KR102309549B1

KR102309549B1 - 에어드라이어 모듈이 구비된 mdi 운반용 차량

Info

Publication number: KR102309549B1
Application number: KR1020190123164A
Authority: KR
Inventors: 고우삼
Original assignee: 주식회사 나온
Priority date: 2019-10-04
Filing date: 2019-10-04
Publication date: 2021-10-07
Also published as: KR20210040651A

Abstract

본 발명은 MDI 운반용 차량에 관한 것으로서, 운전칸과, 상기 운전칸의 후방에 구비되어 MDI가 저장되는 MDI 탱크(20)와; 상기 MDI 탱크(20)의 일측에 결합되며, 상기 MDI탱크(20)로 건조공기를 공급하는 에어드라이어모듈(100)을 포함하며, 상기 에어드라이어모듈(100)은, 외부공기를 흡입한 후 압축하여 에어탱크(111)에 저장하는 컴프레서(110)와; 상기 컴프레서(110)의 일측에 구비되어 상기 컴프레서(110)로 압축되는 공기를 1차로 냉각하여 공기의 수분함유량을 상온상태까지 낮추는 애프터쿨러(115)와; 상기 에어탱크(111)로부터 공급된 압축공기를 2차로 냉각하여 공기 중 수분을 응축시키는 냉동식 에어드라이어(130)와; 상기 냉동식 에어드라이어(130)를 경유한 압축공기에 함유된 포화수분을 이슬점 -40℃~-50℃범위까지 제거하는 흡착식 에어드라이어(150)와; 상기 흡착식 에어드라이어(150)를 경유한 압축공기의 압력을 조절하는 레귤레이터(170)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

에어드라이어 모듈이 구비된 MDI 운반용 차량{MDI TRANSPORT VEHICLE HAVING AIR DRYER MODULE}

본 발명은 MDI 운반용 차량에 관한 것으로서, 보다 자세히는 질소 대신 공기를 건조시켜 MDI탱크로 공급하는 MDI 운반용 차량에 관한 것이다.

MID(Methylene diphenyl diisocyanate)는 단열재원료로 다양한 제품의 가공에 사용된다. 통상 MDI는 MDI 운반용 차량 후방의 MDI 탱크에 저장되어 운반된다. 이 때, MDI는 공기 중의 수분과 만나면 반응을 하게 되므로 MDI 탱크는 반응성이 적고 수분 노점이 낮은 질소를 충진하여 사용된다.

즉, MDI가 채워진 후 외부로 배출되는 만큼 질소를 충진하여 MDI 탱크 내부를 질소 무드로 사용하게 된다.

MDI 탱크 내부에 충진된 질소는 내부로 MDI가 다시 채워지면 외부로 방출되어 폐기된다.

그런데, 이렇게 사용되는 질소의 가격이 높아 MDI의 운반에 소요되는 비용이 증가하는 문제가 있다.

본 발명의 목적은 상술한 문제를 해결하기 위한 것으로, 공기를 건조시켜 공기 중에 포함된 수분의 노점을 질소만큼 낮추어 MDI탱크로 공급하여 저렴한 공기를 이용해 MDI를 운반할 수 있는 MDI 운반용 차량을 제공하는 것이다.

본 발명의 상기 목적과 여러 가지 장점은 이 기술분야에 숙련된 사람들에 의해 본 발명의 바람직한 실시예로부터 더욱 명확하게 될 것이다.

본 발명의 목적은 MDI 운반용 차량에 의해 달성될 수 있다. 본 발명의 MDI 운반용 차량은 운전칸과, 상기 운전칸의 후방에 구비되어 MDI가 저장되는 MDI 탱크(20)와; 상기 MDI 탱크(20)의 일측에 결합되며, 상기 MDI탱크(20)로 건조공기를 공급하는 에어드라이어모듈(100)을 포함하며, 상기 에어드라이어모듈(100)은, 외부공기를 흡입한 후 압축하여 에어탱크(111)에 저장하는 컴프레서(110)와; 상기 컴프레서(110)의 일측에 구비되어 상기 컴프레서(110)로 압축되는 공기를 1차로 냉각하여 공기의 수분함유량을 상온상태까지 낮추는 애프터쿨러(115)와; 상기 에어탱크(111)로부터 공급된 압축공기를 2차로 냉각하여 공기 중 수분을 응축시키는 냉동식 에어드라이어(130)와; 상기 냉동식 에어드라이어(130)를 경유한 압축공기에 함유된 포화수분을 이슬점 -40℃~-50℃범위까지 제거하는 흡착식 에어드라이어(150)와; 상기 흡착식 에어드라이어(150)를 경유한 압축공기의 압력을 조절하는 레귤레이터(170)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

일 실시예에 따르면, 상기 애프터쿨러(115)와 상기 냉동식 에어드라이어(130) 사이에 구비되어 상기 압축공기 중에 포함된 불순물을 제거하는 제1파티큘레이터 필터(120)와; 상기 냉동식 에어드라이어(130)와 상기 흡착식 에어드라이어(150) 사이에 구비되어 상기 압축공기 중에 함유된 유분을 제거하는 코울레싱필터(140)를 더 포함할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 레귤레이터(170)에 결합되어 상기 압축공기의 공급압력을 표시하는 프레셔게이지(175)와; 상기 MDI 탱크(20)로의 상기 압축공기의 공급여부를 단속하는 스탑밸브(180)를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 에어드라이어 모듈은 상온 상태의 외부공기를 압축한 후 냉각하여 노점온도를 질소와 비슷한 -40~-50℃로 낮추고, 수분함량도 현저히 낮추게 된다. 이에 따라 MDI 탱크 내부로 가격이 고가인 질소를 사용하지 않고 공기를 사용하여 MDI를 운반할 수 있게 된다.

따라서, MDI 운반에 소용되는 비용을 현저히 낮출 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 MDI 운반용 차량의 구성을 개략적으로 도시한 개략도,
도 2는 본 발명에 따른 MDI 운반용 차량에 구비되는 에어드라이어 모듈의 구성을 도시한 개략도,
도 3과 도 4는 본 발명의 에어드라이어 모듈에 의해 건조된 압축공기의 노점을 나타내는 실험결과이다.

본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어 지는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.

도 1은 본 발명에 따른 MDI 운반용 차량의 구성을 개략적으로 도시한 개략도이다.

도시된 바와 같이 MDI 운반용 차량은 운전자가 착석하는 운전칸(10)과, 운전칸(10)의 후방에 결합되며 MDI가 저장되는 MDI 탱크(20)와, MDI 탱크(20)의 후방 외부에 구비되어 MDI 탱크(20)로 건조공기를 공급하는 에어드라이어모듈(100)을 포함한다.

MDI 탱크(20)는 MDI저장조(30)로부터 MDI를 공급받거나, 저장된 MDI를 배출한다. 이 때, MDI 탱크(20)와 MDI저장조(30)는 연결호스(23)를 통해 연결된다.

에어드라이어모듈(100)은 MDI 탱크(20)의 후방에 결합되어 MDI 탱크(20)로 노점이 낮아지도록 건조된 건조공기를 공급한다. 이에 의해 종래 상대적으로 가격이 고가인 질소를 사용하던 것과 비교할 때, 본 발명은 공기를 사용하므로 MDI 운반에 사용되는 비용을 현저히 낮출 수 있는 장점이 있다.

도 2는 에어드라이어모듈(100)의 구성을 개략적으로 도시한 개략도이다. 에어드라이어모듈(100)은 대기중의 공기를 물리적, 화학적으로 건조시켜 수분이 생성되는 노점을 질소의 노점, 즉 -40~-50℃까지 낮춰 MDI가 수분과 반응하지 않도록 보관한다.

에어드라이어모듈(100)은 압축공기가 저장되는 에어탱크(111)와, 에어탱크(111)에 결합되어 외부공기를 압축하여 에어탱크(111)에 저장하는 컴프레서(110)와, 컴프레서(110)의 일측에 구비되어 외부공기를 1차로 냉각하는 애프터쿨러(115)와, 컴프레서(110)에서 압축된 공기를 응축시키는 냉동식 에어드라이어(130)와, 냉동식 에어드라이어(130)를 경유한 압축공기에 함유된 포화수분을 제거하는 흡착식 에어드라이어(150)와, 압축공기를 MDI 탱크(20)에 맞게 압력을 조절하는 레귤레이터(170)와, 레귤레이터(170)에서 조절된 압축공기의 압력을 표시하는 프레셔게이지(175)와, 압축공기의 MDI 탱크(20)로의 공급여부를 단속하는 스탑밸브(180)를 포함한다.

컴프레서(110)는 모터에 의해 구동되며, 외부공기를 압축하여 에어탱크(111)에 저장한다. 컴프레서(110)는 설정된 압력으로 외부공기를 압축한다. 이 때, 설정된 압력은 통상 0~8Kpa 범위로 설정된다.

컴프레서(110)는 에어탱크(111)의 용량에 따라 복수개가 병렬형태로 구비될 수 있다.

애프터쿨러(115)는 컴프레서(110)와 함께 에어탱크(111)에 결합되어 압축공기의 온도를 1차로 냉각한다. 컴프레서(110)가 공기를 압축할 때 고온의 열이 발생하며 높은 온도의 공기는 많은 수분을 함유하게 된다. 애프터쿨러(115)는 온도가 올라간 압축공기의 온도를 상온상태까지 냉각하여 수분함유량을 상온상태 수준으로 조절한다.

애프터쿨러(115)는 공기를 순환하여 압축공기의 온도를 냉각하는 공냉식 형태로 구현된다.

에어탱크(111)에 저장된 압축공기는 공기이동관(A)을 따라 이동하여 MDI 탱크(20)로 유입된다.

에어탱크(111)로부터 배출된 압축공기는 제1파티큘레이트필터(120)를 거치게 된다. 컴프레서(110)를 통해 흡입된 외부공기는 유해공기, 수증기, 기타 불순물 등을 함유하고 있다. 외부공기는 수증기, 먼지, 불순물을 함유한 상태로 컴프레서(110)에 의해 압축된다. 이 압축공기에 윤활유가 실린더의 마찰열에 의하여 일부가 기화되고, 피스톤 실린더의 오염과 함께 압축열이 가해진 상태로 섞이게 된다.

압축공기가 7Kgf/㎠G의 경우, 외부공기를 컴프레서(110)가 흡입하여 약 1/8의 체적으로 압축시킨 것이므로 수분, 먼지, 유분 등은 외부공기의 약 8배의 농도로 함유된다. 외부공기를 압축하거나 외부공기의 온도를 낮추면 원래 외부공기의 압력 및 그 온도 때의 상태에서 포함한 만큼의 수증기를 포함할 수가 없고 나머지 수증기는 수분이 된다.

불순물이 포함된 압축공기를 MDI 탱크(20)로 공급하게 되면 고기압기기의 고장, 제품 불량을 야기시킬 수 있으므로 제거과정이 필요하다.

제1파티큘레이트필터(120)는 압축공기 중에 함유된 불순물을 제거한다. 제1파티큘레이트필터(120)는 공지된 다양한 형태가 사용될 수 있다.

냉동식 에어드라이어(130)는 제1파티큘레이트필터(120)를 경유한 압축공기를 2차로 냉각한다. 냉동식 에어드라이어(130)는 압축공기 중에 포함된 수분을 더욱 응축시키는 역할을 한다. 냉동식 에어드라이어(130)는 냉매를 이용한 냉동사이클로 동작되며, 압축공기를 냉각한다.

냉동식 에어드라이어(130)에서 2차로 냉각된 압축공기는 코울레싱필터(140)로 유입된다. 코울레싱필터(140)는 압축공기 중에 함유된 유분을 제거한다.

흡착식 에어드라이어(150)는 2차 냉각된 압축공기 중에 함유된 포화수분을 제거한다. 흡착식 에어드라이어(150)는 흡착포를 이용해 포화수분을 제거한다. 흡착식 에어드라이어(150)를 통해 압축공기 중에 포함된 포화수분을 이슬점 -40℃ 이하까지 제거한다.

흡착식 에어드라이어(150)로부터 배출된 압축공기는 제2파티큘레이트필터(160)로 유입되어 다시 한번 불순물을 제거하는 과정을 거친다.

제2파티큘레이트필터(160)는 앞서 설명한 제1파티큘레이터필터(120)와 동일한 구성으로 구비된다.

레귤레이터(170)는 제2파티큘레이트필터(160)로부터 이동된 압축공기의 압력을 MDI 탱크(20) 내부의 압력에 맞게 조정하여 공급한다. 레귤레이터(170)의 일측에는 프레셔게이지(175)가 구비되어 압축공기의 압력을 표시한다.

레귤레이터(170)와 MDI 탱크(20) 사이의 공기이동관(A)의 경로 상에는 스탑밸브(180)가 구비된다. 스탑밸브(180)는 압축공기의 MDI 탱크(20)로의 이동여부를 단속한다. 스탑밸브(180)는 사용자에 의해 수동으로 개폐되거나, 자동으로 개폐될 수 있다.

도 3은 본 발명의 에어드라이어모듈(100)을 이용해 외부공기를 냉각한 후 건조시켜 노점을 낮춘 상태를 도시한 예시도이다.

온도가 20~22℃인 외부공기를 이용해 0.7MPa로 공기를 압축하고, 압축된 공기를 에어드라이어모듈(100)을 이용해 냉각한 결과이다. 도시된 바와 같이 습도가 0.7928%이고, 노점온도는 -33.44℃인 것을 알 수 있다. 노점온도 -33.44℃는 도 3의 (b)에 도시된 노점 환산도를 참조할 때 대기압노점 -50℃인 것을 알 수 있다.

한편, 도 4는 다른 조건의 외부온도를 본 발명의 에어드라이어모듈(100)을 이용해 냉각한 후 건조시켜 노점을 낮춘 상태를 도시한 예시도이다.

온도가 20~22℃인 외부공기를 이용해 에어드라이어모듈(100)을 이용해 압축, 제습된 공기를 도 4의 (a)에 도시된 바와 같이 대기압에 가까운 0.05MPa로 공기를 토출할 때 측정한 결과이다. 도 4의(b)에 도시된 바와 같이 습도가 0.3011%이고, 노점온도가 -45.87℃ 인 것을 알 수 있다.

이상에서 알 수 있듯이 본 발명의 에어드라이어 모듈은 상온 상태의 외부공기를 압축하여 노점온도를 질소와 비슷한 -40~-50℃로 낮추고, 수분함량도 현저히 낮추게 된다. 이에 따라 MDI 탱크 내부로 가격이 고가인 질소를 사용하지 않고 공기를 사용하여 MDI를 운반할 수 있게 된다.

이상에서 설명된 본 발명의 MID 운반용 차량의 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그러므로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

10 : 트럭 20 : MDI 탱크
21 : 배출관 23 : 연결호스
30 : MDI 저장조 100 : 에어드라이어모듈
110 : 컴프레셔 111 : 에어탱크
115 : 애프터쿨러 120 : 제1파티큘레이트필터
130 : 냉동식 에어드라이어 140 : 코울레싱필터
150 : 흡착식 에어드라이어 160 : 제2파티큘레이터 필터
170 : 레귤레이터 175 : 프레셔게이지
180 : 스탑밸브
A : 공기이동관

Claims

운전칸과,
상기 운전칸의 후방에 구비되어 MDI(Methylene diphenyl diisocyanate)가 저장되는 MDI 탱크(20)와;
상기 MDI 탱크(20)의 일측에 결합되며, 상기 MDI 탱크(20)로 건조공기를 공급하는 에어드라이어모듈(100)을 포함하며,
상기 에어드라이어모듈(100)은,
외부공기를 흡입한 후 압축하여 에어탱크(111)에 저장하는 컴프레서(110)와;
상기 컴프레서(110)의 일측에 구비되어 상기 컴프레서(110)로 압축되는 공기를 1차로 냉각하여 공기의 수분함유량을 상온상태까지 낮추는 애프터쿨러(115)와;
상기 에어탱크(111)로부터 공급된 압축공기를 2차로 냉각하여 공기 중 수분을 응축시키는 냉동식 에어드라이어(130)와;
상기 애프터쿨러(115)와 상기 냉동식 에어드라이어(130) 사이에 구비되어 상기 압축공기 중에 포함된 불순물을 제거하는 제1파티큘레이터필터(120)와;
상기 냉동식 에어드라이어(130)를 경유한 압축공기에 함유된 포화수분을 이슬점 -40℃~-50℃범위까지 제거하는 흡착식 에어드라이어(150)와;
상기 냉동식 에어드라이어(130)와 상기 흡착식 에어드라이어(150) 사이에 구비되어 상기 압축공기 중에 함유된 유분을 제거하는 코울레싱필터(140)와;
상기 흡착식 에어드라이어(150)를 경유한 압축공기의 압력을 조절하는 레귤레이터(170)를 포함하며,
질소 대신 건조공기를 MDI 탱크에 공급하는 것을 특징으로 하는 MDI 운반용 차량.
삭제
제1항에 있어서,
상기 레귤레이터(170)에 결합되어 상기 압축공기의 공급압력을 표시하는 프레셔게이지(175)와;
상기 MDI 탱크(20)로의 상기 압축공기의 공급여부를 단속하는 스탑밸브(180)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 MDI 운반용 차량.