KR20070012601A - 물을 이용한 청정 공기 압축기 - Google Patents

물을 이용한 청정 공기 압축기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 종래의 오일을 대체하여 물을 이용하여 종래의 압축기의 윤활, 밀봉, 냉각작용을 수행하고 압축공기를 정화하도록 청정수를 공급하는 시스템을 갖추고, 공기중의 불순물을 포집한 물을 압축공기로부터 원심 분리로 정화하여 청정압축공기를 배출하도록 물을 이용한 청정 공기 압축기에 관한 것이다.
종래의 오일에 기초한 윤활, 밀봉 및 냉각 작용을 하는 압축기는 압축공기중에 일반대기중의 각종 오염물질, 먼지, 오일 찌꺼기가 희석되어 비위생적인 문제가 있었다.
따라서 청정압축공기에 기초하여 식료품제조, 의약품제조, 바이오산업, 펄프종이산업, 담배제조, 농수산물양식, 질소산소제조, 정밀광학기기제조, 전자 반도체부품 제조산업에 양질의 청정압축공기를 제공할 수 있는 효과가 있다.
압축기, 압축공기, 물, 청정공기, 윤활, 냉각, 밀봉, 원심분리, 와류

Description

물을 이용한 청정 공기 압축기{A clean air compressor utilizing water}
제 1 도는 본 발명에 따른 청정 공기 압축기의 전체 부품구성도
제 2 도는 본 발명에 따른 물탱크의 부품구성도
제 3 도는 도 2의 AA 단면도, 원심분리 작동설명도
제 4 도는 본 발명에 따른 와류실린더의 구조도
제 5 도는 본 발명에 따른 격리판의 구조도
제 6 도는 본 발명에 따른 청정수실린더의 구조도
제 7 도는 본 발명에 따른 물탱크의 작동설명도
제 8 도는 본 발명에 따른 물탱크의 급수설명도
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
10: 물탱크 11: 와류가이드
14: 순환수 펌프 62: 청정수 펌프
70: 와류실린더 80: 청정수실린더
압축기에 물을 급수하는 형식의 스크롤 압축기는 대한민국 실용신안 등록 20-0397470호 "물 윤활 스크롤 압축기"(동일 출원인 및 발명자)에 개시되어 있다. 그러나 상기 선출원은 물을 이용하여 밀봉,기밀, 냉각 작용을 하면서 더러워진 물을 재사용하기 위한 정화 기능이 없으므로 본원에서 물을 원심분리하여 정화하는 물탱크의 기능을 보완하여 분할 출원한다.
따라서 본 발명은 종래의 오일을 대체하여 물을 이용하여 종래의 압축기의 윤활, 밀봉, 냉각작용을 수행하도록 청정수를 공급하는 시스템을 갖추고, 공기중의 불순물을 포집한 물을 압축공기로부터 원심 분리로 정화하여 청정압축공기를 배출하도록 물을 이용한 청정 공기 압축기를 제공한다.
본 발명은 종래의 오일을 대체하여 물을 이용하여 종래의 압축기의 윤활, 밀봉, 냉각작용을 수행하도록 청정수를 공급하는 시스템을 갖추고, 공기중의 불순물을 포집한 물을 압축공기로부터 원심 분리로 정화하여 청정압축공기를 배출하도록 물을 이용한 청정 공기 압축기에 관한 것이다.
종래의 압축기는 스크류, 스크롤, 왕복동을 포함한 여러가지 형식이 있으며, 대부분의 압축기는 수분, 먼지 및 자체 윤활오일로 구성된 유분이 공기에 희석되어 압축되고 대기중의 흡입공기와 함께 유입되는 것 이외 공기를 압축하는 과정에서 윤활유 오일 및 탄화물의 혼입과 실(SEAL)재, 필터 엘레먼트의 찌꺼기, 마찰부위에서 발생되는 금속 분말, 부식으로 인한 녹이 발생하고 있었다.
따라서 오일에 기초한 윤활, 밀봉 및 냉각 작용을 하는 종래의 압축기는 식료품제조, 의약품제조, 바이오산업, 펄프종이산업, 담배제조, 농수산물양식, 질소 산소제조, 정밀광학기기제조, 전자 반도체부품 제조산업에서 그대로 이용하여 불량품 발생, 비위생적인 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 종래의 오일을 대체하여 물을 이용하여 종래의 압축기의 윤활, 밀봉, 냉각작용을 수행하도록 청정수를 공급하는 시스템을 갖추고, 공기중의 불순물을 포집한 물을 압축공기로부터 원심 분리로 정화하여 청정압축공기를 배출하는데 그 목적이 있다.
제 1 도는 본 발명에 따른 청정 공기 압축기의 전체 부품구성도에서 도시한 바와 같이, 물을 이용하여 윤활, 밀봉, 냉각을 하고 정화하여 청정압축공기를 배출하도록 물을 이용한 청정 공기 압축기에 있어서, 흡입공기필터(30)에 흡입공기관(32)으로 연결하고 모터(40)에 동력전달 수단을 통하여 연결한 에어엔드(20)와; 에어엔드(20)와 순환수관(68)을 통하여 연결한 물탱크(10)와; 에어엔드(20)와 물탱크(10)의 사이에서 순환수관(68)을 통하여 설치한 체크밸브(18), 워터필터(16) 및 순환펌프(14)와; 에어엔드(20)와 배출공기관(22)을 통하여 연결하고 물탱크(10)와 분사공기관(52)을 통하여 연결한 에프터 쿨러(50)와; 배출공기관(22)에 설치한 체크밸브(26)와;,
및 제 2 도는 본 발명에 따른 물탱크의 부품구성도에 도시한 바와 같이, 물탱크(10)의 벽의 상부에 설치한 분사공기관(52) 및 청정공기관(12)과; 물탱크(10)의 내벽에서 분사공기관(52)의 출구측에 설치한 와류가이드(11)와;, 및 물탱크(10)의 내부에 위치한 와류실린더(70)와; 와류실린더(70)의 상부에서 원주상으로 형성 한 다수의 배기공(72)과; 와류실린더(70)의 상부에서 원주상으로 형성한 다수의 통수구(74)와; 와류실린더(70)의 내부에 위치한 청정수 실린더(80)와; 청정수실린더(80)의 내부로 청정수를 공급하도록 설치한 청정수관(64)과; 청정수관(64)에 설치한 체크밸브(63) 및 청정수펌프(62)와; 청정수실(80)의 하부에 설치한 순환수관(68)과; 순환수관(68)에 설치한 순환펌프(14) 및 체크밸브(69)와; 오염수실(82)의 하부에 설치한 오염수관(66)과; 및 청정수실린더(80)의 수위를 감지하도록 청정수펌프(62)와 전선으로 연결하고 물탱크(10)의 벽에 설치한 수위센서(61)를 포함하여 된 것을 특징으로 하는 물을 이용한 청정 공기 압축기를 구성한 것이다.
본 발명의 구성을 도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.
제 1 도는 본 발명에 따른 청정 공기 압축기의 전체 부품구성도에서 도시한 바와 같이, 물을 이용하여 윤활, 밀봉, 냉각을 하고 정화하여 청정압축공기를 배출하도록 물을 이용한 청정 공기 압축기에 있어서, 흡입공기필터(30)에 흡입공기관(32)으로 연결하고 모터(40)에 동력전달 수단을 통하여 연결한 에어엔드(20)와; 에어엔드(20)와 순환수관(68)을 통하여 연결한 물탱크(10)와; 에어엔드(20)와 물탱크(10)의 사이에서 순환수관(68)을 통하여 설치한 체크밸브(18), 워터필터(16) 및 순환펌프(14)와; 에어엔드(20)와 배출공기관(22)을 통하여 연결하고 물탱크(10)와 분사공기관(52)을 통하여 연결한 에프터 쿨러(50)와; 배출공기관(22)에 설치한 체크밸브(26)와;,
및 제 2 도는 본 발명에 따른 물탱크의 부품구성도에 도시한 바와 같이, 물 탱크(10)의 벽의 상부에 설치한 분사공기관(52) 및 청정공기관(12)과; 물탱크(10)의 내벽에서 분사공기관(52)의 출구측에 설치한 와류가이드(11)와;, 및 물탱크(10)의 내부에 위치한 와류실린더(70)와; 와류실린더(70)의 상부에서 원주상으로 형성한 다수의 배기공(72)과; 와류실린더(70)의 상부에서 원주상으로 형성한 다수의 통수구(74)와; 와류실린더(70)의 내부에 위치한 청정수 실린더(80)와; 청정수실린더(80)의 내부로 청정수를 공급하도록 설치한 청정수관(64)과; 청정수관(64)에 설치한 체크밸브(63) 및 청정수펌프(62)와; 청정수실(80)의 하부에 설치한 순환수관(68)과; 순환수관(68)에 설치한 순환펌프(14) 및 체크밸브(69)와; 오염수실(82)의 하부에 설치한 오염수관(66)과; 및 청정수실린더(80)의 수위를 감지하도록 청정수펌프(62)와 전선으로 연결하고 물탱크(10)의 벽에 설치한 수위센서(61)를 포함하여 된 것을 특징으로 하는 물을 이용한 청정 공기 압축기 와, 및
도 3에 도시한 바와 같이, 원주방향으로 회전하는 와류가 발생하도록 물탱크(10)의 외벽의 원주면과 경사각을 이루어 압축공기를 분사하도록 설치한 분사공기관(52)을 포함하여 된 것을 특징으로 하는 물을 이용한 청정 공기 압축기와, 및
도 4와 도 5에 도시한 바와 같이, 와류실린더(70)의 내부에서 원주상으로 형성한 다수의 배기공(72)의 하부에 설치한 격리판(76)과, 격리판(76)의 하면에 형성한 배수구(77)를 포함하여 된 것을 특징으로 하는 물을 이용한 청정 공기 압축기를 구성한 것이다.
본 발명의 작용을 도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1에 도시한 바와 같이, 모터(40)가 가동하면 순환 펌프(14)가 작동하게 되어 에어엔드(20)의 내부에 물탱크(10)으로 부터 순환수관(68)을 통하여 윤활, 밀봉, 냉각용 물을 공급한다. 여기서 순환수관(68)에는 물과 압축공기의 역류를 방지하는 체크밸브(18)와 물을 정화하는 워터필터(16)가 설치되어 있으며, 물탱크(10)에 근접한 순환수관(68)에는 체크밸브(69)가 설치되어 있다.
한편 모터(40)의 회전축(41)이 회전하게 되고, 회전축(41)에 설치한 구동풀리(44)가 회전하게 된다. 따라서 벨트(48)와 연결된 피동풀리(24)가 회전함에 따라 회전축(21)이 회전하게 되고 회전축(21)에 부착된 압축기의 에어엔드(20)가 작동하게 됨과 동시에, 흡입필터(30)를 통하여 사전 공기를 정화한 후 흡입공기관(32)를 통하여 대기중의 공기를 흡입하여 스크롤, 스크류, 피스톤 형식을 포함한 에어엔드(20)를 이용하여 압축공기로 제조한다. 더욱 에어엔드(20)에서 나온 압축공기는 토출공기관(22)를 통하여 에프터 쿨러(50, AFTER COOLER)로 송부한다. 여기서 토출공기관(22)에는 체크밸브(26)가 부착되어 압축공기의 역류를 방지한다.
상기와 같이 에어엔드(20)에서 배출한 압축 공기는 고온 상태이므로 에프터 쿨러(50, AFTER COOLER)에서 모터(40)의 회전축(41)에 설치한 냉각팬(46)을 이용하여 공기 냉각방식으로 방열한다.
따라서 에프터 쿨러(50)에서 나온 1차 냉각된 압축공기는 윤활, 밀봉, 냉각용 물과 함께 분사 공기관(52)을 통하여 본 발명에 따른 물탱크(10)의 내부로 들어간다.
도 2에 도시한 바와 같이, 압축공기중에 희석되어 있는 윤활, 밀봉, 냉각용 물과 함께 분사 공기관(52)을 통하여 본 발명에 따른 물탱크(10)의 내부로 들어가 서 기체와 액체의 비중차이에 기초하여 원심분리한 후 청정공기관(12)을 통하여 청정공기가 배출한다.
한편, 도 3에 도시한 바와 같이,분사 공기관(52)에서 나온 압축공기는 물탱크(10)의 내부에서 와류가이드(11)에 1차로 충돌한 후 와류실린더(70)의 원주면을, 화살표로 도시한바와 같이, 회전하면서 기체와 액체의 비중차이 1: 1000 에 기초하여 원심분리한 후 청정공기관(12)을 통하여 청정공기가 배출된다. 여기서 원주방향으로 회전하는 와류가 발생하도록 물탱크(10)의 외벽의 원주면과 경사각을 이루어 압축공기를 분사하도록 분사공기관(52)을 설치한다.
다시 도 2에 도시한 바와 같이, 와류실린더(70)의 원주면을, 화살표로 도시한바와 같이, 회전하면서 기체와 액체의 비중차이 1: 1000 에 기초하여 원심분리한다. 따라서 압축공기중의 슬러지, 각종 오염물질을 제거한 청정압축공기는, 도 4에 도시한 바와 같이, 와류실린더(70)의 상부에 형성한 다수의 배기공(72)을 통하여 청정공기관(12)으로 들어간다.
한편, 도 5에 도시한 바와 같이, 와류실린더(70)의 상부에는 배수구(77)을 형성한 격리판(76)을 설치하여 원심분리에 기초하여 정화된 압축공기중에서 분리한 여분의 수분을 낙하하게 하고 압축기체 흐름에 빨려 올라오는 캐리오버(CARRYOVER)현상을 방지한다.
더욱 청정공기관(12)에서 나온 압축공기는 압축공기 저장탱크(미도시)로 배출되거나 각종 공압장비(미도시)에 이용하게 된다. 여기서 물탱크(10)의 상부에는 안전밸브(19)가 설치되어 고압으로 인한 물탱크(10)의 파손을 방지한다.
제 6 도는 본 발명에 따른 청정수실린더의 구조도에 도시한 바와 같이, 청정수실린더(80)의 구조는 일반실린더 형상을 갖고 있으며, 물탱크(10)의 하면에 용접하여 고정하는 방식으로 설치하여 방수처리한다.
제 7 도는 본 발명에 따른 물탱크의 작동설명도에 도시한 바와 같이, 압축공기로 부터 원심분리된 슬러지, 오염물질을 함유한 물은 물탱크(10)의 내부에서 와류실린더(70)의 외측면에 형성한 오염수실(83)에 도시한 바와 같은 오염수(82)로 낙하하여 고이게 되며 비중이 무거운 오염물질은 오염수와 같이 오염수관(66)을 통하여 외부로 배출되어 폐기처리하며, 오염물질을 제거한 가벼운 깨끗한 물은 청정실린더(80)의 내부로 흐르게 된다. 따라서 청정실린더(80)의 내부에 고인 청정수(81)은 순환수 펌프(14)의 동력을 이용하여 순환수관(68)을 통하여 압축기의 에어엔드부로 이송된다. 여기서 순환수관(68)에는 체크밸브(69)가 설치되어 있다.
더욱 제 8 도는 본 발명에 따른 물탱크의 급수설명도에 도시한 바와 같이, 와류실린더(70)의 내부에 위치한 청정수실(81)에서 청정수(80)이 부족한 경우에는 수위센서(61)를 이용하여 감지하면서, 수위센서(61)에 전선으로 연결한 청정수펌프(62)를 가동하여 청정수관(64)을 통하여 공급하므로 항상 상수도 정도의 깨끗한 물이 충분한 상태를 유지한다. 여기서 청정수관(64)에는 체크밸브(63)가 설치되어 있다.
상기와 같이 물탱크(10)의 내부에서 물의 수위를 감지하여 일정한 수위를 유지하도록 설치한 수위센서(61)를 이용하여 항상 일정한 물의 양을 유지한다.
본 발명은 종래의 오일을 대체하여 물을 이용하여 종래의 압축기의 윤활, 밀봉, 냉각작용을 수행하고 압축공기를 정화하도록 청정수를 공급하는 시스템을 갖추고, 공기중의 불순물을 포집한 물을 압축공기로부터 원심 분리로 정화하여 청정압축공기를 배출하도록 물을 이용한 청정 공기 압축기에 관한 것이다.
따라서 청정압축공기에 기초하여 식료품제조, 의약품제조, 바이오산업, 펄프종이산업, 담배제조, 농수산물양식, 질소산소제조, 정밀광학기기제조, 전자 반도체부품 제조산업에 양질의 청정압축공기를 제공할 수 있는 효과가 있다.

Claims (4)

  1. 물을 이용하여 윤활, 밀봉, 냉각을 하고 정화하여 청정압축공기를 배출하도록 물을 이용한 청정 공기 압축기에 있어서, 흡입공기필터(30)에 흡입공기관(32)으로 연결하고 모터(40)에 동력전달 수단을 통하여 연결한 에어엔드(20)와; 에어엔드(20)와 순환수관(68)을 통하여 연결한 물탱크(10)와; 에어엔드(20)와 물탱크(10)의 사이에서 순환수관(68)을 통하여 설치한 체크밸브(18), 워터필터(16) 및 순환펌프(14)와; 에어엔드(20)와 배출공기관(22)을 통하여 연결하고 물탱크(10)와 분사공기관(52)을 통하여 연결한 에프터 쿨러(50)와; 배출공기관(22)에 설치한 체크밸브(26)와;, 및 물탱크(10)의 벽의 상부에 설치한 분사공기관(52) 및 청정공기관(12)과; 물탱크(10)의 내벽에서 분사공기관(52)의 출구측에 설치한 와류가이드(11)와;, 및 물탱크(10)의 내부에 위치한 와류실린더(70)와; 와류실린더(70)의 상부에서 원주상으로 형성한 다수의 배기공(72)과; 와류실린더(70)의 상부에서 원주상으로 형성한 다수의 통수구(74)와; 와류실린더(70)의 내부에 위치한 청정수 실린더(80)와; 청정수실린더(80)의 내부로 청정수를 공급하도록 설치한 청정수관(64)과; 청정수관(64)에 설치한 체크밸브(63) 및 청정수펌프(62)와; 청정수실(80)의 하부에 설치한 순환수관(68)과; 순환수관(68)에 설치한 순환펌프(14) 및 체크밸브(69)와; 오염수실(82)의 하부에 설치한 오염수관(66)과; 및 청정수실린더(80)의 수위를 감지하도록 청정수펌프(62)와 전선으로 연결하고 물탱크(10)의 벽에 설치한 수위센서(61)를 포함하여 된 것을 특징으로 하는 물을 이용한 청정 공기 압축기.
  2. 제 1항에 있어서, 원주방향으로 회전하는 와류가 발생하도록 물탱크(10)의 외벽의 원주면과 경사각을 이루어 압축공기를 분사하도록 설치한 분사공기관(52)을 포함하여 된 것을 특징으로 하는 물을 이용한 청정 공기 압축기.
  3. 제 1항에 있어서, 와류실린더(70)의 내부에서 원주상으로 형성한 다수의 배기공(72)의 하부에 설치한 격리판(76)과, 격리판(76)의 하면에 형성한 배수구(77)를 포함하여 된 것을 특징으로 하는 물을 이용한 청정 공기 압축기.
  4. 제 1항에 있어서, 물탱크(10)의 내부에서 물의 수위를 감지하여 일정한 수위를 유지하도록 설치한 수위센서(61)를 포함하는 것을 특징으로 하는 물을 이용한 청정 공기 압축기.
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