KR102177188B1 - 압축 가스 건조 장치 - Google Patents

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아틀라스 캅코 에어파워, 남로체 벤누트삽
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Abstract

압축기(3)로부터 발생한 건조될 압축 가스를 위한 입구(14)와, 건조된 압축 가스를 위한 출구(16)를 갖는 압축 가스 건조 장치로서, 건조 장치(2)는, 재생 가능 건조제로 채워진 다수의 용기(8)와, 입구(14) 및 출구(16)를 용기(8)에 연결하는 제어 가능 밸브 시스템(10)을 포함하는 것인 압축 가스 건조 장치(2)에 있어서, 건조 장치(2)는 적어도 3개의 용기(8)를 포함하며, 밸브 시스템(10)은 적어도 하나의 용기(8c)가 항시 재생되고 있는 한편 다른 용기(8a, 8b)들은 압축 가스를 건조시키도록 되어 있으며, 밸브 시스템(10)의 제어로 인해 용기(8)들은 각각 연속하여 순서대로 재생되는 것을 특징으로 한다.

Description

압축 가스 건조 장치
본 발명은 압축 가스를 건조시키는 장치에 관한 것이다.
보다 구체적으로, 본 발명은 압축기로부터 발생한 압축 가스를 건조시키기 위한 것이다.
재생 가능 건조제가 채워진 회전 드럼을 갖는 형태의 건조기가 이미 공지되어 있으며, 여기서, 드럼의 회전으로 인해, 건조제는 그 건조제를 이용하여 압축 가스를 건조시키는 건조 구역과, 그 건조제를 고온 가스와 접촉시킴으로써 재생하는 재생 구역을 번갈아가면서 통과한다.
본 명세서에 있어서, 재생은, 습기로 포화 또는 거의 포화된 건조제로부터, 그 건조제로부터 습기를 제거할 재생 가스와 접촉시킴으로써 흡수 또는 흡착된 습기를 제거하는 프로세스를 의미한다. 그러면, 그 건조제는 건조에 다시 이용될 수 있을 것이다.
드럼이 회전하기 때문에, 재생된 건조제는 건조 구역 내로 들어오고 포화된 건조제는 재생 구역 내로 들어올 것이다.
그러한 건조기의 단점은, 상이한 구역들 간의 분리가 보장되지 않고 누설이 발생하여 재생 가스가 건조된 가스로 누설될 가능성이 있다는 점이다.
2개의 별개의 용기를 갖는 형태의 건조기도 이미 공지되어 있는데, 그 용기들은 각각 압축 가스의 건조와 재생을 번갈아가면서 행하도록 작동된다.
파이프와 밸브로 이루어진 적절한 시스템을 이용함으로써, 두 용기들은 전환될 수 있다.
이러한 장치의 단점은, 가장 느린 프로세스, 즉 대부분의 경우에 건조에 의한 건조제의 포화가 건조기의 작동 및 효율을 결정할 것이라는 점이다.
상기한 공지의 두 건조기의 추가적인 단점은, 건조 및 재생 구역들을 위해 고정된 용적이 이용되어, 상황 또는 환경에 의해 요구되는 바에 따라 조절될 수 없다는 점이다.
본 발명의 목적은 상기한 단점 및 기타 단점들 중 적어도 하나에 대한 해결책을 제공하는 데에 있다.
본 발명의 주제는, 압축기로부터 발생한 건조될 압축 가스를 위한 입구와, 건조된 압축 가스를 위한 출구를 갖는 압축 가스 건조 장치로서, 이 건조 장치는, 재생 가능 건조제로 채워진 다수의 용기와, 상기 입구 및 출구를 상기 용기에 연결하는 제어 가능 밸브 시스템을 포함하며, 그 건조 장치는 적어도 3개의 용기를 포함하며, 상기 밸브 시스템은 적어도 하나의 용기가 항시 재생되고 있는 한편 다른 용기들은 압축 가스를 건조시키도록 되어 있으며, 밸브 시스템의 제어로 인해 용기들은 각각 연속하여 순서대로 재생되며, 그 건조 장치에는 재생되고 있는 상기 적어도 하나의 용기의 재생을 위해 건조된 압축 가스의 일부를 분할하는 분할 라인이 마련되며, 이 분할 라인에는 분할 가스를 가열하는 가열 요소가 마련되며, 용기들은 재생되기 전 또는 후에 냉각되며, 밸브 시스템을 제어함으로써, 각 용기는 연속적으로,
- 건조를 행하고 재생되고 냉각되거나,
- 건조를 행하고 냉각되고 재생되며,
밸브 시스템은 하나의 용기는 항시 냉각되고 있는 한편 적어도 하나의 용기는 재생되고 있고 적어도 2개의 다른 용기는 압축 가스를 건조시키도록 되어 있다.
재생 가능 건조제는 예를 들면 실리카 겔일 수 있지만, 다른 재생 가능 건조제도 본 발명의 가능성에 속한다.
건조될 가스가 건조제를 통과하거나 건조제를 따라가게 함으로써, 존재하는 습기는 건조제에 의해 흡착 또는 흡수되어 가스로부터 제거될 것이다.
본 명세서에 있어서 "밸브 시스템"은 대체로 차단 밸브 또는 조절 가능 밸브를 갖는 접속부와 파이프의 네트워크를 의미한다. 밸브 시스템은 수많은 상이한 형태를 취할 수 있음은 명백할 것이다.
그 이점은 건조 구역과 재생 구역으로서 기능할 수 있는 상이한 별개의 용기들을 이용함으로써, 예를 들면 재생 가스가 건조된 가스로 누설되는 누설이 발생하지 않는다는 점이다.
다른 이점은 다수의 용기가 동시에 건조를 행할 수 있어, 각 용기는 보다 긴 시간 동안 건조를 행하고 보다 짧은 시간에 재생될 것이라는 점이다.
재생이 보다 신속하게 진행됨에 따라, 이는 프로세스 효율을 향상시킬 것이다. 실제로, 이러한 식으로 재생 프로세스와 건조 프로세스가 보다 양호하게 서로 조율되어, 하나의 용기의 재생이 행해졌을 때에 다른 용기가 완전히 포화될 것이다.
추가적인 이점은, 다수의 용기, 예를 들면, 6개, 8개 또는 그 이상의 용기가 이용되어, 재생되고 있는 용기의 개수와 건조를 행하고 있는 용기의 개수가 건조될 공기의 습도 또는 온도 등의 외부적 파라미터나 환경적 파라미터에 기초하여 선택될 수 있다는 점이다.
게다가, 해당 용기 또는 건조제의 유지보수, 수리 또는 교체가 이를 위해 전체 장치를 중지시켜야 할 필요 없이 가능하도록 그 장치로부터 하나 이상의 용기를 일시적으로 차단 또는 분리하는 것을 가능하게 한다.
본 발명에 따르면, 용기의 재생은 건조된 후 등의 압축 가스로부터 인출된 재생 가스에 의해 행해질 수 있다. 또한 재생 가스를 갖는 별도의 회로를 재생에 이용하는 것도 가능하다.
바람직하게는, 압축기로부터 발생한 압축기 가스는 건조를 행하는 용기에 보내지기 전에 냉각기에 먼저 보내지며, 그 냉각기는 상기 장치 또는 압축기의 일부를 형성할 수 있다.
이는 냉각된 가스가 보다 잘 건조된다는 이점을 갖는다. 게다가, 건조제는 가스로부터 습기를 보다 잘 흡수 또는 흡착할 수 있도록 낮은 온도로 유지될 것이다.
본 발명에 따르면, 용기는 재생되기 전 또는 후에 냉각되며, 밸브 시스템을 제어함으로써, 각 용기는 연속적으로,
- 건조를 행하고 재생되고 냉각되거나,
- 건조를 행하고 냉각되고 재생되며,
밸브 시스템은 하나의 용기는 항시 냉각되고 있는 한편 적어도 하나의 용기는 재생되고 있고 적어도 2개의 다른 용기는 압축 가스를 건조시키도록 되어 있다.
낮은 온도의 건조제가 습기를 보다 잘 흡수 또는 흡착할 수 있기 때문에, 이는 그 장치의 효율을 향상시킬 것이다.
용기의 냉각이 재생 전 또는 후에 행해질 수 있지만, 그 냉각은 바람직하게는 재생 후에 행해진다.
본 발명은 또한, 압축될 가스를 위한 입구와, 압축 가스를 위한 압력 파이프를 갖는 출구를 구비한 압축기가 마련된 압축기 장치에 관한 것으로, 이 압축기 장치에는 압축기에 의해 공급되는 압축 가스의 흐름을 건조시키는 본 발명에 따른 건조 장치가 마련되며, 그 압축 가스는 건조 장치의 출구를 거쳐 소비자 네트워크로 건조 가스를 공급하도록 상기 건조 장치를 통해 안내되며, 이를 위해 압력 파이프가 건조 장치의 출구에 연결된다.
그러한 압축기 장치는 본 발명에 따른 건조 장치에 상응하는 이점을 가질 것이다.
본 발명의 특징들을 보다 잘 제시하고자, 이하에서 그 장치 및 압축기 장치의 몇몇 바람직한 변형예들을 첨부 도면을 참조하여 한정의 의도 없이 예로서 설명한다.
도 1 내지 도 10은 압축 가스 건조 장치 및 이 장치가 마련된 압축기 장치의 다수의 변형예를 개략적으로 도시한다.
도 1은 압축기 장치(1)를 개략적으로 도시하는 것으로, 그 압축기 장치(1)에는 그로부터 발생한 압축 가스를 건조시키는 장치(2)가 마련되어 있다.
압축기 장치(1)는 압축될 가스를 위한 입구(4)와, 압축 가스를 위한 압력 파이프를 갖는 출구(5)를 구비한 압축기(3)를 더 포함한다.
압축기(3)의 하류에는 압축 가스가 장치(2)로 보내지기 전에 그 압축 가스를 냉각하는 냉각기(6)가 부착되어 있다.
냉각기(6)가 압축기 장치(1)의 일부를 형성하는 대신에 장치(2)의 일부를 형성하는 것을 배제하진 않는다.
냉각기(6)의 출구(7)가 장치(2)에 연결된다.
장치(2)는 또한 다수의 용기(8), 본 예의 경우에 4개의 용기(8a 내지 8d)를 포함한다. 그 장치가 3개, 5개, 6개, 7개, 8개, 심지어는 그 이상의 용기(8)를 포함하는 것을 배제하지 않는다는 점은 명백할 것이다.
본 예의 경우, 2개의 용기(8a, 8b)가 건조를 행하는 한편, 하나의 용기(8d)는 냉각되고 하나의 용기(8c)는 재생될 것이다.
하지만, 항시 그럴 필요는 없다. 건조를 행하고 냉각되고 재생되는 용기(8)의 개수는 시간이 경과함에 따라 변할 수도 있다. 예를 들면, 재생이 건조보다 신속하게 진행되는 경우 또는 용기(8d)의 냉각이 완료된 경우, 용기(8d)가 건조를 시작할 수 있다.
용기(8)는 예를 들면 실리카 겔 등의 재생 가능 건조제로 채워진다. 건조제는 용기(8)를 통해 안내되는 습한 가스로부터 예를 들면 물 또는 수증기 등의 습기를 흡수 또는 흡착할 수 있다.
용기(8)는 바람직하게는 압출 프로파일에 의해 형성된다. 도면에서 알 수 있는 바와 같이, 용기는 가스의 공급 및 제거를 위한 2개의 연결부(9)를 구비하며, 이들 연결부(9)는 그 프로파일의 서로 대향한 단부들에 위치한다. 이러한 식으로, 가스는 용기(8) 및 나아가서는 건조제를 통해 긴 길을 이동해야 한다.
장치(2)에는 제어 가능 밸브 시스템(10)이 마련되며, 본 예에서 그 밸브 시스템은 밸브(13) 또는 차단 밸브를 갖는 파이프(12)의 네트워크로 이루어지고 용기(8)에 연결되는 하나 이상의 블록(11a, 11b)의 형태로 구성된다.
이 경우, 동일한 거나 다름없고, 용기(8)의 대향한 단부들에 연결되는 2개의 블록(11a, 11b)이 존재한다.
제어 가능한 밸브 시스템(10)은, 밸브(13)의 적절한 전환에 의해 하나의 용기(8c)는 재생되고 하나의 용기(8d)는 냉각되고 2개의 용기(8a, 8b)는 건조를 행하도록 하는 식으로 밸브 시스템(10)을 조절하는 것이 가능하도록 구성된다.
도시한 예에서, 이는 밸브(13)가 2개의 상이한 상태 간에 전환 가능하기 때문에 가능하다. 이를 위해, 장치(2)에는 도면에서는 도시 생략한 제어 유닛이 마련된다.
장치(2)는 블록(11a)의 위치에 건조될 압축 가스를 위한 입구(14)가 마련되며, 이 입구는 인젝터(15)에 의해 상기한 냉각기(6)의 출구(7)에 연결된다.
게다가, 장치에는 다른 블록의 위치에 건조된 압축 가스를 위한 출구(16)가 마련된다.
장치(2)에는 또한 압축기(3)로부터 발생한 건조될 고온의 압축 가스를 냉각기를 통과시키기 전에 그 가스의 일부를 인출하는 분기 라인(17)이 마련되며, 그 인출된 가스가 분기 라인(17)을 통해 하나의 용기(8c)로 보내져 그 용기를 재생하게 된다.
그 가스가 비교적 고온이기 때문에, 건조제로부터 흡수 또는 흡착된 습기를 추출하여 제거함으로써 용기(8c)를 효율적으로 재생할 수 있을 것이다.
그 가스는 이어서 피드백 라인(18)을 통해 냉각기(19)로 보내지고 이어서 상기한 인젝터(15)로 보내진다. 이 경우, 피드백 라인(18)은 블록(11a)에 통합된다. 그 가스를 상기한 용기(8)들 중 하나로 다시 보내는 대신에 배기하는 것도 가능하다.
장치(2), 보다 구체적으로 블록(11a, 11b)은 또한 건조된 압축 가스의 일부를 그 가스가 출구(16)를 통해 장치(2)를 떠나기 전에 분할할 수 있도록 구성된다.
도시한 예에서, 이는 블록(11b)의 밸브(13)의 작동 및 파이프(12)에 의해 행해진다.
분할된 가스는 냉각되어야 하는 용기(8d)로 안내될 것이며, 그 후에 피드백 라인(18)을 통해 냉각기(19)로, 이어서 상기한 인젝터(15)로 보내진다. 그 후에 가스를 냉각기(19) 및 인젝터(15)로 보내는 대신에 배기하는 것을 배제하진 않는다.
냉각기(19)는 선택적이다.
압축기 장치(1)의 작동은 매우 간단하며 아래와 같다.
압축기(3)는 입구(4)를 통해 압축될 가스를 빨아들이며, 그 가스는 다량의 습기를 함유할 수 있다. 압축 가스는 압축기(3)의 출구(5)를 통해 압축기(3)를 떠날 것이다.
가스는 압축 중에 가열될 것이기 때문에, 압축 가스는 고온일 것이다.
따라서, 그 압축 가스는 냉각기(6)를 거치기 되며, 습기의 일부가 응축하여 응축수 분리기를 통해 제거되는 것을 배제하진 않는다.
냉각된 압축 가스는 장치의 입구(14)로 보내지며, 여기서 인젝터(15)를 통해 용기(8)로 안내된다.
여기서, 블록(11a)의 밸브(13)는 그 가스가 건조를 행하고 있는 용기(8a, 8b) 내로만 보내질 수 있도록 제어된다.
그 용기(8a, 8b)의 통과 중에, 가스는 건조제와 밀접하게 접촉하게 되어, 가스 내의 습기는 건조제에 의해 흡수 또는 흡착될 수 있다.
건조된 압축 가스는 용기(8a, 8b)를 떠나, 파이프(12) 및 블록(11b)의 밸브(13)를 통해 출구(16)로 흘러, 예를 들면 도시 생략한 소비자 네트워크로 제거될 것이다.
상기한 2개의 용기(8a, 8b)에서 이루어지는 건조 프로세스와 동시에, 하나의 용기(8c)는 재생될 것이며, 그 용기는 포화 또는 거의 포화된 건조제를 수용할 것이다. 이 용기는 그 전에 가스를 건조시켰을 것이다.
용기(8c)를 재생하기 위해, 재생 가스를 이용하며, 이 경우 그 가스는 분기 라인(17)에 의해 압축기의 출구(5)에서 인출된다.
분기 라인(17)은 고온의 압축 가스의 일부를 인출하여 블록(11b)으로 안내하며, 여기서, 파이프(12)와 밸브(13)는 그 가스가 재생되어야 하는 용기(8c)로 안내되도록 보장한다.
인출된 가스는 용기(c)를 통해 흐르며, 압축열을 이용함으로써 흡수 또는 흡착된 습기가 제거되고 이에 따라 건조제가 건조된다.
용기(8c)를 통과한 후에, 그 가스는 블록(11a)의 피드백 라인(18)을 통해 냉각기(19)로 보내져, 인젝터(15)에 의해 압축기(3)로부터 발생한 냉각된 압축 가스와 혼합된다.
이어서, 그 가스는 용기(8a, 8b)는 용기로 보내질 것이며 전술한 바와 동일한 경로를 취할 것이다.
다시 말해, 그 가스는 재활용된다.
이 경우, 본 발명을 위해 반드시 필요로 하는 것은 아니지만, 제4 용기(8d)는 건조 프로세스 및 재생 프로세스와 동시에 냉각될 것이다. 용기(8d)는 그 전에 고온의 재생 가스에 의해 재생되었을 것이다.
그 결과, 재생된 건조제는 비교적 고온일 것이다.
저온의 건조제가 고온의 건조제보다 건조를 양호하게 행할 수 있기 때문에, 해당 용기(8d)를 다시 건조를 행하도록 배치하기 전에 먼저 건조제를 냉각시키는 것이 장치(2)의 효율을 위해 보다 좋다.
그 냉각은 냉각 가스에 의해 행해질 것이며, 이 경우 냉각 가스는 출구(16)에서 분할된 저온의 건조된 압축 가스이다.
파이프(12)와 블록(11b)의 밸브(13)는 분할된 가스가 냉각되어야 하는 용기(8d)로 안내되게 보장할 것이다.
분할 가스는 용기(8d)를 통해 흐를 것이며, 그 가스가 건조제를 냉각시킬 것이다. 용기(8d)를 통과한 후에, 그 가스는 블록(11b)을 통해 피드백 라인(18)을 거쳐 냉각기(19)로 보내져, 인젝터(15)에 의해 압축기(3)로부터 발생한 냉각된 압축 가스와 혼합된다.
다시 말해, 이 경우에 냉각 가스는 재생 가스와 마찬가지로 재활용된다.
가스를 건조시키고 있는 용기(8a, 8b) 중 하나가 습기로 포화된 경우, 그 용기, 예를 들면 용기(8a)를 재생할 필요가 있을 것이다.
밸브(13)를 전환함으로써, 분기 라인(17) 및 피드백 라인(18)에 대한 용기(8a)의 연결부를 개방함으로써 재생 가스가 용기(8a)로 보내지게 하여, 재생이 전술한 프로세스에 따라 이루어질 수 있도록 보장할 수 있다.
이전에 가스를 건조시켰던 다른 용기(8b)는 아직 포화되지 않아 가스를 건조시키는 데에 여전히 이용될 것이다.
이전에 재생되었던 용기(8c)는 이제는 냉각될 것이다. 이는 마찬가지로 냉각 가스가 용기(8c)로 안내되도록 밸브(17)를 적절히 전환함으로써 행해진다.
또한, 유사한 방식으로, 이전에 냉각되었던 용기(8d)는 이제는 압축 가스를 건조시키도록 배치된다.
전술한 전환 사이클은 계속 반복되어, 각 용기(8)가 연속적으로 건조를 행하고, 재생되고 이어서 냉각되며, 그 후에 다시 가스를 건조시키는 데에 이용될 수 있을 것이다.
중요하게는, 밸브(13)의 제어는 장치(2)의 작동 파라미터 및/또는 부하 수준에 따라 조절되어 프로세스를 최적화할 수 있다는 유념해야 한다.
예를 들면, 압축기(3)를 떠나는 압축 가스의 습기의 정도에 기초하여,
그 제어는 예를 들면, 필요한 센서 및 제어기를 마련함으로써 자동으로 행해질 수 있다는 점은 명백하다.
전술한 바와 같은 용기(8)가 재생후에 냉각되지만, 용기(8)가 재생되기 전에 먼저 냉각되는 것을 배제하진 않는다.
도 2는 압축기 장치(1)의 대안적인 실시예를 도시한다.
전술한 실시예와의 차이점은 인젝터(15)가 분할 흐름을 제어할 밸브(20)로 대체되어다는 점이다. 이 경우, 밸브(20)는 분할 부분 흐름들 간의 비를 제어할 3웨이 밸브로서 구성된다. 밸브(20)는 전술한 제어 또는 다른 제어를 이용하여 작동적으로 제어 가능하도록 하는 것도 가능하다.
냉각 또한 다른 방식으로 행해질 것이다. 이 경우, 임의의 냉각기(6)를 통과한 후에 인출된 건조될 가스의 일부를 이용한다. 그 인출된 가스를 이용하여 용기(8d)를 냉각시키며, 그 후에 인출된 가스는 건조된 압축 가스를 위한 출구(16)로 안내된다.
그 외의 압축기 장치(1) 및 그 작동은 전술한 실시예와 유사하다.
도 3은 제1 실시예와 대략 동일하지만, 이 경우에는 압축 가스가 냉각기(6)를 통과한 후에 분기 라인(17)이 가스를 인출하는, 다른 대안적인 실시예를 도시한다. 열교환기(21)가 분기 라인(17)에 포함되어, 압축 가스로부터 추출된 열에 의해 가스를 다시 가열하도록 상기한 냉각기(6)에 결합된다.
도 4는 본 발명에 따른 장치 및 압축기 장치의 실시예를 도시하는 것으로, 이 경우에 3개의 용기(8a, 8b, 8c)가 항시 건조를 행하고 하나의 용기(8d)는 재생될 것이다. 다시 말해, 냉각을 위한 별도의 용기(8)는 없다.
본 발명에 따르면, 재생 가스는 건조된 압축 가스가 출구(16)를 통해 장치(2)를 떠나기 전에 분할 라인(22)에 의해 건조된 압축 가스로부터 분할된다.
건조된 압축 가스가 냉각기(6)에서 냉각되기 때문에, 재생될 용기(8d)로 보내지기 전에 분할 가스를 가열하는 가열 요소(23)를 분할 라인(22)에 마련할 필요가 있을 것이다.
이 경우에, 반드시 필요로 하는 것은 아니지만, 분할 라인(22)과 가열 요소(23)는 모두 블록(11b)에 통합된다.
분할 가스는 가열 요소(23)에 의해 건조제를 재생시킬 수 있기에 충분히 높은 온도로 될 수 있다.
용기(8d)의 재생 단계 후에, 용기(8d)의 냉각은 분할 가스가 용기(8d)로 안내되기 전에 가열되지 않도록 가열 요소(23)를 얼마동안 오프시킴으로써 달성될 수 있다.
그러면, 분할 가스는 이를 테면 냉각 가스로서 기능하여, 가스를 건조시키는 데에 사용하기 전에 용기(8d)의 냉각이 달성될 수 있다.
가열 요소(25)는 용기(8d)의 재생을 보장하기 위해 예를 들면 15분 동안 온 상태로 유지되고, 이어서 분할 가스가 용기(8d)를 냉각시킬 수 있도록 10분 동안 오프 상태로 유지될 수 있다.
특정 경우에, 온도, 작동 조건, 및 요구되는 압력 하의 이슬점에 따라, 단지 건조제를 재생할 수 있기에 충분할 정도로만 높고 너무 높지는 않은 온도로 가열 요소(23)에 의해 분할 가스를 가열하는 것이 가능하다. 이러한 식으로, 용기(8d)의 냉각이 재생 후에 필요로 하지 않거나 및/또는 가열 요소(23)가 일시적으로 오프되어야 하는 것이 보장될 수 있다.
용기(8d)를 통과한 후에, 분할 가스는 배기 밸브(24)에 의해 배기된다. 다시 말해, 그 가스는 재활용되지 않는다.
팽창 밸브(25)가 배기 밸브(24)의 바로 상류에 마련된다. 팽창 밸브는 또한 분할 라인(22)에서 가열 요소(23)의 바로 상류에 마련될 수도 있다.
분할 라인(22)은 분기 라인(17) 대신에 또는 그에 추가하여 본 명세서에서 설명하는 다른 실시예들 중 몇몇에서 이용될 수도 있다.
도 5는 도 1의 압축기 장치(1)와 동일한 대안적인 실시예를 도시하는 것으로, 이 경우에는 인젝터(15)는 생략된다.
그 대신에, 냉각기(19)가 부스터 송풍기(26)로 대체된다.
부스터 송풍기(26)는 냉각 가스와 재생 가스가 피드백 라인(18)을 통해 입구(14)로 다시 보내지도록 보장할 것이다.
부스터 송풍기(26)는 예를 들면 스크루 송풍기, 원심 송풍기, 압축기 및 치형 또는 로터 송풍기 등의 압력 상승 수단을 의미한다.
냉각기(6)는 장치(2)의 입구(14)의 바로 상류측으로 옮겨져, 그 냉각기가 압축기(3)로부터 발생한 가스와, 부스터 송풍기(26)의 작용으로 인해 피드백 라인(18)을 통해 흐르는 냉각 가스와 재생 가스를 냉각시킬 수 있도록 된다.
도 6은 냉각기(9)가 없고 냉각기(6)가 인젝터(15)의 하류에서 입구(14)의 상류의 위치로 옮겨졌다는 점에서 도 1과 상이한 다른 대안적인 실시예를 도시한다.
게다가, 블록(11a)은 밸브(13a)가 3가지의 상태들 간에 전환 가능하도록 상이하게 구성되어 있다.
밸브(13)는 용기(8)의 연결부를, 건조될 가스의 공급을 위해 입구(14)에 연결하여, 해당 용기(8a 또는 8b)가 가스를 건조시킬 수 있도록 하거나, 해당 용기(8d)가 냉각된 경우에 냉각 가스를 피드백 하기 위해 피드백 라인(18)에 연결하거나, 해당 용기(8c)가 재생된 경우에 재생 가스를 복귀시키는 복귀 라인(27)에 연결할 수 있다.
복귀 라인(27)은 재생 가스를 인젝터(15)의 상류의 지점으로 복귀시킬 것이다.
이 경우, 재생 가스와 냉각 가스를 입구(14)로 복귀시키도록 별도의 파이프가 마련된다.
냉각기(6)가 이전에 위치하였던 위치에, 이제는 제어 밸브(28)가 부착되며, 본 예의 경우에 제어 밸브는 2웨이 밸브의 형태를 하고 있고, 그 다음에 상기한 인젝터(15) 및 냉각기(6)가 연속하여 배치된다. 제어 밸브(28)는 밸브(20)와 동일한 기능을 하며, 분할 흐름을 제어할 수 있거나, 압축기(3)로부터 발생한 압축 가스 중 얼마나 많은 가스가 분할 라인(17)에 의해 분할될 지를 제어할 수 있다. 밸브(20)와 마찬가지로, 제어 밸브(28)는 상기한 제어 또는 다른 제어에 의해 자동적으로 제어될 수 있다.
도 7은 "전체 흐름 재생"에 따른 변형예를 도시하는 것으로, 압축기(3)의 전체 흐름이 재생될 용기(8c)로 안내된다.
따라서, 도 1의 냉각기(6)는 인젝터(15)의 하류의 위치로 옮겨져, 압축기의 열이 재생에 이용될 수 있도록 된다.
블록(11b)은 도 6에서와 같이 3가지의 상태를 갖는 밸브(13a)를 구비하도록 구성되며, 이 경우, 복귀 라인(27)이 또한 도 6에서와 같이 마련되어, 냉각 가스와 재생 가스가 입구(14)로 별도의 파이프를 통해 안내될 수 있다.
재생 가스를 위한 피드백 라인(18) 및 냉각 가스를 위한 복귀 라인(27) 모두가 인젝터(15)로 통하며, 이로부터 냉각 가스와 재생 가스가 용기(8a, 8b)에 안내되기 전에 냉각기(6)로 안내된다.
도 8에 도시한 압축기 장치(1)는 도 7의 압축기 장치(1)와 유사하지만, 부스터 송풍기(26)가 복귀 라인(27)에 고정되어, 냉각 가스가 복귀 라인(27)을 통해 냉각기(6)로 안내될 수 있도록 보장한다. 부스터 송풍기(26)의 사용은 인젝터(15)가 불필요하게 한다.
도 9는 도 7의 대안예를 도시한다. 이 경우, 복귀 라인(27)은 없으며, 하지만 냉각 가스는 배기된다.
이를 위해, 압축기 장치(1)는 배기 밸브(24)와 소음 댐퍼(29)가 마련된다. 인젝터(15)는 생략된다.
도 10에 도시한 마지막 변형예는, 냉각기(19)가 없고 냉각기(6)가 옮겨졌다는 점에서 도 1의 형태와 다르다. 이는 하나의 냉각기(19)를 절약할 수 있다는 이점을 갖는다.
상기한 예에서는 재생에 이용되는 가스가 압축 가스로부터 인출 또는 분할되지만, 본 발명에 따른 장치(2)에, 재생되는 상기한 적어도 하나의 용기(8)의 재생을 위한 재생 가스를 갖는 별도의 회로가 마련되는 것을 배제하진 않는다.
이는, 가스의 종류, 온도, 습기 정도 및 가스의 기타 파라미터가 양호한 재생을 달성하기 위해 가능한 한 최적이게 선택될 수 있다는 이점을 갖는다.
도시한 예들은 냉각 가스 및 재생 가스의 출처에 관한 몇 가지 생각 가능한 조합만을 나타내고 있다. 본 발명의 범위 내에서 모두 포함되는 훨씬 더 많은 조합이 가능하다는 점은 명백할 것이다.
도시한 예들은 항시 4개의 용기(8a 내지 8d)를 나타내지만, 단지 3개의 용기(8) 또는 4개보다 많은 용기(8)가 존재하는 것을 배제하진 않는다.
바람직한 실시예는 4개의 용기(8)를 포함하고, 그 중 하나의 용기(8)는 냉각되고 있고 하나의 용기(8)는 재생되고 있으며, 2개의 용기(8)는 건조를 행하고 있지만, 다른 조합도 가능하다.
예를 들면, 건조를 행하고 있거나, 재생되고 있거나 냉각되고 있는 용기(8)의 개수는 용기(8)의 재생 및 냉각 속도에 따라 시간의 경과에 따라 변경 가능하게 하는 것이 가능하다.
게다가, 6개의 용기(8)가 존재하고 그 중 하나의 용기(8)는 항시 냉각되고 있고, 2개의 용기(8)는 항시 재생되고 있고, 3개의 용기는 항시 건조를 행하고 있도록 하는 것이 가능하다.
또한, 8개의 용기(8)가 존재하고 그 중 하나의 용기(8)는 항시 냉각되고 있고, 적어도 2개의 용기(8)는 항시 재생되고 있고, 적어도 4개의 용기(8)는 항시 건조를 행하고 있도록 하는 것이 가능하다.
그러면, 제8의 용기(8)는 그 때에 필요로 하는 것에 의존하여 재생될 용기(8)로서 또는 건조를 행할 용기로서의 선택에 따라 전환될 수 있다.
이는, 도시한 모든 예에서 항시 얼마나 많은 수의 용기(8)가 재생되어야 하는 지 및/또는 냉각되어야 하는 지, 그리고 얼마나 많은 수의 용기(8)가 건조를 행해야 하는 지를 선택할 수 있다는 점에서 본 발명의 다른 추가적인 이점이다.
본 발명이 예로서 설명하고 도면에 도시한 실시예들에 결코 제한되는 것이 아니라, 본 발명에 따른 그러한 장치 및 압축기 장치는 본 발명의 범위로부터 벗어나지 않고 다양한 변형예로 구현될 수 있다.

Claims (26)

  1. 압축기(3)로부터 발생한 건조될 압축 가스를 위한 입구(14)와, 건조된 압축 가스를 위한 출구(16)를 갖는 압축 가스 건조 장치(2)에 있어서,
    상기 건조 장치(2)는, 재생 가능 건조제로 채워진 다수의 용기(8)와, 상기 입구(14) 및 출구(16)를 상기 용기(8)에 연결하는 제어 가능 밸브 시스템(10)을 포함하며, 상기 건조 장치(2)는 적어도 4개의 용기(8)를 포함하며, 상기 밸브 시스템(10)은 적어도 하나의 용기(8d)가 항시 냉각되고 있고 적어도 하나의 용기(8c)가 항시 재생되고 있는 한편 다른 용기(8a, 8b)들은 압축 가스를 건조시키도록 되어 있으며, 상기 밸브 시스템(10)의 제어로 인해 상기 용기(8)들은 각각 연속하여 순서대로 재생되는 것인 압축 가스 건조 장치(2)로서,
    상기 건조 장치(2)에는 재생되고 있는 상기 적어도 하나의 용기(8c)의 재생을 위해 건조된 압축 가스의 일부를 분할하는 분할 라인(22)이 마련되며, 상기 분할 라인(22)에는 분할 가스를 가열하는 가열 요소(23)가 마련되며, 상기 용기(8)들은 재생되기 전 또는 후에 냉각되며, 상기 밸브 시스템(10)을 제어함으로써, 각 용기(8)는 연속적으로,
    - 건조를 행하고 재생되고 냉각되거나,
    - 건조를 행하고 냉각되고 재생되며,
    상기 밸브 시스템(10)은 하나의 용기(8d)가 항시 냉각되는 한편 적어도 하나의 용기(8c)는 재생되고 적어도 2개의 다른 용기(8a, 8b)는 압축 가스를 건조시키도록 되어 있고, 상기 용기(8)는 압출 프로파일에 의해 형성되며, 상기 제어 가능한 밸브 시스템(10)은 적어도 제1 블록(11a) 및 제2 블록(11b)의 형태로 구성되고, 제1 블록(11a) 및 제2 블록(11b) 각각은 상기 용기(8)와 연결된 밸브(13)를 갖는 파이프(12)의 네트워크로 이루어지고, 상기 제1 및 제2 블록은 용기(8)의 대향한 단부들에 연결되는 것을 특징으로 하는 압축 가스 건조 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 압축기(3)로부터 발생한 압축 가스는 건조를 행하고 있는 용기(8a, 8b)로 보내지기 전에 먼저 냉각기(6)로 보내지며, 상기 냉각기(6)는 상기 건조 장치(2) 또는 상기 압축기(3)의 일부를 형성할 수 있는 것을 특징으로 하는 압축 가스 건조 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 건조 장치(2)에는 상기 압축기(3)로부터 발생한 건조될 압축 가스를 임의의 냉각기(6)로 통과시키기 전에 그 압축 가스의 적어도 일부를 인출하는 분기 라인(17)이 마련되며, 인출된 가스는 재생되고 있는 상기 적어도 하나의 용기(8c)의 재생에 이용되는 것을 특징으로 하는 압축 가스 건조 장치.
  4. 제3항에 있어서, 재생되고 있는 상기 적어도 하나의 용기(8c)의 재생에 이용되는 가스는, 이어서 건조를 행하고 있는 용기(8a, 8b)로 보내지며, 이 가스는 냉각기(6, 19) 등을 통해 안내되는 것을 특징으로 하는 압축 가스 건조 장치.
  5. 제4항에 있어서, 재생되고 있는 상기 적어도 하나의 용기(8c)의 재생에 이용되는 가스는, 이어서 적용 가능하다면 냉각기(6, 19)로 안내되기 전에 부스터 송풍기(26)를 통과하며, 이어서 건조를 행하고 있는 용기(8a, 8b)로 보내지는 것을 특징으로 하는 압축 가스 건조 장치.
  6. 제3항에 있어서, 재생되고 있는 상기 적어도 하나의 용기(8c)의 재생에 이용되는 가스는 그 후에 배기되는 것을 특징으로 하는 압축 가스 건조 장치.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 건조 장치(2)에는 재생되고 있는 상기 적어도 하나의 용기(8c)의 재생을 위한 재생 가스를 갖는 별도의 회로가 마련되는 것을 특징으로 하는 압축 가스 건조 장치.
  8. 제1항에 있어서, 냉각되고 있는 상기 하나의 용기(8d)를 냉각시키기 위해, 상기 건조된 압축 가스의 분할된 일부분이 이용되며, 이 분할 가스는 냉각기(19) 등을 통해 먼저 안내되고 이어서 건조를 행하고 있는 상기 적어도 2개의 용기(8a, 8b)로 보내지거나, 그 분할 가스는 이어서 배기되는 것을 특징으로 하는 압축 가스 건조 장치.
  9. 제8항에 있어서, 냉각되고 있는 상기 하나의 용기(8d)의 냉각에 이용되는 가스는, 이어서 적용 가능하다면 냉각기(19)로 안내되기 전에 부스터 송풍기(26)를 통과하며, 이어서 건조를 행하고 있는 상기 적어도 2개의 용기(8a, 8b)로 보내지는 것을 특징으로 하는 압축 가스 건조 장치.
  10. 제1항에 있어서, 냉각되고 있는 상기 하나의 용기(8d)를 냉각시키기 위해, 임의의 냉각기(6)를 통과한 후에 인출된 건조될 가스의 일부분을 이용하며, 이 인출 가스는 이어서 건조된 압축 가스를 위한 출구(16)로 안내되는 것을 특징으로 하는 압축 가스 건조 장치.
  11. 제1항, 제2항, 제8항, 제9항 및 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 6개의 용기(8)가 존재하며, 그 중 하나의 용기(8d)는 항시 냉각되고 있고, 2개의 용기(8c)는 항시 재생되고 있고, 3개의 용기(8a, 8b)는 항시 건조를 행하고 있거나, 8개의 용기(8)가 존재하며, 그 중 하나의 용기(8d)는 항시 냉각되고 있고, 적어도 2개의 용기(8c)는 항시 재생되고 있고, 적어도 4개의 용기(8a, 8b)는 항시 건조를 행하고 있는 것을 특징으로 하는 압축 가스 건조 장치.
  12. 제1항에 있어서, 상기 밸브(13)는 차단 밸브인 것을 특징으로 하는 압축 가스 건조 장치.
  13. 압축될 가스를 위한 입구(4)와, 압축 가스를 위한 압력 파이프를 갖는 출구(5)를 구비한 압축기(3)가 마련된 압축기 장치에 있어서,
    상기 압축기 장치(1)에는 상기 압축기(3)에 의해 공급되는 압축 가스의 흐름을 건조시키기 위하여 제1항 또는 제2항에 따른 압축 가스 건조 장치(2)가 마련되며, 그 압축 가스는 상기 건조 장치(2)의 출구(16)를 거쳐 소비자 네트워크에 건조된 가스를 공급하도록 상기 건조 장치(2)를 통과해 안내되며, 이를 위해 상기 압력 파이프가 상기 건조 장치(2)의 입구(14)에 연결되는 것을 특징으로 하는 압축기 장치.
  14. 압축기(3)로부터 발생한 건조될 압축 가스를 위한 입구(14)와, 건조된 압축 가스를 위한 출구(16)를 갖는 건조 장치(2)에 의해 압축 가스를 건조시키는 방법으로서,
    상기 건조 장치(2)는, 재생 가능 건조제로 채워진 다수의 용기(8)와, 상기 입구(14) 및 출구(16)를 상기 용기(8)에 연결하는 제어 가능 밸브 시스템(10)을 포함하며, 상기 건조 장치(2)는 적어도 4개의 용기(8)를 포함하며, 상기 방법은, 적어도 하나의 용기(8d)가 항시 냉각되고 적어도 하나의 용기(8c)는 항시 재생되는 한편 다른 용기(8a, 8b)들은 압축 가스를 건조시키며, 상기 용기(8)들이 각각 연속하여 순서대로 재생되도록 상기 밸브 시스템(10)를 제어하는 단계를 포함하는 것인 압축 가스 건조 방법에 있어서,
    상기 용기(8)는 압출 프로파일에 의해 형성되고, 상기 제어 가능한 밸브 시스템(10)은 적어도 제1 블록(11a) 및 제2 블록(11b)의 형태로 구성되며, 제1 블록(11a) 및 제2 블록(11b) 각각은 상기 용기(8)와 연결된 밸브(13)를 갖는 파이프(12)의 네트워크로 이루어지고, 상기 제1 및 제2 블록은 용기(8)의 대향한 단부들에 연결되며,
    상기 방법은 재생되고 있는 상기 적어도 하나의 용기(8c)의 재생을 위해 건조된 압축 가스의 일부를 분할하고 가열하는 단계를 더 포함하고, 또한 상기 방법은 상기 용기(8)들을 재생 전 또는 후에 냉각시키는 단계를 더 포함하고, 상기 밸브 시스템(10)은 하나의 용기(8d)는 항시 냉각되고 있는 한편 적어도 하나의 용기(8c)는 재생되고 있고 적어도 2개의 다른 용기(8a, 8b)는 압축 가스를 건조시키도록 제어되는 것을 특징으로 하는 압축 가스 건조 방법.
  15. 제14항에 있어서, 상기 압축기(3)로부터 발생한 압축 가스를, 건조를 행하고 있는 용기(8a, 8b)로 보내기 전에 냉각시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 압축 가스 건조 방법.
  16. 제14항 또는 제15항에 있어서, 재생되고 있는 상기 적어도 하나의 용기(8c)의 재생를 위해, 상기 압축기(3)로부터 발생한 건조될 압축 가스를 냉각하기 전에 그 압축 가스의 적어도 일부를 인출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 압축 가스 건조 방법.
  17. 제16항에 있어서, 재생되고 있는 상기 적어도 하나의 용기(8c)의 재생에 이용되는 가스를, 어쩌면 먼저 냉각시켜 건조를 행하고 있는 용기(8a, 8b)로 보내는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 압축 가스 건조 방법.
  18. 제17항에 있어서, 재생되고 있는 상기 적어도 하나의 용기(8c)의 재생에 이용되는 가스를, 어쩌면 냉각시키기 전에 부스터 송풍기(26)를 통과시키고, 이어서 건조를 행하고 있는 용기(8a, 8b)로 보내는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 압축 가스 건조 방법.
  19. 제16항에 있어서, 재생되고 있는 상기 적어도 하나의 용기(8c)의 재생에 이용되는 가스를 배기시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 압축 가스 건조 방법.
  20. 제14항 또는 제15항에 있어서, 재생되고 있는 상기 적어도 하나의 용기(8c)의 재생을 위한 재생 가스를 갖는 별도의 회로를 마련하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 압축 가스 건조 방법.
  21. 제14항에 있어서, 상기 건조된 압축 가스의 일부분을 분할하고 어쩌면 이 분할 가스를 냉각시키고, 상기 분할 가스를 이용하여 냉각되고 있는 상기 하나의 용기(8d)를 냉각시키며, 이어서 상기 분할 가스를 건조를 행하고 있는 상기 적어도 2개의 용기(8a, 8b)로 보내거나 배기시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 압축 가스 건조 방법.
  22. 제21항에 있어서, 냉각되고 있는 상기 하나의 용기(8d)의 냉각에 이용되는 가스를, 어쩌면 냉각시키기 전에 부스터 송풍기(26)를 통과시키고, 이어서 건조를 행하고 있는 상기 적어도 2개의 용기(8a, 8b)로 보내는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 압축 가스 건조 방법.
  23. 제14항에 있어서, 건조될 가스의 일부분을 인출하여 이를 냉각시키고, 이 인출 가스를 이용하여 냉각되고 있는 상기 하나의 용기(8d)를 냉각시키며, 어어서 상기 인출 가스를 건조된 압축 가스를 위한 출구(16)로 안내하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 압축 가스 건조 방법.
  24. 제14항, 제15항, 제21항, 제22항 및 제23항 중 어느 한 항에 있어서, 6개의 용기(8)가 존재하며, 상기 밸브 시스템(10)은, 하나의 용기(8d)는 항시 냉각되고 있고, 2개의 용기(8c)는 항시 재생되고 있고, 3개의 용기(8a, 8b)는 항시 건조를 행하고 있도록 제어되거나, 8개의 용기(8)가 존재하며, 상기 밸브 시스템(10)은, 하나의 용기(8d)는 항시 냉각되고 있고, 적어도 2개의 용기(8c)는 항시 재생되고 있고, 적어도 4개의 용기(8a, 8b)는 항시 건조를 행하고 있도록 제어되는 것을 특징으로 하는 압축 가스 건조 방법.
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