으며 여기서 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제는 실시예에 따라, 흡착제가 충진된 흡착부를 포함하는 흡착장치; 상기 흡착부에 흡착제를 공급하는 흡착제 충진장치; 및 상기 흡착부에 충진된 흡착제의 충진량을 감지하는 제1 센서를 포함하고, 상기 제1 센서는 상기 흡착부에 충진된 흡착제의 부족분을 감지하고, 상기 부족분을 기반으로 상기 흡착제 충진장치는 상기 흡착부에 흡착제를 보충하는 흡착설비에 의해 달성된다.
여기서, 상기 부족분은 상기 흡착부의 흡착제가 상기 흡착장치 내부로 유입된 공기에서 수분 또는 이산화탄소를 흡착함에 따라 발생할 수 있다.
또한, 상기 흡착장치는 하우징; 공기가 유입되게 상기 하우징에 배치되는 유입구; 상기 하우징의 내부에 배치되는 상기 흡착부; 및 상기 흡착부를 통과한 공기가 배출되게 상기 하우징에 배치되는 배출구를 포함하며, 상기 흡착부는 제1 흡착제가 충진된 제1 흡착부와 제2 흡착제가 충진된 제2 흡착부를 포함하고, 상기 제1 흡착제는 알루미나 겔로 제공되고, 상기 제2 흡착제는 몰리큘러시브 겔로 제공될 수 있다.
또한, 흡착제 충진장치는 상기 흡착장치에 연결되는 제1 배관; 저장부; 일측은 상기 제1 배관에 연통되고 타측은 상기 저장부에 연통되는 제2 배관; 상기 제1 배관과 상기 흡착장치 사이에 배치되어 상기 흡착장치로 흡착제의 이송을 제어하는 제1 밸브; 및 상기 제1 배관에 배치되는 투입장치를 포함하며, 상기 투입장치는 상기 저장부에서 상기 제2 배관을 통해 상기 제1 배관으로 이송된 흡착제를 상기 흡착장치로 투입되게 할 수 있다.
그리고, 상기 투입장치는 상기 제1 배관의 일측에 배치되는 실린더; 상기 실린더에 의해 상기 제1 배관의 내부를 따라 왕복 이동하는 샤프트; 및 상기 샤프트의 일측단에 배치되는 플레이트를 포함하며, 상기 실린더의 구동에 의해 상기 플레이트는 상기 제1 배관 내부에 배치되는 흡착제를 상기 흡착장치로 이송할 수 있다.
그리고, 상기 투입장치는 상기 플레이트에 배치되는 브러시를 더 포함하며, 상기 샤프트가 왕복 이동함에 따라, 상기 브러시는 상기 제1 배관의 내면에 잔존하는 흡착제를 제거할 수 있다.
또한, 상기 투입장치는 상기 샤프트의 이동범위를 제한하는 제2 센서를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 흡착제 충진장치는 상기 저장부에 흡착제를 공급하는 공급부; 상기 저장부 내부를 진공상태로 만드는 진공장치부; 상기 저장부와 상기 제2 배관 사이에 배치되는 제2 밸브; 및 상기 저장부와 상기 공급부 사이에 배치되는 제3 밸브를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 진공장치부는 진공펌프; 제4 밸브; 상기 저장부와 상기 제4 밸브 사이에 배치되는 연결배관; 상기 진공펌프와 상기 제4 밸브 사이에 배치되는 제3 배관; 및 상기 연결배관 내부에 배치되는 필터를 포함하고, 상기 진공펌프의 구동시, 상기 필터는 상기 저장부 내부에 잔존하는 흡착제가 상기 제4 밸브측으로 유입되는 것을 방지할 수 있다.
그리고, 상기 공급부는 흡착제가 충진된 탱크; 상기 제3 밸브와 상기 탱크 사이에 배치되는 제4 배관; 및 상기 탱크와 인접하게 상기 제4 배관에 배치되는 제5 밸브를 포함하며, 상기 제5 밸브는 상기 제4 배관을 통해 이송되는 흡착제의 공급량을 제어할 수 있다.
한편, 상기 흡착제 충진장치는 상기 흡착장치의 흡착부에 착탈 가능하게 배치될 수 있다.
상기 과제는 실시예에 따라, 흡착장치의 흡착부 내부에 충진된 흡착제의 충진량을 감지하는 단계; 저장부 내부에 충진된 흡착제를 이용하여 상기 흡착부에 충진된 흡착제의 부족분을 보충하는 단계; 및 저장부 내부에 흡착제를 공급하는 단계를 포함하는 흡착설비를 위한 흡착제 충진방법에 의해 달성된다.
여기서, 상기 저장부 내부에 흡착제를 공급하는 단계는 저장부 내부를 진공상태로 만드는 단계; 및 저장부 내부로 흡착제를 공급하는 단계를 포함할 수 있다.
상기와 같은 구성을 갖는 실시예에 따른 흡착설비 및 이를 위한 흡착제 충진방법은 흡착장치의 흡착제의 부족분을 감지하고 상기 부족분을 보충하여 상기 고순도 가스설비의 운행 중에서 상기 흡착설비에 흡착제를 충진시킬 수 있다.
또한, 흡착설비는 센서를 이용한 흡착제 충진장치를 이용하기 때문에, 작업자의 안전을 확보할 수 있다.
실시예의 다양하면서도 유익한 장점과 효과는 상술한 내용에 한정되지 않으며, 실시예의 구체적인 실시형태를 설명하는 과정에서 보다 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 고순도 가스생산 설비를 나타내는 도면이고,
도 2는 실시예에 따른 흡착제 충진장치를 구비하는 흡착설비를 나타내는 도면이고,
도 3은 고순도 가스생산 설비에 배치되는 흡착장치를 나타내는 도면이고,
도 4는 실시예에 따른 흡착설비의 제어부의 제어관계를 나타내는 블럭도이고,
도 5는 실시예에 따른 흡착설비를 위한 흡착제 충진방법을 나타내는 도면이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제2, 제1 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지게 된다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
실시예에 따른 고순도 가스생산 설비는 공기로부터 산소, 질소 및 알곤 가스 등의 고순도 가스를 생산한다.
도 1은 실시예에 따른 고순도 가스생산 설비를 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 상기 고순도 가스생산 설비는 실시예에 따른 흡착설비(1), 압축기(10), 수세탑(20), 냉각탑(30), 팽창터빈(40), 열교환기(50), 공기분리장치(60) 및 재생가열기(70)를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 흡착설비(1)는 흡착제 충진장치(200)를 구비하여 실시간으로 흡착제의 부족분을 보충할 수 있다.
압축기(10)는 여과기(11)를 통과한 대기 중의 공기를 압축한다. 그에 따라, 압축기(10)에 의해 약 60~90℃에 이르는 압축된 공기가 형성된다. 이때, 상기 공기는 여과기(11)를 통과하면서 이물질이 제거된 후 압축될 수 있다.
압축기(10)에 의해 압축된 공기는 수세탑(20)으로 공급된 후, 수세탑(20)에서 살수되는 다량의 냉각수에 의해 냉각된다. 그에 따라, 압축된 상기 공기는 수세탑(20)에 의해 온도가 20℃ 이하로 낮아지게 된다. 이때, 수세탑(20)의 냉각수는 냉각탑(30)에서 공급받을 수 있다.
그리고, 수세탑(20)에 의해 압축된 상기 공기가 냉각됨에 따라 발생하는 상기 공기의 포화수분은 상기 흡착설비(1)에 의해 제거될 수 있다. 이때, 상기 흡착설비(1)는 흡착제를 이용하여 압축된 공기에서 수분 이외에 이산화탄소 등을 흡착시켜 제거할 수 있다.
상기 흡착설비(1)를 통과한 공기는 팽창터빈(40)과 열교환기(50)로 분배되면서 단열팽창의 원리에 의해 한냉 가스로 생성된 후, 공기분리장치(60)의 하탑(61)에 구비된 액체공기통(63)에 저장된다.
상기 액체공기통(63)의 액상 공기는 배관을 따라 상탑(62)으로 보내져서 낙하되면서 냉각이 이루어지도록 함과 아울러 하탑(61)에서 일부 생성된 액상 산소도 상탑(62)으로 보내어 낙하시킴으로써 냉각작용이 더욱 가중되게 한다. 그에 따라, 공기 중의 산소, 질소, 알곤 가스의 액화점 차이에 의해 액상 가스를 분리한 후, 액상 질소는 액상 질소통(64)에 저장되고, 액상 산소는 액상 산소통(65)에 저장된다.
그리고, 공기분리장치(60)의 상부에 배치되는 불순 질소통(66)에 모인 차가우면서 불순한 질소가스(이하, '폐질소가스'라 함)는 열교환기(50)에서 기화된 후, 재생 가열기(70)에서 가열된다.
재생 가열기(70)에 의해 가열된 폐질소가스는 150~300℃ 정도로 가열된 후, 상기 흡착설비(1)의 흡착장치(100)로 보내져 흡착제의 재생에 이용된다.
도 2는 실시예에 따른 흡착제 충진장치를 구비하는 흡착설비를 나타내는 도면이고, 도 3은 고순도 가스생산 설비에 배치되는 흡착장치를 나타내는 도면이고, 도 4는 실시예에 따른 흡착설비의 제어부의 제어관계를 나타내는 블럭도이다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 실시예에 따른 흡착설비(1)는 흡착장치(100), 흡착제 충진장치(200), 제1 센서(300) 및 제어부(400)를 포함할 수 있다.
여기서, 흡착장치(100)는 내부에 공간이 형성된 하우징(110), 공기가 유입되게 하우징(110)의 일측에 배치되는 유입구(120), 하우징(110)의 내부에 배치되는 흡착부(130), 흡착부(130)를 통과한 공기가 배출되게 하우징(110)에 배치되는 배출구(140) 및 분배구(150)를 포함할 수 있다. 그리고, 흡착장치(100)는 하우징(110)의 하부에 배치되는 폐질소 배출구(150)를 포함할 수 있다.
그에 따라, 상기 흡착설비(1)는 제1 센서(300)를 이용하여 흡착부(130)에 충진된 흡착제의 부족분을 감지하고, 흡착제 충진장치(200)를 통해 흡착부(130)에 상기 부족분을 보충한다.
흡착장치(100)는 흡착제를 이용하여 흡착장치(100)의 내부로 유입된 공기에서 산소, 질소 및 알곤 가스 등의 고순도 가스를 분리하여 배출한다.
하우징(110)은 흡착장치(100)의 외형을 형성하며, 내부에 공간이 형성된 용기로 제공될 수 있다.
유입구(120)는 하우징(110)의 하부에 배치될 수 있다. 이때, 유입구(120)는 상기 공간과 연통되게 배치될 수 있다. 그에 따라, 압축기(10)에 의해 압축된 후 수세탑(20)에서 냉각된 공기는 유입구(120)를 통해 하우징(110)의 내부로 이동한다.
흡착부(130)에는 흡착제가 충진된다. 그리고, 상기 흡착제는 유입구(120)를 통해 유입된 공기의 수분 또는 이산화탄소가 흡착될 수 있다. 이대, 흡착부(130)에는 복수 개의 홀이 형성된 다공판이 배치될 수 있기 때문에, 유입구(120)를 통해 유입된 상기 공기는 흡착부(130)를 통과한 후 배출구(140)로 이동할 수 있다.
흡착부(130)는 제1 흡착부(131)와 제2 흡착부(132)를 포함할 수 있다.
제1 흡착부(131)의 내부에는 제1 흡착제(133)가 충진될 수 있다. 예컨데, 제1 흡착부(131)의 상부에는 외부측과 연통되게 제1 개구가 형성될 수 있으며, 상기 제1 개구를 통해 제1 흡착제(133)를 공급받을 수 있다.
여기서, 제1 흡착제(133)는 수분을 흡착할 수 있는 알루미나 겔로 제공될 수 있다.
제2 흡착부(132)는 제1 흡착부(131)의 내측에 배치될 수 있다.
제2 흡착부(132)의 내부에는 제2 흡착제(134)가 충진될 수 있다. 예컨데, 제2 흡착부(132)의 상부에는 외부측과 연통되게 제2 개구가 형성될 수 있으며, 상기 제2 개구를 통해 제1 흡착제(133)를 공급받을 수 있다.
여기서, 제2 흡착제(134)는 이산화탄소를 흡착할 수 있는 몰리큘러시브 겔로 제공될 수 있다.
따라서, 제1 흡착부(131)에 의해 수분이 흡착되고, 제2 흡착부에 의해 이산화탄소가 흡착된 공기는 배출구(140)를 통해 팽창터빈(40)으로 이동할 수 있다.
배출구(140)는 하우징(110)의 상부에 배치될 수 있다. 이때, 배출구(140)는 하우징(110)의 상기 공간과 연통되게 배치될 수 있다. 그리고, 하우징(110)의 내부에 배치되는 배출구(140)의 일 영역은 제2 흡착부(132)의 내측에 배치될 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 흡착장치(100)는 배출구(140)에 배치되는 필터(141)를 더 포함할 수 있다. 여기서, 배출구(140)에 배치되는 필터(141)는 제1 필터라 불릴 수 있다. 그리고, 상기 제1 필터는 흡착부(130)의 흡착 과정을 통해 발생하는 이물질을 제거할 수 있다.
분배구(150)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 유입구(120)의 단부에 배치될 수 있다. 그에 따라, 분배구(150)는 유입구(120)를 통해 유입된 공기를 하우징(110) 내부로 분배할 수 있다.
상기 고순도 가스생산 설비에 배치되는 흡착장치(100)는 적어도 두 개가 마련될 수 있다. 그에 따라, 상기 고순도 가스생산 설비는 배관 및 밸브를 이용하여 압축된 공기를 흡착장치(100) 중 어느 하나로 공급하여 흡착제를 이용한 흡착 공정을 수행할 수 있다.
도 3을 참조하면, 흡착장치(100) 중 어느 하나는 구동되어 수분 또는 이산화탄소 등이 흡착된 공기를 배출한다. 그리고, 흡착장치(100) 중 다른 하나는 상기 폐질소가스를 이용하여 상기 흡착제를 건조 및 재생하는 재생 공정을 수행한다. 예컨데, 배출구(140)를 통해 유입된 상기 폐질소가스는 흡착부(130)를 통과하여 흡착부(130)에 충진된 흡착제를 재생한다. 그리고, 흡착부(130)를 통과한 상기 폐질소가스는 폐질소 배출구(160)를 통해 배출될 수 있다.
상기 흡착장치(100)의 흡착제가 수분 또는 이산화탄소를 흡착함에 따라, 상기 흡착제의 수명이 단축될 수 있다.
또한, 상기 재생 공정은 약 3시간 마다 주기적으로 수행되기 때문에, 고온 재상으로 인한 마모, 열화손상 등에 의해 상기 흡착부(130)에 충진된 흡착제가 소모될 수 있다.
따라서, 상기 흡착장치(100)의 흡착제에 대한 부족분이 발생한다. 이에, 흡착부(130)의 흡착제 충진량을 감지하는 제1 센서(300)는 흡착제에 대한 부족분을 감지할 수 있다.
도 2를 참조하면, 제1 센서(300)는 상기 흡착장치(100)의 제1 흡착부(131)와 제2 흡착부(132)에 배치될 수 있다. 이때, 제1 센서(300)는 제1 흡착부(131)의 제1 흡착제(133)와 제2 흡착부(132)의 제2 흡착제(134)를 감지할 수 있다. 그에 따라, 제1 센서(300)는 제1 흡착부(131)의 제1 흡착제(133)와 제2 흡착부(132)의 제2 흡착제(134) 각각의 부족분을 감지할 수 있다.
그리고, 제1 센서(300)는 상기 흡착제에 대한 충진량이 포함된 신호를 제어부(400)에 송출할 수 있다. 그에 따라, 제어부(400)는 상기 부족분을 기반으로 흡착제 충진장치(200)를 제어할 수 있다.
흡착제 충진장치(200)는 상기 부족분을 기반으로 흡착부(130)에 흡착제를 보충할 수 있다. 예컨데, 제1 흡착부(131)의 제1 흡착제(133)의 부족분이 발생하면 상기 흡착제 충진장치(200)는 제1 흡착제(133)를 보충할 수 있다. 또는, 제2 흡착부(132)의 제2 흡착제(134)의 부족분이 발생하면 상기 흡착제 충진장치(200)는 제1 흡착제(133)를 보충할 수 있다.
도 2에 도시된 흡착제 충진장치(200)는 제1 흡착부(131)에 연결되어 있으나, 제2 흡착부(132)에 연결될 수 있음은 물론이다.
또한, 흡착제 충진장치(200)는 흡착부(130)에 착탈 가능하게 배치될 수 있다. 그에 따라, 하나의 흡착제 충진장치(200)를 이용하여 제1 흡착제(133) 또는 제2 흡착제(134)를 보충할 수 있다. 따라서, 하나의 흡착제 충진장치(200)를 이용하는 경우, 흡착장치(100)에 흡착제 충진장치(200)가 연결되어 있는 상태와 비교해 볼 때, 착탈 가능하게 배치되는 흡착제 충진장치(200)는 공간의 활용성 및 유지보수가 용이하다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 흡착제 충진장치(200)는 상기 흡착장치(100)에 연결되는 제1 배관(210), 흡착제를 저장할 수 있는 저장부(220), 일측은 상기 제1 배관(210)에 연통되고 타측은 저장부(220)에 연통되는 제2 배관(230), 제1 배관(210)과 흡착장치(100) 사이에 배치되어 흡착장치(100)로 흡착제의 이송을 제어하는 제1 밸브(240) 및 제1 배관(210)에 배치되는 투입장치(250)를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 투입장치(250)는 저장부(220)에서 제2 배관(230)을 통해 제1 배관(210)으로 이송된 흡착제를 상기 흡착장치(100)로 투입되게 할 수 있다.
또한, 상기 흡착제 충진장치(200)는 저장부(220) 내부를 진공상태로 만드는 진공장치부(260), 저장부(220)에 흡착제를 공급하는 공급부(270), 저장부(220)와 제2 배관(230) 사이에 배치되는 제2 밸브(280) 및 저장부(220)와 공급부(270) 사이에 배치되는 제3 밸브(290)를 더 포함할 수 있다.
제1 배관(210)은 흡착장치(100)의 상부에 연결될 수 있다. 이때, 제1 배관(210)은 흡착장치(100)에 착탈 가능하게 연결될 수 있다. 이에, 제1 배관(210)의 일측에는 제1 밸브(240)가 배치될 수 있다. 그에 따라, 제1 밸브(240)는 제1 배관(210)의 흡착제가 흡착장치(100)로 이동하는 것을 제어할 수 있다. 그리고, 제1 밸브(240)는 플랜지와 같은 배관 구조를 이용하여 흡착장치(100)에 착탈 가능하게 연결될 수 있다.
저장부(220)는 제1 배관(210)에 흡착제를 공급하도록 흡착제를 저장할 수 있다. 여기서, 저장부(220)는 내부에 흡착제가 충진될 수 있는 호퍼로 제공될 수 있다.
저장부(220)의 흡착제는 제2 배관(230)을 통해 제1 배관(210)으로 이동할 수 있다. 여기서, 제2 배관(230)은 경사지게 배치될 수 있기 때문에, 제2 배관(230)을 따라 이동하는 흡착제는 자중에 의해 제1 배관(210)으로 이동할 수 있다.
여기서, 저장부(220)와 제2 배관(230) 사이에 배치되는 제2 밸브(280)는 저장부(220)의 흡착제가 제2 배관(230)으로 이동하는 것을 제어할 수 있다.
도 2를 참조하면, 투입장치(250)는 제1 배관(210)의 상부에 배치될 수 있다.
그리고, 투입장치(250)는 제2 배관(230)을 따라 이송된 흡착제를 제1 배관(210)의 하부측으로 이송되게 할 수 있다. 그리고, 제1 밸브(240)가 오픈 상태가 되면, 제1 배관(210)의 하부측에 쌓인 흡착제는 흡착장치(100)로 투입될 수 있다.
도 2를 참조하면, 상기 투입장치(250)는 상기 제1 배관(210)의 일측인 상부에 배치되는 실린더(251), 실린더(251)에 의해 제1 배관(210)의 내부를 따라 왕복 이동하는 샤프트(252) 및 샤프트(252)의 일측단인 하부에 배치되는 플레이트(253)를 포함할 수 있다. 그에 따라, 샤프트(252)가 실린더(251)의 구동에 의해 상하로 왕복 이동을 하면, 플레이트(253)는 흡착제를 제1 배관(210)의 하부측으로 이송되게 할 수 있다. 여기서, 플레이트(253)는 원형의 판으로 제공될 수 있다.
또한, 상기 투입장치(250)는 플레이트에 배치되는 브러시(254)를 더 포함할 수 있다. 따라서, 샤프트(252)가 왕복 이동함에 따라, 상기 브러시(254)는 제1 배관(210)의 내면에 잔존하는 흡착제를 제거하여 제1 배관(210)을 통한 흡착제의 이송 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 또한, 상기 투입장치(250)는 샤프트(252)의 이동범위를 제한하는 제2 센서(255)를 더 포함할 수 있다.
제2 센서(255)에 의해 샤프트(252)는 기 설정된 이동범위만큼 왕복이동될 수 있다. 여기서, 제2 센서(255)는 샤프트(252)의 상부측 단부를 감지하도록 상하로 상호 이격되게 배치되는 두 개의 리미트 센서로 제공될 수 있다.
따라서, 제2 센서(255)가 샤프트(252)의 상부측 단부를 감지함에 따라, 제어부(400)는 제2 센서(255)에서 신호를 수신받아 실린더(251)를 제어할 수 있다. 그리고, 상기 실린더(251)는 기 설정된 범위만큼 상하로 샤프트(252)가 왕복 이동되게 한다.
진공장치부(260)와 공급부(270)는 저장부(220)에 연통되게 배치되어 진공 방식을 통해 저장부(220)에 흡착제를 공급한다.
진공장치부(260)는 저장부(220)의 내부를 진공상태로 형성할 수 있다. 이때, 저장부(220)를 기준으로 상하에 각각 배치되는 제2 밸브(280)와 제3 밸브(290)는 닫힘 상태일 수 있다. 여기서, 제3 밸브(290)는 닫힘 상태로서 저장부(220)의 진공효율을 향상시킬 수 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨데, 저장부(220)와 연결된 공급부(270)의 배관에 별도의 밸브를 구비하고, 상기 밸브를 닫음으로써, 공급부(270)의 배관 내부까지 진공상태로 만들 수 있음은 물론이다.
도 2를 참조하면, 진공장치부(260)는 진공펌프(261), 제4 밸브(262), 저장부(220)와 제4 밸브(262) 사이에 배치되는 연결배관(263), 진공펌프(261)와 제4 밸브(262) 사이에 배치되는 제3 배관(264) 및 연결배관(263) 내부에 배치되는 필터(265)를 포함할 수 있다. 여기서, 연결배관(263) 내부에 배치되는 필터(265)는 제2 필터라 불릴 수 있다.
그리고, 진공장치부(260)는 제3 배관(264)에 배치되는 진공량조절 밸브(266)를 더 포함할 수 있다.
진공펌프(261)의 구동시 제4 밸브(262)는 열린 상태이고, 진공펌프(261)가 구동함에 따라 저장부(220)의 내부는 진공상태가 될 수 있다. 이때, 필터(265)는 저장부(220) 내부에 잔존하는 흡착제가 상기 제4 밸브(262)측으로 유입되는 것을 방지할 수 있다.
진공량조절 밸브(266)는 제3 배관(264)에 배치되어 저장부(220)의 내부의 진공량을 조절할 수 있다.
한편, 진공장치부(260)에 의해 저장부(220)의 내부가 진공상태가 되면, 제2 밸브(280)와 제4 밸브(262)를 닫고, 제3 밸브(290)가 열림 상태가 됨으로써, 공급부(270)는 저장부(220)에 흡착제를 공급할 수 있다.
도 2를 참조하면, 공급부(270)는 흡착제가 충진된 탱크(271), 상기 제3 밸브(290)와 탱크(271) 사이에 배치되는 제4 배관(272) 및 탱크(271)와 인접하게 제4 배관(272)에 배치되는 제5 밸브(273)를 포함할 수 있다. 여기서, 제5 밸브(273)는 탱크(271)와 소정의 간격으로 이격되어 제4 배관(272)에 배치될 수 있으며, 탱크(271)에서 제4 배관(272)을 통해 이송되는 흡착제의 공급량을 제어할 수 있다.
한편, 진공장치부(260)에 의해 저장부(220)가 진공상태가 될 때, 제3 밸브(290)는 열림 상태이고, 제5 밸브(273)는 닫힘 상태일 수 있다. 그에 따라, 제4 배관(272)의 내부까지 진공 상태가 될 수 있다.
그리고, 공급부(270)에 의해 흡착제가 저장부(220)에 공급될 때 제5 밸브(273)는 열림 상태로 전환될 수 있기 때문에, 탱크(271)에 저장된 흡착제는 제4 배관(272)을 따라 용이하게 저장부(220)로 공급된다.
제2 밸브(280)는 저장부(220)에서 제2 배관(230)으로 이송되는 흡착제의 이송을 제어할 수 있다. 이때, 제2 밸브(280)는 제어부(400)에 의해 제어될 수 있다.
제3 밸브(290)는 공급부(270)에서 저장부(220)로 이송되는 흡착제의 이송을 제어할 수 있다. 이때, 제3 밸브(290)는 제어부(400)에 의해 제어될 수 있다.
도 4를 참조하면, 제어부(400)가 제1 센서(300)에 의해 흡착장치(100)의 흡착제가 부족함을 알리는 신호를 수신하면, 제어부(400)는 흡착제 충진장치(200)를 제어하여 상기 부족분을 흡착장치(100)의 흡착부(130)에 공급한다. 상세하게, 제어부(400)는 제1 밸브(240)를 조절하여, 흡착장치(100)의 흡착부(130)에 공급되는 흡착제의 공급량을 조절함으로써, 상기 부족분을 공급할 수 있다.
이하, 도 2 내지 도 4를 참조하여, 제어부(400)와 흡착제 충진장치(200)의 제어관계를 살펴보기로 한다.
제어부(400)는 제1 밸브(240)를 닫힘 상태로 제어한 상태에서, 제2 밸브(280)를 열고 투입장치(250)를 구동하여 제1 배관(210)의 하부측으로 흡착제를 이동시킨다. 그에 따라, 흡착제 충진장치(200)는 흡착장치(100)에 흡착제를 공급하기 위한 대기 상태가 된다. 이때, 제어부(400)는 투입장치(250)의 제2 센서(255)d의 신호를 통해 샤프트(252)의 상하 왕복이동을 제어한다.
그리고, 제어부(400)는 제2 밸브(280) 및 제3 밸브(290)를 닫힘 상태로 제어한 상태에서, 진공장치부(260)의 진공펌프(261)를 제어하여 저장부(220)의 내부를 진공 상태로 형성한다. 여기서, 진공장치부(260)의 제4 밸브(262)는 열림 상태이다. 이때, 제어부(400)는 진공장치부(260)의 진공량조절 밸브(266)를 제어하여 저장부(220) 내부의 진공량을 조절할 수 있다.
그리고, 제어부(400)는 제3 밸브(290)를 열림 상태로 제어하고, 진공장치부(260)의 제4 밸브(262)를 닫힘 상태로 제어함으로써, 공급부(270)가 흡착제를 저장부(220)로 공급되게 한다. 이때, 제어부(400)는 제5 밸브(273)를 제어하여 탱크(271)에서 제4 배관(272)을 통해 이송되는 흡착제의 공급량을 제어할 수 있다.
그리고, 제어부(400)는 제1 센서(300)의 신호에 따라 흡착제 충진장치(200)를 제어하여 상기 부족분을 흡착장치(100)의 흡착부(130)에 공급하고 상술 된 과정을 반복수행 함으로써, 흡착제 충진장치(200)는 상기 부족분을 흡착장치(100)의 흡착부(130)에 계속적으로 공급할 수 있게 한다.
한편, 진공장치부(260)에 의해 저장부(220)가 진공상태가 될 때, 제어부(400)는 제3 밸브(290)는 열림 상태로 제5 밸브(273)는 닫힘 상태로 제어할 수 있다. 그에 따라, 제4 배관(272)의 내부까지 진공 상태가 될 수 있다.
그리고, 공급부(270)에 의해 흡착제가 저장부(220)에 공급될 때, 제어부(400)에 의해 제5 밸브(273)는 열림 상태로 전환될 수 있기 때문에, 탱크(271)에 저장된 흡착제는 제4 배관(272)을 따라 용이하게 저장부(220)로 공급된다.
도 5는 실시예에 따른 흡착설비를 위한 흡착제 충진방법을 나타내는 도면이다.
이하, 도 5를 참조하여 실시예에 따른 흡착제 충진방법(S1)에 대해 살펴보기로 한다.
도 5를 참조하면, 상기 흡착제 충진방법(S1)은 흡착장치의 흡착부 내부에 충진된 흡착제의 충진량을 감지하는 단계(S100), 저장부 내부에 충진된 흡착제를 이용하여 상기 흡착부에 충진된 흡착제의 부족분을 보충하는 단계(S200) 및 저장부 내부에 흡착제를 공급하는 단계(S300)를 포함할 수 있다.
그리고, 저장부 내부에 흡착제를 공급하는 단계(S300)는 저장부 내부를 진공상태로 만드는 단계(S310) 및 저장부 내부로 흡착제를 공급하는 단계(S320)를 포함할 수 있다.
흡착장치의 흡착부 내부에 충진된 흡착제의 충진량을 감지하는 단계(S100)는 제1 센서(300)를 이용하여 흡착부(130)에 충진된 흡착제의 부족분을 감지한다.
저장부 내부에 충진된 흡착제를 이용하여 상기 흡착부에 충진된 흡착제의 부족분을 보충하는 단계(S200)는 제1 센서(300)의 신호에 의해 제어부(400)가 흡착제 충진장치(200)를 통해 흡착부(130)에 상기 부족분을 보충한다.
상세하게, 제어부(400)는 제1 밸브(240)를 닫힘 상태로 제어한 상태에서, 제2 밸브(280)를 열고 투입장치(250)를 구동하여 제1 배관(210)의 하부측으로 흡착제를 이동시킨다. 그에 따라, 흡착제 충진장치(200)는 흡착장치(100)에 흡착제를 공급하기 위한 대기 상태가 된다.
상기 대기 상태에서 제어부(400)가 제1 밸브(240)를 열림 상태로 전환함으로써, 흡착제는 흡착부(130)에 상기 부족분을 보충한다. 이때, 제2 밸브(280)는 닫힘 상태로 제어될 수 있다.
저장부 내부에 흡착제를 공급하는 단계(S300)는 저장부(220)에서 소모된 흡착제를 저장부(220)에 공급한다.
상세하게, 저장부 내부를 진공상태로 만드는 단계(S310)는 제2 밸브(280) 및 제3 밸브(290)를 닫힘 상태로 제어한 상태에서, 진공장치부(260)의 진공펌프(261)를 제어하여 저장부(220)의 내부를 진공 상태로 형성한다.
저장부 내부로 흡착제를 공급하는 단계(S320)는 제3 밸브(290)를 열림 상태로 제어하고, 진공장치부(260)의 제4 밸브(262)를 닫힘 상태로 제어함으로써, 공급부(270)가 흡착제를 저장부(220)로 공급되게 한다. 이때, 제어부(400)는 제5 밸브(273)를 제어하여 탱크(271)에서 제4 배관(272)을 통해 이송되는 흡착제의 공급량을 제어할 수 있다.
그리고, 상술 된 각 단계(S100, S200, S300)를 반복수행함으로써, 상기 상기 흡착제 충진방법(S1)은 흡착부(130)에 흡착제 부족분이 발생할 때마다 계속적으로 흡착부(130)에 흡착제를 공급할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
1: 흡착설비
100: 흡착장치 130: 흡착부
131: 제1 흡착부 132: 제2 흡착부
133: 제1 흡착제 134: 제2 흡착제
200: 흡착제 충진장치
210: 제1 배관 220: 저장부
230: 제2 배관 240: 제1 밸브
250: 투입장치 260: 진공장치부
270: 공급부 280: 제2 밸브
290: 제3 밸브
300: 제1 센서
400: 제어부

Claims (13)

  1. 흡착제가 충진된 흡착부를 포함하는 흡착장치;
    상기 흡착부에 흡착제를 공급하는 흡착제 충진장치; 및
    상기 흡착부에 충진된 흡착제의 충진량을 감지하는 제1 센서를 포함하고,
    상기 제1 센서는 상기 흡착부에 충진된 흡착제의 부족분을 감지하고,
    상기 부족분을 기반으로 상기 흡착제 충진장치는 상기 흡착부에 흡착제를 보충하며,
    상기 흡착제 충진장치는
    상기 흡착장치에 연결되는 제1 배관;
    저장부;
    일측은 상기 제1 배관에 연통되고 타측은 상기 저장부에 연통되는 제2 배관;
    상기 제1 배관과 상기 흡착장치 사이에 배치되어 상기 흡착장치로 흡착제의 이송을 제어하는 제1 밸브; 및
    상기 제1 배관에 배치되는 투입장치를 포함하고,
    상기 투입장치는
    상기 제1 배관의 일측에 배치되는 실린더;
    상기 실린더에 의해 상기 제1 배관의 내부를 따라 왕복 이동하는 샤프트; 및
    상기 샤프트의 일측단에 배치되는 플레이트를 포함하며,
    상기 실린더의 구동에 의해 상기 플레이트는 상기 제1 배관 내부에 배치되는 흡착제를 상기 흡착장치로 이송하고,
    상기 투입장치는 상기 플레이트에 배치되는 브러시를 더 포함하며,
    상기 샤프트가 왕복 이동함에 따라, 상기 브러시는 상기 제1 배관의 내면에 잔존하는 흡착제를 제거하는 흡착설비.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 부족분은 상기 흡착부의 흡착제가 상기 흡착장치 내부로 유입된 공기에서 수분 또는 이산화탄소를 흡착함에 따라 발생하는 흡착설비.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 흡착장치는
    하우징;
    공기가 유입되게 상기 하우징에 배치되는 유입구;
    상기 하우징의 내부에 배치되는 상기 흡착부; 및
    상기 흡착부를 통과한 공기가 배출되게 상기 하우징에 배치되는 배출구를 포함하며,
    상기 흡착부는 제1 흡착제가 충진된 제1 흡착부와 제2 흡착제가 충진된 제2 흡착부를 포함하고,
    상기 제1 흡착제는 알루미나 겔로 제공되고,
    상기 제2 흡착제는 몰리큘러시브 겔로 제공되는 흡착설비.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 투입장치는 상기 샤프트의 이동범위를 제한하는 제2 센서를 더 포함하는 흡착설비.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 흡착제 충진장치는
    상기 저장부에 흡착제를 공급하는 공급부;
    상기 저장부 내부를 진공상태로 만드는 진공장치부;
    상기 저장부와 상기 제2 배관 사이에 배치되는 제2 밸브; 및
    상기 저장부와 상기 공급부 사이에 배치되는 제3 밸브를 더 포함하는 흡착설비.
  9. 흡착제가 충진된 흡착부를 포함하는 흡착장치;
    상기 흡착부에 흡착제를 공급하는 흡착제 충진장치; 및
    상기 흡착부에 충진된 흡착제의 충진량을 감지하는 제1 센서를 포함하고,
    상기 제1 센서는 상기 흡착부에 충진된 흡착제의 부족분을 감지하고,
    상기 부족분을 기반으로 상기 흡착제 충진장치는 상기 흡착부에 흡착제를 보충하며,
    상기 흡착제 충진장치는
    상기 흡착장치에 연결되는 제1 배관;
    저장부;
    일측은 상기 제1 배관에 연통되고 타측은 상기 저장부에 연통되는 제2 배관;
    상기 제1 배관과 상기 흡착장치 사이에 배치되어 상기 흡착장치로 흡착제의 이송을 제어하는 제1 밸브; 및
    상기 제1 배관에 배치되는 투입장치를 포함하고,
    상기 투입장치는
    상기 제1 배관의 일측에 배치되는 실린더;
    상기 실린더에 의해 상기 제1 배관의 내부를 따라 왕복 이동하는 샤프트; 및
    상기 샤프트의 일측단에 배치되는 플레이트를 포함하며,
    상기 실린더의 구동에 의해 상기 플레이트는 상기 제1 배관 내부에 배치되는 흡착제를 상기 흡착장치로 이송하고,
    상기 흡착제 충진장치는
    상기 저장부에 흡착제를 공급하는 공급부;
    상기 저장부 내부를 진공상태로 만드는 진공장치부;
    상기 저장부와 상기 제2 배관 사이에 배치되는 제2 밸브; 및
    상기 저장부와 상기 공급부 사이에 배치되는 제3 밸브를 포함하며,
    상기 진공장치부는
    진공펌프;
    제4 밸브;
    상기 저장부와 상기 제4 밸브 사이에 배치되는 연결배관;
    상기 진공펌프와 상기 제4 밸브 사이에 배치되는 제3 배관; 및
    상기 연결배관 내부에 배치되는 필터를 포함하고,
    상기 진공펌프의 구동시, 상기 필터는 상기 저장부 내부에 잔존하는 흡착제가 상기 제4 밸브측으로 유입되는 것을 방지하는 흡착설비.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 공급부는
    흡착제가 충진된 탱크;
    상기 제3 밸브와 상기 탱크 사이에 배치되는 제4 배관; 및
    상기 탱크와 인접하게 상기 제4 배관에 배치되는 제5 밸브를 포함하며,
    상기 제5 밸브는 상기 제4 배관을 통해 이송되는 흡착제의 공급량을 제어하는 흡착설비.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 흡착제 충진장치는 상기 흡착장치의 흡착부에 착탈 가능하게 배치되는 흡착설비.
  12. 흡착장치의 흡착부 내부에 충진된 흡착제의 충진량을 감지하는 단계;
    흡착제 충진장치를 이용하여 상기 흡착부에 충진된 흡착제의 부족분을 보충하는 단계; 및
    저장부 내부에 흡착제를 공급하는 단계를 포함하고,
    상기 흡착제 충진장치는
    상기 흡착장치에 연결되는 제1 배관;
    저장부;
    일측은 상기 제1 배관에 연통되고 타측은 상기 저장부에 연통되는 제2 배관;
    상기 제1 배관과 상기 흡착장치 사이에 배치되어 상기 흡착장치로 흡착제의 이송을 제어하는 제1 밸브; 및
    상기 제1 배관에 배치되는 투입장치를 포함하고,
    상기 투입장치는
    상기 제1 배관의 일측에 배치되는 실린더;
    상기 실린더에 의해 상기 제1 배관의 내부를 따라 왕복 이동하는 샤프트; 및
    상기 샤프트의 일측단에 배치되는 플레이트를 포함하며,
    상기 실린더의 구동에 의해 상기 플레이트는 상기 제1 배관 내부에 배치되는 흡착제를 상기 흡착장치로 이송하여 보충하고,
    상기 투입장치는 상기 플레이트에 배치되는 브러시를 더 포함하며,
    상기 샤프트가 왕복 이동함에 따라, 상기 브러시는 상기 제1 배관의 내면에 잔존하는 흡착제를 제거하는 흡착설비를 위한 흡착제 충진방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 저장부 내부에 흡착제를 공급하는 단계는
    저장부 내부를 진공상태로 만드는 단계; 및
    저장부 내부로 흡착제를 공급하는 단계를 포함하는 흡착설비를 위한 흡착제 충진방법.
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