KR102612018B1 - 압축공기 건조장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 압축공기 건조장치에 관한 것으로, 제1탱크 및 제2탱크의 하단을 연결하는 하부 연결라인에 구비되고, 설정시간마다 제1탱크와 제2탱크에 교대로 연결되는 하부전환밸브와, 제1탱크와 제2탱크의 상단을 연결하는 상부 연결라인에 구비되고, 설정시간마다 제1탱크와 제2탱크에 교대로 연결되는 상부전환밸브와, 하부전환밸브에 연결되고, 입측으로 전달되는 압축공기를 제1흡착유로로 공급하는 흡착측 공급라인과, 상부전환밸브에 연결되고, 제2흡착유로로부터 전달되는 건조 압축공기를 외부로 배출시키는 흡착측 배출라인과, 출측이 하부전환밸브에 연결되고, 외부공기를 제1재생유로로 공급하는 재생측 공급라인과, 상부전환밸브에 연결되고, 제2재생유로로부터 전달되는 공기를 외부로 배출시키는 재생측 배출라인 및, 재생측 공급라인에 구비되고, 가열모드로 구동시 재생측 공급라인을 따라 이동하는 외부공기를 설정온도로 가열하는 가열부와, 재생측 공급라인에 연결되고, 냉각모드로 구동시 하부전환밸브와 가열부의 사이구간으로 외부공기를 공급하는 보조 공급라인 및, 재생측 배출라인의 출측에 구비되고, 건조모드와 냉각모드에서 순차적으로 구동되고, 구동시 흡입력을 발생시켜 제2재생유로를 통한 외부공기를 재생측 배출라인의 출측으로 배출시키는 펌핑부를 포함한다.

Description

압축공기 건조장치{Dryer for compressed air}
본 발명은 압축공기 건조장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 흡착제 재생과정에서 펌핑부를 가열라인 출구측에 설치하여 재생공기 가열에 투입되는 전기에너지 사용량을 줄일 수 있는 압축공기 건조장치에 관한 것이다.
일반적으로 압축공기는 유압, 공압, 냉난방 설비, 세정 설비 등 산업 설비에서 압력 조절, 유체 흐름 조절 등의 다양한 용도로 이용되고 있다.
압축공기는 질소, 산소, 수분 등의 성분을 포함하고 있는 공기가 압축된 상태의 기체로서, 공기가 압축될 때 응축되는 수분은 각종 산업 현장에서 사용되기 전에 제습장치(에어 드라이어라고도 함)로 제거시켜야 한다. 만약 수분을 충분히 제거하지 않은 경우 각종 공압 기기의 고장을 유발할 수 있다.
이러한 제습장치는 압축기 등으로부터 토출된 압축공기를 흡착제가 수용된 탱크의 내부로 통과시키면서 수분을 제거하는 흡착(제습) 과정이 진행되고, 흡착제가 더 이상 수분을 흡착하기 어려운 한계에 이르는 경우 흡착제를 재사용하기 위해 흡착제로부터 수분을 분리시키는 재생 과정이 진행된다.
그런데, 종래의 흡착식 제습장치는 흡착제를 재생하는 과정에서 가열라인 전단에 설치된 송풍기(블로워)를 구동하여 가압이 된 재생공기를 가열기에서 가열 후, 재생 공기를 재생 탱크로 공급하여 흡착제를 가열하여 흡착제의 수분을 증발시키는 종래의 재생공정 방식에서는 전기 에너지의 사용량이 많았고, 흡착제 재생 과정에서 압축기의 구동이 비정상적으로 중지되는 경우 흡착제 재생 과정이 일시적으로 중지되므로 비상 상황에 즉각적으로 대응할 수 있는 기술이 요구된다.
본 발명과 관련된 선행 문헌으로는 대한민국 등록특허공보 제1-1955921호(2019년 03월 04일)가 있으며, 상기 선행 문헌에는 흡착식 드라이어 퍼지장치가 개시되어 있다.
본 발명의 목적은 흡착제 재생과정에서 펌핑부를 가열라인 출구측에 설치하여 재생공기 가열에 투입되는 전기에너지 사용량을 줄일 수 있는 압축공기 건조장치에 관한 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 압축공기 건조장치는 내부에 흡착제가 수용되는 제1탱크 및 제2탱크와, 상기 제1탱크 및 제2탱크의 하단을 연결하는 하부 연결라인과, 상기 하부 연결라인에 구비되고, 설정시간마다 상기 제1탱크와 제2탱크에 교대로 연결되도록 제1흡착유로와 제1재생유로가 각각 형성되는 하부전환밸브와, 상기 제1탱크와 제2탱크의 상단을 연결하는 상부 연결라인과, 상기 상부 연결라인에 구비되고, 설정시간마다 상기 제1탱크와 제2탱크에 교대로 연결되도록 제2흡착유로와 제2재생유로가 각각 형성되는 상부전환밸브와, 출측이 상기 하부전환밸브에 연결되고, 입측으로 전달되는 압축공기를 상기 제1흡착유로로 공급하는 흡착측 공급라인과, 입측이 상기 상부전환밸브에 연결되고, 상기 제2흡착유로로부터 전달되는 건조 압축공기를 외부로 배출시키는 흡착측 배출라인과, 출측이 상기 하부전환밸브에 연결되고, 외부공기를 상기 제1재생유로로 공급하는 재생측 공급라인과, 입측이 상기 상부전환밸브에 연결되고, 상기 제2재생유로로부터 전달되는 공기를 외부로 배출시키는 재생측 배출라인 및, 상기 재생측 공급라인에 구비되고, 가열모드로 구동시 상기 재생측 공급라인을 따라 이동하는 외부공기를 설정온도로 가열하는 가열부를 포함하며, 출측이 상기 재생측 공급라인에 연결되고, 냉각모드로 구동시 상기 하부전환밸브와 가열부의 사이구간으로 외부공기를 공급하는 보조 공급라인 및, 상기 재생측 배출라인의 출측에 구비되고, 건조모드와 냉각모드에서 순차적으로 구동되고, 구동시 흡입력을 발생시켜 상기 제2재생유로를 통한 외부공기를 상기 재생측 배출라인의 출측으로 배출시키는 펌핑부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 재생측 공급라인의 입측에 개폐 가능하게 구비되고, 가열모드로 구동시 개방되는 제1재생측밸브와, 상기 재생측 배출라인의 길이상에 개폐 가능하게 구비되고, 상기 상부전환밸브와 펌핑부의 사이구간에 배치되며, 가열모드와 냉각모드로 구동시 개방되는 제2재생측밸브 및, 상기 보조 공급라인의 입측에 개폐 가능하게 구비되고, 냉각모드로 구동시 개방되는 제3재생측밸브를 더 포함할 수 있다.
또한, 입측이 상기 흡착측 배출라인에 연결되고, 출측이 상기 재생측 공급라인에 연결되며, 비상모드로 구동시 상기 가열부와 상기 제1재생측밸브의 사이구간으로 건조 압축공기를 공급하는 바이패스라인과, 상기 바이패스라인에 개폐 가능하게 구비되고, 비상모드로 구동시 개방되는 제1바이패스밸브와, 입측이 상기 재생측 배출라인에 연결되고, 비상모드로 구동시 상기 상부전환밸브와 펌핑부의 사이구간으로 공기를 분기시키는 보조 배출라인과, 상기 보조 배출라인에 개폐 가능하게 구비되고, 비상모드로 구동시 개방되는 제2바이패스밸브를 더 포함할 수 있으며, 상기 제1재생측밸브와 제2재생측밸브 및 상기 제3재생측밸브는 비상모드로 구동시 폐쇄될 수 있다.
또한, 상기 제1바이패스밸브와 상기 제2바이패스밸브는 상기 가열모드와 냉각모드로 구동 완료 후 수분 제거모드로 구동되고, 수분 제거모드로 구동시 개방될 수 있으며, 상기 제1재생측밸브와 상기 제2재생측밸브 및 상기 제3재생측밸브는 수분 제거모드로 구동시 폐쇄될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따른 압축공기 건조장치는 내부에 흡착제가 수용되는 제1탱크 및 제2탱크와, 상기 제1탱크 및 제2탱크의 하단을 연결하는 하부 연결라인과, 상기 하부 연결라인에 구비되고, 설정시간마다 상기 제1탱크와 제2탱크에 교대로 연결되도록 제1흡착유로와 제1재생유로가 각각 형성되는 하부전환밸브와, 상기 제1탱크와 제2탱크의 상단을 연결하는 상부 연결라인과, 상기 상부 연결라인에 구비되고, 설정시간마다 상기 제1탱크와 제2탱크에 교대로 연결되도록 제2흡착유로와 제2재생유로가 각각 형성되는 상부전환밸브와, 출측이 상기 하부전환밸브에 연결되고, 입측으로 전달되는 압축공기를 상기 제1흡착유로로 공급하는 흡착측 공급라인과, 입측이 상기 상부전환밸브에 연결되고, 상기 제2흡착유로로부터 전달되는 건조 압축공기를 외부로 배출시키는 흡착측 배출라인과, 출측이 상기 하부전환밸브에 연결되고, 외부공기를 상기 제1재생유로로 공급하는 재생측 공급라인과, 입측이 상기 상부전환밸브에 연결되고, 상기 제2재생유로로부터 전달되는 공기를 외부로 배출시키는 재생측 배출라인과, 상기 재생측 공급라인에 구비되고, 가열모드로 구동시 상기 재생측 공급라인을 따라 이동하는 외부공기를 설정온도로 가열하는 가열부를 포함하며, 상기 재생측 배출라인의 출측에 구비되어 건조모드와 냉각모드에서 순차적으로 구동되고, 구동시 흡입력을 발생시켜 상기 제2재생유로를 통한 외부공기를 상기 재생측 배출라인의 출측으로 배출시키는 펌핑부와, 입측이 상기 펌핑부의 출측에 연결되고, 출측이 상기 재생측 공급라인에 연결되며, 냉각모드로 구동시 상기 펌핑부의 출측으로 배출되는 외부공기를 상기 재생측 공급라인의 입측으로 공급하는 냉각라인 및, 상기 냉각라인에 구비되고, 냉각모드로 구동시 상기 냉각라인을 따라 이동하는 외부공기를 설정온도로 냉각시키는 냉각부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 재생측 공급라인의 입측에 개폐 가능하게 구비되고, 가열모드로 구동시 개방되는 제1재생측밸브 및, 상기 재생측 배출라인의 길이상에 개폐 가능하게 구비되고, 상기 상부전환밸브와 펌핑부의 사이구간에 배치되며, 가열모드와 냉각모드로 구동시 개방되는 제2재생측밸브를 더 포함할 수 있다.
본 발명은 펌핑부를 재생라인 출구측에 설치하여 가열모드 작동시 재생과정 해당 탱크의 내부 압력을 음압으로 유지하여 재생탱크의 흡착제 가열 온도를 낮게 유지할 수 있어 가열기에서 소모되는 전기에너지 사용량을 줄일 수 있고, 비상모드로 구동시 제습 처리된 건조 압축공기를 이용해 흡착제의 재생 과정을 진행할 수 있어 비상 상황에 즉각적으로 대응할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 압축공기 건조장치를 보여주기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 압축공기 건조장치에서 제1탱크를 통한 흡착 과정을 보여주기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 압축공기 건조장치에서 제1탱크의 감압 과정과 제2탱크를 통한 흡착 과정을 보여주기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 압축공기 건조장치에서 제2탱크를 통한 흡착 과정과 제1탱크의 가열 과정을 보여주기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 압축공기 건조장치에서 제2탱크를 통한 흡착 과정과 제1탱크를 통한 냉각 과정을 보여주기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 제1실시예에 따른 압축공기 건조장치에서 제1탱크의 가압 과정과 제2탱크의 흡착 과정을 보여주기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 제1실시예에 따른 압축공기 건조장치에서 제2탱크를 통한 흡착 과정을 보여주기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 제1실시예에 따른 압축공기 건조장치에서 제2탱크의 감압 과정과 제1탱크를 통한 흡착 과정을 보여주기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 제1실시예에 따른 압축공기 건조장치에서 제1탱크를 통한 흡착 과정과 제2탱크를 통한 가열 과정을 보여주기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명의 제1실시예에 따른 압축공기 건조장치에서 제1탱크를 통한 흡착 과정과 제2탱크의 냉각 과정을 보여주기 위한 도면이다.
도 11은 본 발명의 제1실시예에 따른 압축공기 건조장치에서 제2탱크의 가압 과정과 제1탱크의 흡착 과정을 보여주기 위한 도면이다.
도 12는 본 발명의 제1실시예에 따른 압축공기 건조장치에서 펌핑부의 구동이 정지된 상태에서 건조 압축공기를 사용한 재생공정의 가열모드를 보여주기 위한 도면이다.
도 13은 본 발명의 제1실시예에 따른 압축공기 건조장치의 냉각과정에서 흡착제가 가열이 종료된 직후에 펌핑부와 건조 압축공기를 이용하여 냉각 공정을 완료하는 과정을 보여 주기위한 도면이다.
도 14는 본 발명의 제2실시예에 따른 압축공기 건조장치에 냉각라인과 냉각부가 적용된 상태를 보여주기 위한 도면이다.
이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것을 달성하는 방법은 첨부된 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.
그러나 본 발명은 이하에 개시되는 실시예들에 의해 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기술 등이 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있다고 판단되는 경우 그에 관한 자세한 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 압축공기 건조장치를 보여주기 위한 도면이고, 도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 압축공기 건조장치에서 제1탱크를 통한 흡착 과정을 보여주기 위한 도면이고, 도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 압축공기 건조장치에서 제1탱크의 감압 과정과 제2탱크를 통한 흡착 과정을 보여주기 위한 도면이고, 도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 압축공기 건조장치에서 제2탱크를 통한 흡착 과정과 제1탱크의 가열 과정을 보여주기 위한 도면이고, 도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 압축공기 건조장치에서 제2탱크를 통한 흡착 과정과 제1탱크를 통한 냉각 과정을 보여주기 위한 도면이고, 도 6은 본 발명의 제1실시예에 따른 압축공기 건조장치에서 제1탱크의 가압 과정과 제2탱크의 흡착 과정을 보여주기 위한 도면이다.
또한, 도 7은 본 발명의 제1실시예에 따른 압축공기 건조장치에서 제2탱크를 통한 흡착 과정을 보여주기 위한 도면이고, 도 8은 본 발명의 제1실시예에 따른 압축공기 건조장치에서 제2탱크의 감압 과정과 제1탱크를 통한 흡착 과정을 보여주기 위한 도면이고, 도 9는 본 발명의 제1실시예에 따른 압축공기 건조장치에서 제1탱크를 통한 흡착 과정과 제2탱크를 통한 가열 과정을 보여주기 위한 도면이고, 도 10은 본 발명의 제1실시예에 따른 압축공기 건조장치에서 제1탱크를 통한 흡착 과정과 제2탱크의 냉각 과정을 보여주기 위한 도면이고, 도 11은 본 발명의 제1실시예에 따른 압축공기 건조장치에서 제2탱크의 가압 과정과 제1탱크의 흡착 과정을 보여주기 위한 도면이고, 도 12는 본 발명의 제1실시예에 따른 압축공기 건조장치에서 펌핑부의 구동이 정지된 상태에서 건조 압축공기를 사용한 재생공정의 가열모드를 보여주기 위한 도면이고, 도 13은 본 발명의 제1실시예에 따른 압축공기 건조장치의 냉각과정에서 흡착제가 가열이 종료된 직후에 펌핑부와 건조 압축공기를 이용하여 냉각 공정을 완료하는 과정을 보여 주기위한 도면이고, 도 14는 본 발명의 제2실시예에 따른 압축공기 건조장치에 냉각라인과 냉각부가 적용된 상태를 보여주기 위한 도면이다.
도 1 내지 13을 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 압축공기 건조장치는 제1탱크(110)와, 제2탱크(120)와, 하부 연결라인(210)과, 하부전환밸브(220)와, 상부 연결라인(230)과, 상부전환밸브(240)와, 흡착측 공급라인(310)과, 흡착측 배출라인(320)과, 재생측 공급라인(410)과, 재생측 배출라인(420)과, 제1재생측밸브(430)와, 제2재생측밸브(440)와, 제3재생측밸브(450)와, 가열부(500)와, 보조 공급라인(600)와, 펌핑부(Vacuum pump, 700) 및, 제어부(미도시)를 포함한다.
제1탱크(110)는 내부에 일정 체적의 수용공간이 형성되고, 수용공간의 내부에는 공기에 포함된 수분을 흡수하기 위한 흡착제(10)가 수용되며, 흡착제(10)는 몰레큘러 시브(molecular sieve), 활성알루미나(activated alumina) 등을 선택적으로 사용할 수 있다.
여기서, 제1탱크(110)의 하부에는 후술 될 하부 연결라인(210)의 길이방향 일측이 연결되는 유입구가 형성되고, 제1탱크(110)의 상부에는 후술 될 상부 연결라인(230)의 길이방향 일측이 연결되는 유출구가 형성되며, 제1탱크(110)의 일측에는 수용공간의 압력을 외부로 표시하기 위한 압력 게이지(40)가 구비될 수 있다.
제2탱크(120)는 제1탱크(110)의 일측에 대응되게 설치되고, 내부에 일정 넓이의 수용공간이 형성되며, 수용공간(121)의 내부에는 공기에 포함된 수분을 흡수하기 위한 흡착제(10)가 수용된다.
여기서, 제2탱크(120)의 하부에는 후술 될 하부 연결라인(210)의 길이방향 일측이 연결되는 유입구가 형성되고, 제2탱크(120)의 상부에는 후술 될 상부 연결라인(230)의 길이방향 일측이 연결되는 유출구가 형성되며, 제2탱크(120)의 일측에는 수용공간의 압력을 외부로 표시하기 위한 압력 게이지(40)가 구비될 수 있다.
또한, 제1탱크(110)와 제2탱크(120)는 대응되는 위치에 동일한 형상과 사이즈로 배치되고, 제1탱크(110)의 수용공간과 제2탱크(120)의 수용공간은 동일한 단면적으로 형성할 수 있으며, 제1탱크(110)와 제2탱크(120)는 별도의 고정 구조물(미도시)에 의해 수직하게 고정될 수 있다.
이와 같은 제1탱크(110)와 제2탱크(120) 중 하나는 외부로부터 전달되는 압축공기(A1)의 수분을 흡착제(10)에 흡착(또는 제습)시키는 흡착 과정을 수행하고, 다른 하나는 외부공기(A3)를 이용한 가열 과정과 냉각 과정을 순차적으로 진행시켜 흡착제(10)에 흡착된 수분을 제거하는 재생 과정을 수행한다.
하부 연결라인(210)은 제1탱크(110)와 제2탱크(120)로 압축공기(A1) 또는 외부공기(A3)를 공급하기 위한 구성으로, 양측으로 길이를 갖고, 길이방향 양측이 제1탱크(110)와 제2탱크(120)의 하단에 각각 연결된다. 이때 하부 연결라인(210)의 길이방향 양측은 제1탱크(110)와 제2탱크(120)의 유입구에 각각 연결된다.
하부전환밸브(220)는 외부의 압축기(compressor, 20)로부터 전달되는 압축공기(A1)의 이동방향을 전환시키기 위한 구성으로, 하부 연결라인(210)에 구비되고, 설정시간마다 제1탱크(110)와 제2탱크(120)에 교대로 연결되도록 제1흡착유로(221)와 제1재생유로(222)가 형성된다.
여기서, 하부전환밸브(220)는 구동부(미도시)의 구동력에 의해 회전되면서 제1흡착유로(221)와 제1재생유로(222)의 방향을 전환시킬 수 있고, 하부 연결라인(210)은 하부전환밸브(220)를 기준으로 제1탱크(110)의 유입구와 연결되는 제1구간과, 제2탱크(120)의 유입구와 연결되는 제2구간으로 구분될 수 있다.
예를 들어, 도 2에서처럼 하부전환밸브(220)가 제1방향으로 회전되는 경우, 제1흡착유로(221)의 양측이 제1탱크(110)와 연결된 제1구간과 후술 될 흡착측 공급라인(310)의 출측과 연결됨과 동시에, 제1재생유로(222)의 양측이 제2탱크(120)와 연결된 제2구간과 후술 될 재생측 공급라인(410)의 출측과 연결된다.
반면, 도 7에서처럼 하부전환밸브(220)가 제1방향과 반대되는 제2방향으로 회전되는 경우, 제1흡착유로(221)의 양측이 제2탱크(120)와 연결된 제2구간과 후술 될 흡착측 공급라인(310)의 출측과 연결됨과 동시에, 제1재생유로(222)의 양측이 제1탱크(110)와 연결된 제1구간과 후술 될 재생측 공급라인(410)의 출측과 연결된다.
상부전환밸브(240)는 제1탱크(110) 또는 제2탱크(120)로부터 전달되는 건조 압축공기(A2) 또는 외부공기(A3)의 이동방향을 전환시키기 위한 구성으로, 상부 연결라인(230)에 구비되고, 설정시간마다 제1탱크(110)와 제2탱크(120)에 교대로 연결되도록 제2흡착유로(241)와 제2재생유로(242)가 각각 형성된다.
여기서, 상부전환밸브(240)는 구동부(미도시)의 구동력에 의해 회전되면서 제2흡착유로(241)와 제2재생유로(242)의 방향을 전환시킬 수 있고, 상부 연결라인(230)은 상부전환밸브(240)를 기준으로 제1탱크(110)의 유출구와 연결되는 제1구간과, 제2탱크(120)의 유출구와 연결되는 제2구간으로 구분될 수 있다.
예를 들어, 도 2에서처럼 상부전환밸브(240)가 제1방향으로 회전되는 경우, 제2흡착유로(241)의 양측이 제1탱크(110)와 연결된 제1구간과 후술 될 흡착측 배출라인(320)의 입측과 연결됨과 동시에, 제2재생유로(242)의 양측이 제2탱크(120)와 연결된 제2구간과 후술 될 재생측 배출라인(420)의 입측과 연결된다.
반면, 도 7에서처럼 상부전환밸브(240)가 제1방향과 반대되는 제2방향으로 회전되는 경우, 제2흡착유로(241)의 양측이 제2탱크(120)와 연결된 제2구간과 후술 될 흡착측 배출라인(320)의 입측과 연결됨과 동시에, 제2재생유로(242)의 양측이 제1탱크(110)와 연결된 제1구간과 후술 될 재생측 배출라인(420)의 입측과 연결된다.
흡착측 공급라인(310)은 압축기(20)에서 전달되는 압축공기(A1)를 하부전환밸브(220)로 공급하기 위한 구성으로, 흡착측 공급라인(310)의 출측이 하부전환밸브(220)에 연결되고, 입측으로 전달되는 압축공기(A1)를 제1흡착유로(221)로 공급한다. 이때 흡착측 공급라인(310)의 입측이 압축기(20)의 출측에 연결되고, 흡착측 공급라인(310)의 출측이 하부전환밸브(220)를 통해 제1흡착유로(221)의 일측에 연결된다.
흡착측 배출라인(320)은 상부전환밸브(240)로부터 전달되는 건조 압축공기(A2)를 외부로 공급하기 위한 구성으로, 흡착측 배출라인(320)의 입측이 상부전환밸브(240)에 연결되고, 제2흡착유로(241)로부터 전달되는 건조 압축공기(A2)를 외부로 공급한다.
재생측 공급라인(410)은 대기중의 외부공기(A3)를 하부전환밸브(220)로 공급하기 위한 구성으로, 재생측 공급라인(410)의 출측이 하부전환밸브(220)에 연결되고, 외부공기(A3)를 제1재생유로(222)로 공급한다. 이때 재생측 공급라인(410)의 출측이 하부전환밸브(220)를 통해 제1재생유로(222)의 일측에 연결된다.
제1재생측밸브(430)는 재생 과정에서 가열모드로 구동시 재생측 공급라인(410)의 입측을 개방시키기 위한 구성으로, 재생측 공급라인(410)의 입측에 개폐 가능하게 구비되고, 가열모드로 구동시 개방되어 대기중의 외부공기(A3)가 재생측 공급라인(410)의 입측으로 유입되도록 개방 상태로 전환되며, 가열모드 종료시 폐쇄 상태로 전환된다.
재생측 배출라인(420)은 흡착제(10)를 가열한 후 상부전환밸브(240)의 제2재생유로(242)로부터 전달되는 외부공기(A3)를 대기중으로 배출시키기 위한 구성으로, 재생측 배출라인(420)의 입측이 상부전환밸브(240)에 연결되고, 제2재생유로(242)로부터 전달되는 외부공기(A3)를 대기중으로 배출시킨다.
예를 들어, 재생 과정에서 가열모드로 구동시 설정온도로 가열된 외부공기(A3)가 상부전환밸브(240)의 제2재생유로(242)를 통해 재생측 배출라인(420)의 입측으로 이동된다. 이후 재생 과정에서 냉각모드로 구동시 후술 될 가열부(500)의 후단으로 유입된 외부공기(A3)가 상부전환밸브(240)의 제2재생유로(242)를 통해 재생측 배출라인(420)의 입측으로 이동된다.
가열부(500)는 재생 과정에서 가열모드로 구동시 재생측 공급라인(310)을 따라 이동하는 외부공기(A3)를 설정온도로 가열하기 위한 구성으로, 재생측 공급라인(410)에 구비되고, 가열모드로 구동시 재생측 공급라인(410)을 따라 이동하는 외부공기를 설정온도로 가열한다. 여기서 가열부(500)는 후술 될 제어부에 의해 온(ON)/오프(OFF) 상태가 가변될 수 있고, 가열부(500)는 전원 공급부(미도시)로부터 전달되는 전력에 의해 발열체가 가열되는 구조를 가질 수 있으나 가열부(500)의 구조는 필요에 따라 다양하게 적용이 가능하다.
보조 공급라인(600)은 재생 과정에서 냉각모드로 구동시 대기중의 외부공기(A3)를 가열부(500)로 통과시키지 않고 직접적으로 재생측 공급라인(410)으로 공급하기 위한 구성으로, 보조 공급라인(600)의 출측이 재생측 공급라인(410)에 연결되고, 냉각모드로 구동시 하부전환밸브(220)와 가열부(500)의 사이구간으로 외부공기(A3)를 공급한다.
제2재생측밸브(440)는 재생 과정에서 가열모드와 냉각모드로 구동시 재생측 배출라인(420)을 개방시키기 위한 구성으로, 재생측 배출라인(420)의 길이상에 개폐 가능하게 구비되고, 상부전환밸브(240)와 펌핑부(700)의 사이구간에 배치되며, 냉각모드가 종료시 폐쇄된다. 여기서 제2재생측밸브(440)는 구동부(미도시)의 구동력에 의해 유로가 개폐되는 구조를 가질 수 있고, 다양한 밸브 구조를 선택적으로 적용할 수 있다.
제3재생측밸브(450)는 재생 과정에서 냉각모드로 구동시 보조 공급라인(600)의 입측을 개방시키기 위한 구성으로, 보조 공급라인(600)의 입측에 개폐 가능하게 구비되고, 냉각모드로 구동시 개방되어 대기중의 외부공기(A3)가 가열부(500)를 거치지 않고 하부전환밸브(220)로 직접 유입이 되어 냉각 효율을 높여 주며, 냉각모드 종료시 폐쇄 상태로 전환된다. 여기서 제3재생측밸브(450)는 구동부(미도시)의 구동력에 의해 유로가 개폐되는 구조를 가질 수 있고, 다양한 밸브 구조를 선택적으로 적용할 수 있다.
그리고, 본 발명에 따른 압축공기 건조장치는 재생측 공급라인(410)에 입측이 연결되고, 입측이 가열부(500)와 하부전환밸브(220)의 사이구간에 연결되며, 감압 과정에서 압력을 배출시키는 감압 라인과, 감압 라인에 개폐 가능하게 구비되는 감압밸브(451) 및, 감압 라인의 출측에 구비되는 소음기(30)를 더 포함할 수 있다.
감압밸브(451)는 도 3과 8에서처럼 흡착 과정을 완료 후 감압 과정에서 개방되는 것으로, 감압밸브(451)가 개방되는 경우 감압 라인을 따라 이동되는 압력은 소음기(30)를 통해 외부로 배출될 수 있으며, 흡착 과정이 완료된 제1탱크(110) 또는 제2탱크(120)의 내부 압력을 대기압력으로 하강시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 압축공기 건조장치는 길이방향 양측이 하부전환밸브(220)를 기준으로, 하부 연결라인(210)의 제1구간과 제2구간에 각각 연결되고, 가압 과정에서 하부 연결라인(210)의 제1구간 또는 제2구간으로부터 압축공기(A1)를 분기시켜 반대되는 제1구간과 제2구간으로 투입시키는 가압 라인 및, 가압 라인에 개폐 가능하게 구비되는 가압밸브(452)를 더 포함할 수 있다.
가압밸브(452)는 도 6과 11에서처럼 재생 과정을 완료 후 가압 과정에서 개방되는 것으로, 가압밸브(452)가 개방되는 경우 가압 라인을 따라 이동되는 압력은 재생 과정을 완료한 제1탱크(110) 또는 제2탱크(120)의 내부로 공급되고, 제1탱크(110) 또는 제2탱크(120)의 내부 압력을 설정압력으로 상승시킬 수 있다.
펌핑부(700)는 펌핑력(흡입 압력)을 작용시켜 재생측 배출라인(420)의 출측으로 가열 또는 냉각된 외부공기(A3)를 강제 배출시키기 위한 구성으로, 펌핑부(700)는 재생측 배출라인의 출측에 구비되어 건조모드와 냉각모드에서 순차적으로 구동된다. 여기서 펌핑부(700)의 출측에 결합되고, 외부공기(A1) 배출시 소음을 줄여 주기 위한 소음기(30)를 더 포함할 수 있다.
이와 같은 펌핑부(700)는 구동시 흡입력을 발생시켜 제1탱크(110) 및 제2탱크(120) 내부의 압력이 음압을 유지되게 하고, 흡착제에 흡수가 되어 있는 수분이 낮은 온도에서도 증발할 수 있게 하여 가열기에서 사용되는 전기에너지 사용량을 줄여 주며, 제2재생유로(242)로 분기되는 외부공기(A3)를 재생측 배출라인(420)의 출측으로 배출시킨다.
제어부(미도시)는 하부전환밸브(220)와 상부전환밸브(240)와 제1재생측밸브(430)와 제2재생측밸브(440)와 제3재생측밸브(450)와 가열부(500)와 펌핑부(700) 중 하나 이상의 구동을 제어하기 위한 것으로, 제어부의 구동 제어에 의해 흡착 과정과 재생 과정(가열모드, 냉각모드)이 진행될 수 있다.
또한, 제어부에는 외부의 전원 공급부(미도시)가 전기적으로 연결될 수 있고, 제어부에는 사용자가 조작할 수 있도록 조작부(미도시)가 전기적으로 연결될 수 있으며, 조작부에는 각종 상태 정보를 외부로 표시하기 위한 표시부가 구비될 수 있으며, 제어부에는 흡착 과정이 진행될 수 있도록 흡착모드가 기설정될 수 있고, 재생 과정이 진행될 수 있도록 가열모드와 냉각모드가 기설정될 수 있다.
예를 들어, 제어부는 제1탱크(110)를 이용해 설정시간동안 흡착 과정을 진행시킨 후 방향을 전환시켜 제2탱크(120)를 이용해 흡착 과정을 진행시키고, 흡착 과정을 완료한 제1탱크(110)의 재생 과정을 진행시키는 과정을 선정된 시간마다 반복적으로 진행시킨다. 즉 압축기(20)로부터 전달되는 압축공기(A1)에 포함된 수분을 흡착제(10)로 흡착시킨 후, 건조 압축공기(A2)를 외부의 사용처로 배출시키고, 수분을 흡착한 흡착제(10)를 재생시키는 과정을 연속적으로 진행시킬 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 압축공기 건조장치는 도 12에서처럼 입측이 흡착측 배출라인(320)에 연결되고, 출측이 재생측 공급라인(410)에 연결되며, 펌핑부(700) 고장 등의 이유로 인한 비상모드로 구동시 가열부(500)와 제1재생측밸브(430)의 사이구간으로 건조 압축공기(A2)를 공급하는 바이패스라인(810)과, 바이패스라인(810)에 개폐 가능하게 구비되고, 비상모드로 구동시 개방되는 제1바이패스밸브(820)와, 입측이 재생측 배출라인(420)에 연결되고, 비상모드로 구동시 상부전환밸브(240)와 펌핑부(700)의 사이구간으로 건조 압축공기(A2)를 분기시키는 보조 배출라인(830)과, 보조 배출라인(830)에 개폐 가능하게 구비되고, 비상모드로 구동시 개방되는 제2바이패스밸브(840)를 더 포함할 수 있다. 이 경우 제어부에는 비상모드가 기설정될 수 있고, 펌핑부(700)와 전기적으로 연결되어 구동이 중지되는지 여부를 실시간으로 감시할 수 있으며, 비상모드는 펌핑부(700)가 고장에 의해 구동이 중지되는 경우 실행될 수 있다.
또한, 전술한 제1재생측밸브(430)와 제2재생측밸브(440) 및 제3재생측밸브(450)는 비상모드로 구동시 폐쇄될 수 있고, 펌핑부(700)의 구동이 중지되는 경우 재생측 배출라인(420)으로 외부공기(A3)가 배출되지 않으므로 흡착측 배출라인(320)을 따라 이동하는 건조 압축공기(A2)를 바이패스시켜 재생 과정을 연속적으로 진행시킬 수 있다. 즉 펌핑부(700)가 작동하지 않는 경우에도 건조 압축공기(A2)의 배출 압력을 이용해 재생 과정이 중지되지 않으므로 비상 상황에 즉각적으로 대응할 수 있다.
또 한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 제1바이패스밸브(820)와 제2바이패스밸브(840)는 재생 과정에서 가열모드와 냉각모드로 구동 완료 후 수분 제거모드로 구동될 수 있고, 수분 제거모드로 구동시 개방될 수 있다. 이 경우 제어부에는 수분 제거모드가 기설정될 수 있고, 제어부는 재생 과정에서 냉각모드가 종료되는 시점에 수분 제거모드를 실행시킬 수 있다.
예를 들어, 수분 제거모드가 실행되는 경우 제1바이패스밸브(820)가 개방 상태로 전환되고, 제2바이패스밸브(840)는 개방 상태로 전환되며, 수분 제거모드로 구동시 흡착측 배출라인(320)을 따라 이동하는 건조 압축공기(A2)를 바이패스시켜 재생측 공급라인(410)으로 공급할 수 있다.
즉, 냉각모드 종료시 외부공기(A3)의 유입으로 인해 제1탱크(110) 또는 제2탱크(120)의 수용공간에 존재하는 수분을 건조공기(A2)를 이용해 추가적으로 건조시킬 수 있다.
이하, 도 2 내지 13을 참조로 본 발명의 제1실시예에 따른 압축공기 건조장치의 동작을 설명하면 다음과 같으며, 제1탱크(110)의 흡착 과정이 먼저 진행되는 순서로 설명하도록 한다.
먼저, 도 2에서처럼 하부전환밸브(220)가 제1방향으로 회전되고, 하부전환밸브(220)의 제1흡착유로(221)가 제1탱크(110)의 유입구와 연결되는 하부 연결라인(210)의 제1구간과 연결됨과 동시에 제1재생유로(222)가 제2탱크(120)의 유입구와 연결되는 하부 연결라인(210)의 제2구간과 연결된다. 이와 동시에 상부전환밸브(240)가 제1방향으로 회전되고, 상부전환밸브(240)의 제2흡착유로(241)가 제1탱크(110)의 유출구와 연결되는 상부 연결라인(230)의 제1구간과 연결됨과 동시에 제2재생유로(242)가 제2탱크(120)의 유출구와 연결되는 상부 연결라인(230)의 제2구간과 연결된다.
이때, 제1재생측밸브(430)와 제2재생측밸브(440)와 제3재생측밸브(450)들이 (닫힘) 상태를 유지하고, 바이패스라인(810) 및 보조 배출라인(830)을 추가적으로 적용하는 경우 제1바이패스밸브(820)와 제2바이패스밸브(840)가 닫힘 상태를 유지한다.
이후, 압축기(20)로부터 설정압력으로 전달되는 압축공기(A1)가 흡착측 공급라인(310)과 제1흡착유로(221)와 하부 연결라인(210)과 제1탱크(110)의 유입구를 통해 흡착제(10) 수용공간으로 설정시간동안 공급되고, 압축공기(A1)에 포함된 수분이 흡착제(10)에 의해 흡착된다. 이때 수분이 제거된 건조 압축공기(A2)가 제1탱크(110)의 유출구와 상부 연결라인(230)을 통해 상부전환밸브(240)로 유입되고, 상부전환밸브(240)로 유입된 건조 압축공기(A2)는 제2흡착유로(241)를 통해 흡착측 배출라인(320)을 통해 외부의 사용처(각종 장비 등, 미도시)로 공급된다.
다음으로, 도 3에서처럼 제2탱크(120)를 이용한 흡착 과정으로 전환되고, 제1탱크(110)의 감압 과정이 진행될 수 있다. 이때 하부전환밸브(220)가 제2방향으로 회전되고, 하부전환밸브(220)의 제1흡착유로(221)가 제2탱크(120)의 유입구와 연결되는 하부 연결라인(210)의 제2구간과 연결됨과 동시에 제1재생유로(222)가 제1탱크(110)의 유입구와 연결되는 하부 연결라인(210)의 제1구간과 연결된다.
이와 동시에, 상부전환밸브(240)가 제2방향으로 회전되고, 상부전환밸브(240)의 제2흡착유로(241)가 제2탱크(120)의 유출구와 연결되는 상부 연결라인(230)의 제2구간과 연결됨과 동시에 제2재생유로(242)가 제1탱크(110)의 유출구와 연결되는 상부 연결라인(230)의 제1구간과 연결된다.
이후, 압축기(20)로부터 설정압력으로 전달되는 압축공기(A1)가 흡착측 공급라인(310)과 제1흡착유로(221)와 하부 연결라인(210)과 제2탱크(120)의 유입구를 통해 수용공간으로 설정시간동안 공급되고, 압축공기(A1)에 포함된 수분이 흡착제(10)에 의해 흡착된다. 이때 수분이 제거된 건조 압축공기(A2)가 제2탱크(120)의 유출구와 상부 연결라인(230)을 통해 상부전환밸브(240)로 유입되고, 상부전환밸브(240)로 유입된 건조 압축공기(A2)는 제2흡착유로(241)를 통해 흡착측 배출라인(320)을 통해 외부의 사용처(각종 장비 등, 미도시)로 공급된다.
또한, 도 3에서처럼 제1탱크(110)의 재생 과정이 시작되기 이전에 감압밸브(451)를 (열림) 상태로 전환시켜 압력배출을 통해 제1탱크(110)의 내부를 설정압력으로 감압시킨다. 이때 감압 과정은 제2탱크(120)의 흡착제(10)를 이용한 흡착 과정과 동시에 진행될 수 있다.
다음으로, 도 4에서처럼 감압 과정이 완료된 제1탱크(110)의 재생 과정(가열모드)이 시작되고, 제2탱크(120)의 흡착 과정이 유지된다. 이때 제1재생측밸브(430)와 제2재생측밸브(440)가 개방 상태로 전환되고, 펌핑부(700) 및 가열부(500)가 구동 온(ON) 상태로 전환되며, 펌핑부(700)의 펌핑력(흡입 압력)에 의해 대기중의 외부공기(A3)가 재생측 공급라인(410)과 하부 연결라인(210)의 제1구간과 제1탱크(110)의 유입구를 통해 설정시간동안 투입되고, 재생측 공급라인(410)을 따라 이동하는 외부공기(A3)가 가열부(500)를 통과하는 과정에서 설정온도로 가열된다.
이후, 가열된 외부공기(A3)가 제1탱크(110)의 유출구와 상부 연결라인(230)을 통해 상부전환밸브(240)로 유입되고, 상부전환밸브(240)로 유입된 외부공기(A3)는 제2재생유로(242)를 통해 재생측 배출라인(420)과 펌핑부(700)의 출측을 통해 외부로 배출되며, 재생측 배출라인(420)을 통해 배출되는 외부공기(A3)는 소음기(30)를 통해 외부로 배출될 수 있다.
다음으로, 도 5에서처럼 재생 과정의 가열모드가 종료되면 제1탱크(110)의 재생 과정(냉각모드)이 시작되고, 제2탱크(120)의 흡착 과정이 유지된다. 이때 제1재생측밸브(430)가 (닫힘) 상태로 전환됨과 동시에 제3재생측밸브(450)가 (열림) 상태로 전환되고, 가열부(500)가 구동 오프(OFF) 상태로 전환되며, 펌핑부(700)의 펌핑 압력에 의해 대기중의 외부공기(A3)가 보조 공급라인(600)을 통해 재생측 공급라인(410)으로 이동된다.
이후, 재생측 공급라인(410)의 출측으로 이동되는 외부공기(A3)가 하부전환밸브(220)의 제1재생유로(242)와 하부 연결라인(210)의 제1구간과 제1탱크(110)의 유입구를 통해 설정시간동안 투입되고, 외부공기(A3)가 제1탱크(110)의 유출구와 상부 연결라인(230)을 통해 상부전환밸브(240)로 유입되며, 상부전환밸브(240)로 유입된 외부공기(A3)는 제2재생유로(242)를 통해 재생측 배출라인(420)과 펌핑부(700)의 출측을 통해 외부로 배출되며, 재생측 배출라인(420)을 통해 배출되는 외부공기(A3)는 소음기(30)를 통해서 외부로 배출된다.
다음으로, 도 6에서처럼 제2탱크(120)를 이용한 흡착 과정이 유지되고, 제1탱크(110)의 가압 과정이 진행될 수 있다. 이때 제2재생측밸브(440)가 (닫힘) 상태로 전환됨과 동시에 제3재생측밸브(450)가 (닫힘) 상태로 전환된다.
다음으로, 도 2 내지 6의 순서와 대응되게 도 7 내지 11의 과정이 순차적으로 진행되고, 도 2 내지 11의 과정이 설정된 횟수로 반복될 수 있으며, 제1탱크(110)의 수용공간과 제2탱크(120)의 수용공간에 수용된 흡착제(10)가 설정시간마다 교대로 수분을 흡착하는 과정과 재생되는 과정을 반복한다. 즉 제1탱크(110)와 제2탱크(120)의 흡착제(10)가 설정시간마다 교대로 압축공기(A1)를 제습하므로 장치의 구동이 중지되지 않고 연속적인 흡착 동작이 가능하고, 흡착제(10) 재생 과정에서 장치의 구동이 중지되지 않으므로 다량의 압축공기(A1)를 처리할 수 있다.
한편, 도 12에서처럼 펌핑부(700)가 고장, 단선, 정전 등으로 인해 정지되는 경우 제어부는 비상모드로 장치를 구동시킬 수 있다. 이 경우 제1재생측밸브(430)와 제2재생측밸브(440) 및 제3재생측밸브(450)는 비상모드로 구동시 (닫힘) 상태로 전환되고, 제1바이패스밸브(820)와 제2바이패밸브(840)가 (열림) 상태로 전환될 수 있으며, 흡착측 배출라인(320)으로 배출되는 건조 압축공기(A2)가 바이패스라인(810)으로 분기되어 재생측 공급라인(410)으로 유입된다.
이때, 재생측 공급라인(410)으로 유입된 건조 압축공기(A2)는 하부 연결라인(210)의 제1구간 또는 제2구간과 제1탱크(110) 또는 제2탱크(120)의 유입구를 통해 설정시간동안 투입되고, 건조 압축공기(A2)가 제1탱크(110) 또는 제2탱크(120)의 유출구와 상부 연결라인(230)을 통해 상부전환밸브(240)로 유입되며, 상부전환밸브(240)로 유입된 건조 압축공기(A2)는 제2재생유로(242)를 통해 재생측 배출라인(420)과 보조 배출라인(830)을 통해 외부로 배출된다. 즉 펌핑부(700)의 펌핑 압력이 작용하지 않는 경우에도 건조 압축공기(A2)의 배출 압력을 이용해 재생 과정이 중지되지 않으므로 비상 상황에 즉각적으로 대응할 수 있다.
또 한편, 도 13에서처럼 제1바이패스밸브(820)와 제2바이패스밸브(840)는 재생 과정에서 가열모드와 냉각모드로 구동 완료 후 수분 제거모드가 실행될 수 있으며, 수분 제거모드로 구동시 개방될 수 있다. 수분 제거모드가 실행되는 경우 제1바이패스밸브(820)와 제2바이패스밸브(840)는 개방 상태로 전환되며, 수분 제거모드로 구동시 흡착측 배출라인(320)을 따라 이동하는 건조 압축공기(A2)를 바이패스시켜 재생측 공급라인(410)으로 공급할 수 있다.
이때, 재생측 공급라인(410)으로 유입된 건조 압축공기(A2)는 하부 연결라인(210)의 제1구간 또는 제2구간과 제1탱크(110) 또는 제2탱크(120)의 유입구를 통해 설정시간동안 투입되고, 건조 압축공기(A2)가 제1탱크(110) 또는 제2탱크(120)의 유출구와 상부 연결라인(230)을 통해 상부전환밸브(240)로 유입되며, 상부전환밸브(240)로 유입된 건조 압축공기(A2)는 제2재생유로(242)를 통해 재생측 배출라인(420)과 보조배출라인(830) 및 제2바이패스밸브(840)를 통해서 외부로 배출된다. 즉 냉각모드 종료시 외부공기(A3)의 유입으로 인해 제1탱크(110) 또는 제2탱크(120)의 수용공간에 수분이 존재하는 경우 건조 압축공기(A2)를 이용해 수용공간에 존재하는 수분을 추가적으로 건조시킬 수 있다.
이하, 도 14를 참조로 본 발명의 제2실시예에 따른 압축공기 건조장치를 설명하면 다음과 같다. 본 발명의 제2실시예에 따른 압축공기 건조장치는 제1탱크(110)와, 제2탱크(120)와, 하부 연결라인(210)과, 하부전환밸브(220)와, 상부 연결라인(230)과, 상부전환밸브(240)와, 흡착측 공급라인(310)과, 흡착측 배출라인(320)과, 재생측 공급라인(410)과, 재생측 배출라인(420)과, 제1재생측밸브(430)와, 제2재생측밸브(440)와, 제3재생측밸브(450)와, 가열부(500)와, 펌핑부(Vacuum pump, 700)와, 냉각라인(910)과, 냉각부(920) 및, 제어부(미도시)를 포함한다.
제1탱크(110)는 내부에 일정 넓이의 수용공간이 형성되고, 수용공간의 내부에는 공기에 포함된 수분을 흡수하기 위한 흡착제(10)가 수용되며, 흡착제(10)는 몰레큘러 시브(molecular sieve), 활성알루미나(activated alumina) 등을 선택적으로 사용할 수 있다. 여기서 제1탱크(110)의 하부에는 후술 될 하부 연결라인(210)의 길이방향 일측이 연결되는 유입구가 형성되고, 제1탱크(110)의 상부에는 후술 될 상부 연결라인(230)의 길이방향 일측이 연결되는 유출구가 형성된다.
제2탱크(120)는 제1탱크(110)의 일측에 대응되게 설치되고, 내부에 일정 넓이의 수용공간이 형성되며, 수용공간(121)의 내부에는 공기에 포함된 수분을 흡수하기 위한 흡착제(10)가 수용된다. 여기서 제2탱크(120)의 하부에는 후술 될 하부 연결라인(210)의 길이방향 일측이 연결되는 유입구가 형성되고, 제2탱크(120)의 상부에는 후술 될 상부 연결라인(230)의 길이방향 일측이 연결되는 유출구가 형성된다.
또한, 제1탱크(110)와 제2탱크(120)는 대응되는 위치에 동일한 형상과 사이즈로 배치되고, 제1탱크(110)의 수용공간과 제2탱크(120)의 수용공간은 동일한 단면적으로 형성할 수 있으며, 제1탱크(110)와 제2탱크(120)는 별도의 고정 구조물(미도시)에 의해 수직하게 고정될 수 있다.
이와 같은 제1탱크(110)와 제2탱크(120) 중 하나는 외부로부터 전달되는 압축공기(A1)의 수분을 흡착제(10)에 흡착(또는 제습)시키는 흡착 과정을 수행하고, 다른 하나는 외부공기(A3)를 이용한 가열 과정과 냉각 과정을 순차적으로 진행시켜 흡착제(10)에 흡착된 수분을 제거하는 재생 과정을 수행한다.
아울러, 입측이 제1탱크(110)와 제2탱크(120)의 일측에 각각 연결되어 수용공간과 연통되는 압력조절라인(41)과, 압력조절라인(41)의 출측에 구비되고, 감압모드로 구동시 수용공간의 압력을 외부로 배출시키는 반면, 가압모드로 구동시 수용공간을 설정압력으로 상승시키는 압력 조절부(42) 및, 압력조절라인(41)에 개폐 가능하게 구비되는 압력조절밸브(43)를 더 포함할 수 있다.
압력 조절부(42)는 흡착 과정이 완료된 제1탱크(110) 또는 제2탱크(120)의 수용공간을 감압시켜 재생 과정(가열모드, 냉각모드)이 진행될 수 있는 압력으로 만들고, 재생 과정이 완료된 제1탱크(110) 또는 제2탱크(120)의 수용공간을 감압시켜 흡착 과정이 진행될 수 있는 압력으로 만드는 역할을 하며, 후술 될 제어부에 의해 감압모드 또는 가압모드로 구동될 수 있다.
하부 연결라인(210)은 제1탱크(110)와 제2탱크(120)로 압축공기(A1) 또는 외부공기(A3)를 공급하기 위한 구성으로, 양측으로 길이를 갖고, 길이방향 양측이 제1탱크(110)와 제2탱크(120)의 하단에 각각 연결된다. 이때 하부 연결라인(210)의 길이방향 양측은 제1탱크(110)와 제2탱크(120)의 유입구에 각각 연결된다.
하부전환밸브(220)는 외부의 압축기(compressor, 20)로부터 전달되는 압축공기(A1)의 이동방향을 전환시키기 위한 구성으로, 하부 연결라인(210)에 구비되고, 설정시간마다 제1탱크(110)와 제2탱크(120)에 교대로 연결되도록 제1흡착유로(221)와 제1재생유로(222)가 형성된다.
여기서, 하부전환밸브(220)는 구동부(미도시)의 구동력에 의해 회전되면서 제1흡착유로(221)와 제1재생유로(222)의 방향을 전환시킬 수 있고, 하부 연결라인(210)은 하부전환밸브(220)를 기준으로 제1탱크(110)의 유입구와 연결되는 제1구간과, 제2탱크(120)의 유입구와 연결되는 제2구간으로 구분될 수 있다.
예를 들어, 도 2에서처럼 하부전환밸브(220)가 제1방향으로 회전되는 경우, 제1흡착유로(221)의 양측이 제1탱크(110)와 연결된 제1구간과 후술 될 흡착측 공급라인(310)의 출측과 연결됨과 동시에, 제1재생유로(222)의 양측이 제2탱크(120)와 연결된 제2구간과 후술 될 재생측 공급라인(410)의 출측과 연결된다.
반면, 도 7에서처럼 하부전환밸브(220)가 제1방향과 반대되는 제2방향으로 회전되는 경우, 제1흡착유로(221)의 양측이 제2탱크(120)와 연결된 제2구간과 후술 될 흡착측 공급라인(310)의 출측과 연결됨과 동시에, 제1재생유로(222)의 양측이 제1탱크(110)와 연결된 제1구간과 후술 될 재생측 공급라인(410)의 출측과 연결된다.
상부전환밸브(240)는 제1탱크(110) 또는 제2탱크(120)로부터 전달되는 건조 압축공기(A2) 또는 외부공기(A3)의 이동방향을 전환시키기 위한 구성으로, 상부 연결라인(230)에 구비되고, 설정시간마다 제1탱크(110)와 제2탱크(120)에 교대로 연결되도록 제2흡착유로(241)와 제2재생유로(242)가 각각 형성된다.
여기서, 상부전환밸브(240)는 구동부(미도시)의 구동력에 의해 회전되면서 제2흡착유로(241)와 제2재생유로(242)의 방향을 전환시킬 수 있고, 상부 연결라인(230)은 상부전환밸브(240)를 기준으로 제1탱크(110)의 유출구와 연결되는 제1구간과, 제2탱크(120)의 유출구와 연결되는 제2구간으로 구분될 수 있다.
예를 들어, 도 2에서처럼 상부전환밸브(240)가 제1방향으로 회전되는 경우, 제2흡착유로(241)의 양측이 제1탱크(110)와 연결된 제1구간과 후술 될 흡착측 배출라인(320)의 입측과 연결됨과 동시에, 제2재생유로(242)의 양측이 제2탱크(120)와 연결된 제2구간과 후술 될 재생측 배출라인(420)의 입측과 연결된다.
반면, 도 7에서처럼 상부전환밸브(240)가 제1방향과 반대되는 제2방향으로 회전되는 경우, 제2흡착유로(241)의 양측이 제2탱크(120)와 연결된 제2구간과 후술 될 흡착측 배출라인(320)의 입측과 연결됨과 동시에, 제2재생유로(242)의 양측이 제1탱크(110)와 연결된 제1구간과 후술 될 재생측 배출라인(420)의 입측과 연결된다.
흡착측 공급라인(310)은 압축기(20)에서 전달되는 압축공기(A1)를 하부전환밸브(220)로 공급하기 위한 구성으로, 흡착측 공급라인(310)의 출측이 하부전환밸브(220)에 연결되고, 입측으로 전달되는 압축공기(A1)를 제1흡착유로(221)로 공급한다. 이때 흡착측 공급라인(310)의 입측이 압축기(20)의 출측에 연결되고, 흡착측 공급라인(310)의 출측이 하부전환밸브(220)를 통해 제1흡착유로(221)의 일측에 연결된다.
흡착측 배출라인(320)은 상부전환밸브(240)로부터 전달되는 건조 압축공기(A2)를 외부(대기중)로 배출시키기 위한 구성으로, 흡착측 배출라인(320)의 입측이 상부전환밸브(240)에 연결되고, 제2흡착유로(241)로부터 전달되는 건조 압축공기(A2)를 외부로 배출시킨다.
재생측 공급라인(410)은 대기중의 외부공기(A3)를 하부전환밸브(220)로 공급하기 위한 구성으로, 재생측 공급라인(410)의 출측이 하부전환밸브(220)에 연결되고, 외부공기(A3)를 제1재생유로(222)로 공급한다. 이때 재생측 공급라인(410)의 출측이 하부전환밸브(220)를 통해 제1재생유로(222)의 일측에 연결된다.
제1재생측밸브(430)는 재생 과정에서 가열모드로 구동시 재생측 공급라인(410)의 입측을 개방시키기 위한 구성으로, 재생측 공급라인(410)의 입측에 개폐 가능하게 구비되고, 가열모드로 구동시 개방되어 대기중의 외부공기(A3)가 재생측 공급라인(410)의 입측으로 유입되도록 개방 상태로 전환되며, 가열모드 종료시 폐쇄 상태로 전환된다.
재생측 배출라인(420)은 상부전환밸브(240)의 제2재생유로(242)로부터 전달되는 외부공기(A3)를 대기중으로 배출시키기 위한 구성으로, 재생측 배출라인(420)의 입측이 상부전환밸브(240)에 연결되고, 제2재생유로(242)로부터 전달되는 외부공기(A1)를 대기중으로 배출시킨다.
예를 들어, 재생 과정에서 가열모드로 구동시 설정온도로 가열된 외부공기(A3)가 상부전환밸브(240)의 제2재생유로(242)를 통해 재생측 배출라인(420)의 입측으로 이동된다. 이후 재생 과정에서 냉각모드로 구동시 설정온도로 냉각된 외부공기(A3)가 상부전환밸브(240)의 제2재생유로(242)를 통해 재생측 배출라인(420)의 입측으로 이동된다.
가열부(500)는 재생 과정에서 가열모드로 구동시 재생측 공급라인(310)을 따라 이동하는 외부공기(A3)를 설정온도로 가열하기 위한 구성으로, 재생측 공급라인(410)에 구비되고, 가열모드로 구동시 재생측 공급라인(410)을 따라 이동하는 외부공기를 설정온도로 가열한다. 여기서 가열부(500)는 후술 될 제어부에 의해 온(ON)/오프(OFF) 상태가 가변될 수 있고, 가열부(500)는 전원 공급부(미도시)로부터 전달되는 전력에 의해 발열체가 가열되는 구조를 가질 수 있으나 가열부(500)의 구조는 필요에 따라 다양하게 적용이 가능하다.
제2재생측밸브(440)는 재생 과정에서 가열모드와 냉각모드로 구동시 재생측 배출라인(420)을 개방시키기 위한 구성으로, 재생측 배출라인(420)의 길이상에 개폐 가능하게 구비되고, 상부전환밸브(240)와 펌핑부(700)의 사이구간에 배치되며, 냉각모드가 종료시 폐쇄된다. 여기서 제2재생측밸브(440)는 구동부(미도시)의 구동력에 의해 유로가 개폐되는 구조를 가질 수 있고, 다양한 밸브 구조를 선택적으로 적용할 수 있다.
그리고, 본 발명에 따른 압축공기 건조장치는 재생측 공급라인(410)에 입측이 연결되고, 입측이 가열부(500)와 하부전환밸브(220)의 사이구간에 연결되며, 감압 과정에서 압력을 배출시키는 감압 라인과, 감압 라인에 개폐 가능하게 구비되는 감압밸브(451) 및, 감압 라인의 출측에 구비되는 소음기(30)를 더 포함할 수 있다.
감압밸브(451)는 도 3과 8에서처럼 흡착 과정을 완료 후 감압 과정에서 개방되는 것으로, 감압밸브(451)가 개방되는 경우 감압 라인을 따라 이동되는 압력은 소음기(30)를 통해 외부로 배출될 수 있으며, 흡착 과정이 완료된 제1탱크(110) 또는 제2탱크(120)의 내부 압력을 대기압력으로 하강시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 압축공기 건조장치는 길이방향 양측이 하부전환밸브(220)를 기준으로, 하부 연결라인(210)의 제1구간과 제2구간에 각각 연결되고, 가압 과정에서 하부 연결라인(210)의 제1구간 또는 제2구간으로부터 압축공기(A1)를 분기시켜 반대되는 제1구간과 제2구간으로 투입시키는 가압 라인 및, 가압 라인에 개폐 가능하게 구비되는 가압밸브(452)를 더 포함할 수 있다.
가압밸브(452)는 도 6과 11에서처럼 재생 과정을 완료 후 가압 과정에서 개방되는 것으로, 가압밸브(452)가 개방되는 경우 가압 라인을 따라 이동되는 압력은 재생 과정을 완료한 제1탱크(110) 또는 제2탱크(120)의 내부로 공급되고, 제1탱크(110) 또는 제2탱크(120)의 내부 압력을 설정압력으로 상승시킬 수 있다.
펌핑부(700)는 펌핑 압력을 작용시켜 재생측 배출라인(420)의 출측으로 가열 또는 냉각된 외부공기(A3)를 강제 배출시키기 위한 구성으로, 펌핑부(700)는 재생측 배출라인의 출측에 구비되어 건조모드와 냉각모드에서 순차적으로 구동되고, 구동시 흡입력을 발생시켜 제2재생유로(242)로 분기되는 외부공기(A3)를 재생측 배출라인(420)의 출측으로 배출시킨다. 여기서 펌핑부(700)의 출측에 결합되고, 외부공기(A1) 배출시 소음을 줄여 주기 위한 소음기(30)을 더 포함할 수 있다.
냉각라인(910)은 도 14에서처럼 입측이 펌핑부(700)의 출측에 연결되고, 출측이 재생측 공급라인(410)에 연결되며, 냉각모드로 구동시 펌핑부(700)의 출측으로 배출되는 외부공기(A3)를 가열부(500)와 제1재생측밸브(430)의 사이구간으로 공급한다.
냉각부(920)는 재생 과정에서 냉각모드로 구동시 냉각라인(910)을 따라 이동하는 외부공기(A3)를 설정온도로 냉각시키기 위한 것으로, 냉각부(920)는 냉각라인(910)에 구비되고, 제어부에 의해 온(ON)/오프(OFF) 상태가 가변될 수 있다. 여기서 냉각부(920)는 냉각라인(910)을 따라 이동하는 공기를 설정온도로 냉각시키기 위한 다양한 구조를 선택적으로 사용할 수 있으며, 제1탱크(110) 또는 제2탱크(120)의 내부로 공급되는 공기의 온도를 다양한 온도로 설정할 수 있어 장치의 냉각 성능을 향상시킬 수 있다.
제어부(미도시)는 하부전환밸브(220)와 상부전환밸브(240)와 제1재생측밸브(430)와 제2재생측밸브(440)와 가열부(500)와 펌핑부(700) 중 하나 이상의 구동을 제어하기 위한 것으로, 제어부의 구동 제어에 의해 흡착 과정과 재생 과정(가열모드, 냉각모드)이 진행될 수 있다.
또한, 제어부에는 외부의 전원 공급부(미도시)가 전기적으로 연결될 수 있고, 제어부에는 사용자가 조작할 수 있도록 조작부(미도시)가 전기적으로 연결될 수 있으며, 조작부에는 각종 상태 정보를 외부로 표시하기 위한 표시부가 구비될 수 있으며, 제어부에는 흡착 과정이 진행될 수 있도록 흡착모드가 기설정될 수 있고, 재생 과정이 진행될 수 있도록 가열모드와 냉각모드가 기설정될 수 있다.
예를 들어, 제어부는 제1탱크(110)를 이용해 설정시간동안 흡착 과정을 진행시킨 후 방향을 전환시켜 제2탱크(120)를 이용해 흡착 과정을 진행시키고, 흡착 과정을 완료한 제1탱크(110)의 재생 과정을 진행시키는 과정을 선정된 시간마다 반복적으로 진행시킨다. 즉 압축기(20)로부터 전달되는 압축공기(A1)에 포함된 수분을 흡착제(10)로 흡착시킨 후, 건조 압축공기(A2)를 외부의 사용처로 배출시키고, 수분을 흡착한 흡착제(10)를 재생시키는 과정을 연속적으로 진행시킬 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 압축공기 건조장치는 입측이 흡착측 배출라인(320)에 연결되고, 출측이 재생측 공급라인(410)에 연결되며, 비상모드로 구동시 가열부(500)와 제1재생측밸브(430)의 사이구간으로 건조 압축공기(A2)를 공급하는 바이패스라인(810)과, 바이패스라인(810)에 개폐 가능하게 구비되고, 비상모드로 구동시 개방되는 제1바이패스밸브(820)와, 입측이 재생측 배출라인(420)에 연결되고, 비상모드로 구동시 상부전환밸브(240)와 펌핑부(700)의 사이구간으로 건조 압축공기(A2)를 분기시키는 보조 배출라인(830)과, 보조 배출라인(830)에 개폐 가능하게 구비되고, 비상모드로 구동시 개방되는 제2바이패스밸브(840)를 더 포함할 수 있다.
이 경우, 제어부에는 비상모드가 기설정될 수 있고, 펌핑부(700)와 전기적으로 연결되어 구동이 중지되는지 여부를 실시간으로 감시할 수 있으며, 비상모드는 펌핑부(700)가 고장에 의해 구동이 중지되는 경우 실행될 수 있다.
또한, 전술한 제1재생측밸브(430)와 제2재생측밸브(440) 및 제3재생측밸브(450)는 비상모드로 구동시 폐쇄될 수 있고, 펌핑부(700)의 구동이 중지되는 경우 재생측 배출라인(420)으로 외부공기(A3)가 배출되지 않으므로 흡착측 배출라인(320)을 따라 이동하는 건조 압축공기(A2)를 바이패스시켜 재생 과정을 연속적으로 진행시킬 수 있다. 즉 펌핑부(700)의 펌핑 압력이 작용하지 않는 경우에도 건조 압축공기(A2)의 배출 압력을 이용해 재생 과정이 중지되지 않으므로 비상 상황에 즉각적으로 대응할 수 있다.
또 한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 제1바이패스밸브(820)와 제2바이패스밸브(840)는 재생 과정에서 가열모드와 냉각모드로 구동 완료 후 수분 제거모드로 구동될 수 있고, 수분 제거모드로 구동시 개방될 수 있다. 이 경우 제어부에는 수분 제거모드가 기설정될 수 있고, 제어부는 재생 과정에서 냉각모드가 종료되는 시점에 수분 제거모드를 실행시킬 수 있다.
예를 들어, 수분 제거모드가 실행되는 경우 제1바이패스밸브(820)과 제2바이패스밸브(840)은 개방 상태로 전환되며, 수분 제거모드로 구동시 흡착측 배출라인(320)을 따라 이동하는 건조 압축공기(A2)를 바이패스시켜 재생측 공급라인(410)으로 공급할 수 있다. 즉 냉각모드 종료시 외부공기(A3)의 유입으로 인해 제1탱크(110) 또는 제2탱크(120)의 수용공간에 수분이 존재하는 경우 건조 압축공기(A2)를 이용해 수용공간에 존재하는 수분을 추가적으로 건조시킬 수 있다.
이하, 본 발명의 제2실시예에 따른 압축공기 건조장치의 동작을 설명하면 다음과 같으며, 제1탱크(110)의 흡착 과정이 먼저 진행되는 순서로 설명하도록 한다.
먼저, 하부전환밸브(220)가 제1방향으로 회전되고, 하부전환밸브(220)의 제1흡착유로(221)가 제1탱크(110)의 유입구와 연결되는 하부 연결라인(210)의 제1구간과 연결됨과 동시에 제1재생유로(222)가 제2탱크(120)의 유입구와 연결되는 하부 연결라인(210)의 제2구간과 연결된다. 이와 동시에 상부전환밸브(240)가 제1방향으로 회전되고, 상부전환밸브(240)의 제2흡착유로(241)가 제1탱크(110)의 유출구와 연결되는 상부 연결라인(230)의 제1구간과 연결됨과 동시에 제2재생유로(242)가 제2탱크(120)의 유출구와 연결되는 상부 연결라인(230)의 제2구간과 연결된다.
이때, 제1재생측밸브(430)와 제2재생측밸브(440)와 제3재생측밸브(450)와 압력조절밸브(43)들이 (닫힘) 상태를 유지하고, 바이패스라인(810) 및 보조 배출라인(830)을 추가적으로 적용하는 경우 제1바이패스밸브(820)와 제2바이패스밸브(840)가 닫힘 상태를 유지한다.
이후, 압축기(20)로부터 설정압력으로 전달되는 압축공기(A1)가 흡착측 공급라인(310)과 제1흡착유로(221)와 하부 연결라인(210)과 제1탱크(110)의 유입구를 통해 수용공간으로 설정시간동안 공급되고, 압축공기(A1)에 포함된 수분이 흡착제(10)에 의해 흡착된다. 이때 수분이 제거된 건조 압축공기(A2)가 제1탱크(110)의 유출구와 상부 연결라인(230)을 통해 상부전환밸브(240)로 유입되고, 상부전환밸브(240)로 유입된 건조 압축공기(A2)는 제2흡착유로(241)를 통해 흡착측 배출라인(320)을 통해 외부의 사용처(각종 장비 등, 미도시)로 배출된다.
다음으로, 제2탱크(120)를 이용한 흡착 과정으로 전환되고, 제1탱크(110)의 감압 과정이 진행될 수 있다. 이때 하부전환밸브(220)가 제2방향으로 회전되고, 하부전환밸브(220)의 제1흡착유로(221)가 제2탱크(120)의 유입구와 연결되는 하부 연결라인(210)의 제2구간과 연결됨과 동시에 제1재생유로(222)가 제1탱크(110)의 유입구와 연결되는 하부 연결라인(210)의 제1구간과 연결된다.
이와 동시에, 상부전환밸브(240)가 제2방향으로 회전되고, 상부전환밸브(240)의 제2흡착유로(241)가 제2탱크(120)의 유출구와 연결되는 상부 연결라인(230)의 제2구간과 연결됨과 동시에 제2재생유로(242)가 제1탱크(110)의 유출구와 연결되는 상부 연결라인(230)의 제1구간과 연결된다.
이후, 압축기(20)로부터 설정압력으로 전달되는 압축공기(A1)가 흡착측 공급라인(310)과 제1흡착유로(221)와 하부 연결라인(210)과 제2탱크(120)의 유입구를 통해 수용공간으로 설정시간동안 공급되고, 압축공기(A1)에 포함된 수분이 흡착제(10)에 의해 흡착된다. 이때 수분이 제거된 건조 압축공기(A2)가 제2탱크(120)의 유출구와 상부 연결라인(230)을 통해 상부전환밸브(240)로 유입되고, 상부전환밸브(240)로 유입된 건조 압축공기(A2)는 제2흡착유로(241)를 통해 흡착측 배출라인(320)을 통해 외부의 사용처(각종 장비 등, 미도시)로 배출된다.
또한, 제1탱크(110)의 재생 과정이 시작되기 이전에 감압밸브(451)를 (열림) 상태로 전환시켜 제1탱크의 내부를 대기압력으로 감압시킨다. 이때 감압 과정은 제2탱크(120)의 흡착제(10)를 이용한 흡착 과정과 동시에 진행될 수 있다.
다음으로, 감압 과정이 완료된 제1탱크(110)의 재생 과정(가열모드)이 시작되고, 제2탱크(120)의 흡착 과정이 유지된다. 이때 제1재생측밸브(430)와 제2재생측밸브(440)가 개방 상태로 전환되고, 펌핑부(700) 및 가열부(500)가 구동 온(ON) 상태로 전환되며, 펌핑부(700)의 펌핑 압력에 의해 대기중의 외부공기(A3)가 재생측 공급라인(410)과 하부 연결라인(210)의 제1구간과 제1탱크(110)의 유입구를 통해 설정시간동안 투입되고, 재생측 공급라인(410)을 따라 이동하는 외부공기(A3)가 가열부(500)를 통과하는 과정에서 설정온도로 가열된다.
이후, 가열된 외부공기(A3)가 제1탱크(110)의 유출구와 상부 연결라인(230)을 통해 상부전환밸브(240)로 유입되고, 상부전환밸브(240)로 유입된 외부공기(A3)는 제2재생유로(242)를 통해 재생측 배출라인(420)과 펌핑부(700)의 출측을 통해 외부로 배출되며, 재생측 배출라인(420)을 통해 배출되는 외부공기(A3)는 소음기(30)를 통해서 외부로 배출될 수 있다.
다음으로, 도 5에서처럼 재생 과정의 가열모드가 종료되면 제1탱크(110)의 재생 과정(냉각모드)이 시작되고, 제2탱크(120)의 흡착 과정이 유지된다. 이때 제1재생측밸브(430)가 (닫힘) 상태로 전환되고, 가열부(500)가 구동 오프(OFF) 상태로 전환되며, 펌핑부(700)의 펌핑 압력에 의해 가열모드에서 순환된 외부공기(A3)가 냉각부(920)에 의해 설정온도로 냉각되면서 재생측 공급라인(410)으로 유입된다.
이후, 재생측 공급라인(410)으로 유입된 외부공기(A3)가 하부전환밸브(220)의 제1재생유로(242)와 하부 연결라인(210)의 제1구간과 제1탱크(110)의 유입구를 통해 설정시간동안 투입되고, 외부공기(A3)가 제1탱크(110)의 유출구와 상부 연결라인(230)을 통해 상부전환밸브(240)로 유입되며, 상부전환밸브(240)로 유입된 외부공기(A3)는 제2재생유로(242)를 통해 재생측 배출라인(420)과 펌핑부(700)의 출측과 냉각라인(910)을 따라 재순환된다.
다음으로, 제2탱크(120)를 이용한 흡착 과정이 유지되고, 제1탱크(110)의 가압 과정이 진행될 수 있다. 이때 제2재생측밸브(440)가 (닫힘) 상태로 전환됨과 동시에 제3재생측밸브(450)가 (닫힘) 상태로 전환되고, 제1탱크(110)의 재생 과정이 시작되기 이전에 가압밸브(452)를 (열림) 상태로 전환시키며, 설정된 가압밸브(452)의 열림 시간이 결과한 후 가압밸브(452)를 (닫힘) 상태로 전환시킨다.
다음으로, 제1탱크(110)의 수용공간과 제2탱크(120)의 수용공간에 수용된 흡착제(10)가 설정시간마다 교대로 수분을 흡착하는 과정과 재생되는 과정을 반복한다. 즉 제1탱크(110)와 제2탱크(120)의 흡착제(10)가 설정시간마다 교대로 압축공기(A1)를 제습하므로 장치의 구동이 중지되지 않고 연속적인 흡착 동작이 가능하고, 흡착제(10) 재생 과정에서 장치의 구동이 중지되지 않으므로 다량의 압축공기(A1)를 처리할 수 있다.
한편, 펌핑부(700)가 고장, 단선, 정전 등으로 인해 정지되는 경우 제어부는 비상모드로 장치를 구동시킬 수 있다. 이 경우 제1재생측밸브(430)와 제2재생측밸브(440) 및 제3재생측밸브(450)는 비상모드로 구동시 (닫힘) 상태로 전환되고, 제1바이패스밸브(820)와 제2바이패밸브(840)가 (열림) 상태로 전환될 수 있으며, 흡착측 배출라인(320)으로 배출되는 건조 압축공기(A2)가 바이패스라인(810)으로 분기되어 재생측 공급라인(410)으로 유입된다.
이때, 재생측 공급라인(410)으로 유입된 건조 압축공기(A2)는 하부 연결라인(210)의 제1구간 또는 제2구간과 제1탱크(110) 또는 제2탱크(120)의 유입구를 통해 설정시간동안 투입되고, 건조 압축공기(A2)가 제1탱크(110) 또는 제2탱크(120)의 유출구와 상부 연결라인(230)을 통해 상부전환밸브(240)로 유입되며, 상부전환밸브(240)로 유입된 건조 압축공기(A2)는 제2재생유로(242)를 통해 재생측 배출라인(420)과 보조 배출라인(830)을 통해 외부로 배출된다. 즉 펌핑부(700)의 펌핑 압력이 작용하지 않는 경우에도 건조 압축공기(A2)의 배출 압력을 이용해 재생 과정이 중지되지 않으므로 비상 상황에 즉각적으로 대응할 수 있다.
또 한편, 제1바이패스밸브(820)와 제2바이패스밸브(840)는 재생 과정에서 가열모드와 냉각모드로 구동 완료 후 수분 제거모드로 구동될 수 있으며, 수분 제거모드로 구동시 개방될 수 있다. 수분 제거모드가 실행되는 경우 제1바이패스밸브(820)와 제2바이패스밸브(840)는 개방 상태로 전환되며, 수분 제거모드로 구동시 흡착측 배출라인(320)을 따라 이동하는 건조 압축공기(A2)를 바이패스시켜 재생측 공급라인(410)으로 공급할 수 있다.
이때, 재생측 공급라인(410)으로 유입된 건조 압축공기(A2)는 하부 연결라인(210)의 제1구간 또는 제2구간과 제1탱크(110) 또는 제2탱크(120)의 유입구를 통해 설정시간동안 투입되고, 건조 압축공기(A2)가 제1탱크(110) 또는 제2탱크(120)의 유출구와 상부 연결라인(230)을 통해 상부전환밸브(240)로 유입되며, 상부전환밸브(240)로 유입된 건조 압축공기(A2)는 제2재생유로(242)를 통해 재생측 배출라인(420)과 보조배출라인(830) 및 제2바이패스밸브(840)를 통해 외부로 배출된다. 즉 냉각모드 종료시 외부공기(A3)의 유입으로 인해 제1탱크(110) 또는 제2탱크(120)의 수용공간에 수분이 존재하는 경우 건조 압축공기(A2)를 이용해 수용공간에 존재하는 수분을 추가적으로 건조시킬 수 있다.
결과적으로, 본 발명은 펌핑부를 재생라인 출구측에 설치하여 가열모드 작동시 재생과정 해당 탱크의 내부 압력을 음압으로 유지하여 재생탱크의 흡착제 가열 온도를 낮게 유지할 수 있어 가열기에서 소모되는 전기에너지 사용량을 줄일 수 있고, 비상모드로 구동시 제습 처리된 건조 압축공기를 이용해 흡착제의 재생 과정을 진행할 수 있어 비상 상황에 즉각적으로 대응할 수 있다.
지금까지 본 발명에 따른 압축공기 건조장치에 관한 구체적인 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 실시 변형이 가능함은 자명하다.
그러므로 본 발명의 범위에는 설명된 실시예에 국한되어 전해져서는 안되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
즉, 전술된 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술될 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 그 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10: 흡착제 20: 압축기
30: 소음기 40: 압력 게이지
110: 제1탱크 120: 제2탱크
210: 하부 연결라인 220: 하부전환밸브
221: 제1흡착유로 222: 제1재생유로
230: 상부 연결라인 240: 상부전환밸브
241: 제2흡착유로 242: 제2재생유로
310: 흡착측 공급라인 320: 흡착측 배출라인
410: 재생측 공급라인 420: 재생측 배출라인
430: 제1재생측밸브 440: 제2재생측밸브
450: 제3재생측밸브 451: 감압밸브
452: 가압밸브 500: 가열부
600: 보조 공급라인 700: 펌핑부
810: 바이패스라인 820: 제1바이패스밸브
830: 보조 배출라인 840: 제2바이패스밸브
910: 냉각라인 920: 냉각부
A1: 압축공기 A2: 건조 압축공기
A3: 외부공기

Claims (5)

  1. 내부에 흡착제가 수용되는 제1탱크 및 제2탱크와, 상기 제1탱크 및 제2탱크의 하단을 연결하는 하부 연결라인과, 상기 하부 연결라인에 구비되고, 설정시간마다 상기 제1탱크와 제2탱크에 교대로 연결되도록 제1흡착유로와 제1재생유로가 각각 형성되는 하부전환밸브와, 상기 제1탱크와 제2탱크의 상단을 연결하는 상부 연결라인과, 상기 상부 연결라인에 구비되고, 설정시간마다 상기 제1탱크와 제2탱크에 교대로 연결되도록 제2흡착유로와 제2재생유로가 각각 형성되는 상부전환밸브와, 출측이 상기 하부전환밸브에 연결되고, 입측으로 전달되는 압축공기를 상기 제1흡착유로로 공급하는 흡착측 공급라인과, 입측이 상기 상부전환밸브에 연결되고, 상기 제2흡착유로로부터 전달되는 건조 압축공기를 외부로 배출시키는 흡착측 배출라인과, 출측이 상기 하부전환밸브에 연결되고, 외부공기를 상기 제1재생유로로 공급하는 재생측 공급라인과, 입측이 상기 상부전환밸브에 연결되고, 상기 제2재생유로로부터 전달되는 공기를 외부로 배출시키는 재생측 배출라인 및, 상기 재생측 공급라인에 구비되고, 가열모드로 구동시 상기 재생측 공급라인을 따라 이동하는 외부공기를 설정온도로 가열하는 가열부를 포함하며,
    출측이 상기 재생측 공급라인에 연결되고, 냉각모드로 구동시 상기 하부전환밸브와 가열부의 사이구간으로 외부공기를 공급하는 보조 공급라인 및, 상기 재생측 배출라인의 출측에 구비되고, 건조모드와 냉각모드에서 순차적으로 구동되고, 구동시 흡입력을 발생시켜 상기 제2재생유로를 통한 외부공기를 상기 재생측 배출라인의 출측으로 배출시키는 펌핑부를 포함하되,
    상기 재생측 공급라인의 입측에 개폐 가능하게 구비되고, 가열모드로 구동시 개방되는 제1재생측밸브와,
    상기 재생측 배출라인의 길이상에 개폐 가능하게 구비되고, 상기 상부전환밸브와 펌핑부의 사이구간에 배치되며, 가열모드와 냉각모드로 구동시 개방되는 제2재생측밸브 및,
    상기 보조 공급라인의 입측에 개폐 가능하게 구비되고, 냉각모드로 구동시 개방되는 제3재생측밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 압축공기 건조장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    입측이 상기 흡착측 배출라인에 연결되고, 출측이 상기 재생측 공급라인에 연결되며, 비상모드로 구동시 상기 가열부와 상기 제1재생측밸브의 사이구간으로 건조 압축공기를 공급하는 바이패스라인과,
    상기 바이패스라인에 개폐 가능하게 구비되고, 비상모드로 구동시 개방되는 제1바이패스밸브와,
    입측이 상기 재생측 배출라인에 연결되고, 비상모드로 구동시 상기 상부전환밸브와 펌핑부의 사이구간으로 공기를 분기시키는 보조 배출라인과,
    상기 보조 배출라인에 개폐 가능하게 구비되고, 비상모드로 구동시 개방되는 제2바이패스밸브를 더 포함하며,
    상기 제1재생측밸브와 제2재생측밸브 및 상기 제3재생측밸브는 비상모드로 구동시 폐쇄되는 것을 특징으로 하는 압축공기 건조장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1바이패스밸브와 상기 제2바이패스밸브는,
    상기 가열모드와 냉각모드로 구동 완료 후 수분 제거모드로 구동되고, 수분 제거모드로 구동시 개방되며,
    상기 제1재생측밸브와 상기 제2재생측밸브 및 상기 제3재생측밸브는,
    수분 제거모드로 구동시 폐쇄되는 것을 특징으로 하는 압축공기 건조장치.
  5. 삭제
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KR20050001319A (ko) * 2004-06-07 2005-01-06 이장환 증기 및 진공을 이용한 흡착식 압축공기 건조기
KR20170087601A (ko) * 2016-01-21 2017-07-31 주식회사 은하에어테크 유지 보수가 용이한 퍼지 및 논퍼지 겸용 압축공기 건조방법 및 장치

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