KR20160056937A

KR20160056937A - 압축 가스용 건조기, 건조기를 구비한 압축기 설비 및 가스의 건조 방법

Info

Publication number: KR20160056937A
Application number: KR1020167010102A
Authority: KR
Inventors: 미네브루겐 이완 반
Original assignee: 아틀라스 캅코 에어파워, 남로체 벤누트삽
Priority date: 2013-09-18
Filing date: 2014-09-16
Publication date: 2016-05-20
Also published as: KR101964502B1

Abstract

건조기에는 건조 구역(3) 및 재생 구역(5)을 갖는 압력 용기(2)가 마련되고, 재생 구역(5)은 제1 서브구역(6)과 제2 서브구역(7)을 포함하며, 건조기는 건조제(8)를 갖는 압력 용기(2) 내에 회전 가능한 드럼(9)을 더 포함하고, 재생 구역(5)의 출구는 냉각기(15)와 응축물 분리기를 갖는 연결 파이프(13)를 통해 건조 구역(3)에 연결되며, 탭 오프 파이프(17)는 건조 구역(3)의 출구에 연결되고 또한 제2 서브구역(7)의 입구에 연결되며, 건조 구역(3)으로부터 제2 서브구역(7)으로 재생 유동을 실현하기 위해 블로어(19)가 마련된다.

Description

압축 가스용 건조기, 건조기를 구비한 압축기 설비 및 가스의 건조 방법{DRYER FOR COMPRESSED GAS, COMPRESSOR INSTALLATION EQUIPPED WITH A DRYER AND METHOD FOR DRYING GAS}

본 발명은 압축 가스용 건조기에 관한 것이며 그리고 압축기 설비 및 가스의 건조 방법에 관한 것이다.

압축 가스용 건조기는 이미 공지되어 있는데, 건조기에는, 건조 구역과 재생 구역, 그리고 가능하게는 냉각 구역을 포함하는 용기; 건조 대상 압축 가스의 공급을 위한 건조 구역에 대한 제1 입구 및 건조된 가스의 제거를 위한 건조 구역으로부터의 제1 출구; 중온 재생 가스의 공급을 위한 재생 구역에 대한 제2 입구 및 재생 구역과 선택적인 냉각 구역으로부터의 제2 출구; 재생 가능한 건조제가 내부에 있는 용기 내의 회전 가능한 드럼 및 건조제가 건조 구역과 재생 구역을 통해 연속적으로 이동되도록 상기 드럼을 회전시키는 구동 수단이 마련되고, 이에 의해 상기 재생 구역과 선택적인 냉각 구역의 상기 제2 출구는 냉각기와 응축물 분리기가 내부에 있는 연결 파이프에 의해 건조 구역의 상기 제1 입구에 연결되며, 상기 건조기는, 건조기의 작동 중에, 제2 출구를 통해 재생 구역과 가능한 냉각 구역에서 빠져나가는 가스 유량이 이후에 제1 입구를 통해 건조될 건조 구역으로 안내되는 가스 유량과 동일하거나 거의 동일하도록 구성된다.

재생 구역에서 빠져나가는 재생 가스 유량이 건조 구역으로 안내되는 건조 대상 가스의 유량에 대응하는 건조기의 일례는 WO 01/87463호에 설명되어 있다. 중온 압축 가스는, 재생 가스의 기능을 하고 건조제의 재생을 위해 건조기로부터 습기를 흡수하는 재생 구역을 통해 먼저 안내된다. WO 01/87463호에 설명된 실시예에서, 주위 공기는, 예컨대 공기 압축기에 의해 압축되고, 이 공기는 압축 중에 압력 증가를 받을 뿐만 아니라 온도 증가를 경험하여, 이 공기의 상대 습도가 떨어지고 이 공기는 건조제로부터 습기를 흡수할 수 있다. 압축된 재생 가스에 존재하는 압축 열을 이용하는 건조기는 또한 산업계에서 '압축 열' 건조기 또는 HOC 건조기라는 명칭으로 공지되어 있다.

재생 구역을 통과한 후에, 중온 재생 가스는 보다 높은 상대 습도를 보인다. 이어서, 재생 구역에서 빠져나가는 촉촉한 가스는 연결 파이프 내의 냉각기를 통해 안내됨으로써, 이 가스의 온도는 압력 이슬점 아래로 떨어지고 가스의 습기 응결이 발생한다. 다음에, 이에 의해 형성된 액적은 응축물 분리기에 의해 제거됨으로써, 이제 냉각된 압축 공기는 100% 포화되고 그 전체가 건조 구역의 제1 입구로 안내된 다음에 이 건조 구역을 통과하여 안내되는데, 건조 구역에서는 건조제가 수착(흡수 및/또는 흡착)에 의해 압축 가스로부터 습기를 추출한다. 건조 구역에서 빠져나가는 건조 가스는 공압 운반 등의 모든 종류의 목적을 위해 건조기의 하류측에 배치된 압축 공기 네트워크에 사용되어 공압식 툴 등을 구동시킬 수 있다.

WO 01/87463호에 있어서 전술한 건조기의 종류의 특징은, 압축기로부터 비롯된 압축 가스의 전체적인 또는 거의 전체적인 유동이 먼저 재생 구역을 통해 안내된 다음, 건조 구역을 통해 완전히 안내된다는 것이다. 재생 구역과 건조 구역을 통과하는 가스의 그러한 전체적인 유동을 이용하는 건조기는 또한 전체-유동 건조기라고 명명된다.

예컨대, WO 2006/012711호에서 설명된 다른 구성에서, 압축기에서 빠져나가는 중온 압축 공기의 대부분은 먼저 '후냉각기'를 통해 안내된 다음에 건조 구역으로 안내된다. 중온 압축 공기의 일부만이 건조제의 재생을 위해 재생 구역으로 안내되도록 압축기의 하류측 및 후냉각기의 상류측에서 탭 오프된다. 따라서, WO 2006/012711호에서 설명된 그러한 건조기는 압축 열 건조기이지만, 중온 압축 가스의 전체적인 유동이 재생 가스로서 사용되지 않기 때문에, 전체-유동 원리에 따라 작동하지 않는다.

WO 2011/017782호는 또한 전술한 전체-유동 원리에 따라 작동하지 않는 압축 열 건조기를 설명한다. WO 2011/017782호에 설명된 건조기의 특별한 특징에 따르면, 재생 구역이 2개의 서브구역, 즉 제1 재생 유동이 안내되는 제1 서브구역과 제2 재생 유동이 안내되는 제2 서브구역을 포함하고, 건조기는 전술한 제2 재생 유동의 상대 습도가 제1 서브구역을 통해 안내되는 전술한 제1 재생 유동의 상대 습도보다 낮도록 구성된다. 제2 서브구역은 바람직하게는 재생 구역의 말단에 위치한다. 이 방식에서, 종래 방식에서보다 많은 습기가 건조제로부터 흡수될 수 있어, 더 많은 습기가 건조 구역에서 건조 대상 가스로부터 건조제에 의해 흡수될 수 있다.

WO 2011/017782호에 따른 그러한 건조기의 경우, 특정한 상황에서는, 예컨대 건조 대상 가스를 건조기에 공급하는 압축기를 시동할 때에, 건조 구역 내의 압력이 충분히 생성되지 않기 때문에, 제2 재생 유동의 원하는 흐름이 실현될 수 없다. 몇몇의 경우에, 재생 구역으로부터의 가스는 임의의 누출 또는 심지어는 탭 오프 파이프를 통해 건조 구역의 출구에 일시적으로라도 진입할 수 있고, 이는 원치않는 이슬점 피크를 초래할 수 있다. 본 발명의 목적은 많은 가능한 상황에서 이것을 피하는 것이다.

본 발명은 공급된 압축 가스의 고유의 열을 최적으로 사용하게 함으로써, 또한 건조기에서 빠져나가는 압축 가스의 상대 습도가 가능한 낮게 될 수 있도록 건조제를 강하게 건조함으로써, 에너지 소비 및 건조기 효율과 관련하여 최적의 성능을 제공하는 개선된 건조기에 관한 것이다. 또한, 본 발명의 목적은 많은 가능한 사용 조건에서 가장 최적의 방식으로 높은 건조기 효율을 보장할 수 있고, 또한 시스템을 시동할 때에 이슬점 피크를 피하는 것이다.

이를 위해, 본 발명은 압축 가스용 건조기에 관한 것으로서, 이 건조기에는, 건조 구역과 재생 구역을 포함하는 용기; 건조 대상 중온 압축 가스의 공급을 위한 건조 구역에 대한 제1 입구 및 건조된 가스의 제거를 위한 건조 구역으로부터의 제1 출구가 마련되고, 상기 재생 구역은 제1 재생 유동을 위한 제1 입구를 갖는 제1 서브구역과 제2 재생 유동을 위한 제2 입구를 갖는 제2 서브구역을 포함하며, 재생 구역에는 제1 및 제2 서브구역으로부터의 재생 유동을 위한 제2 출구가 더 마련되고, 건조기에는, 재생 가능한 건조제가 내부에 있는 용기 내의 회전 가능한 드럼 및 건조제가 건조 구역과 재생 구역을 통해 연속적으로 이동될 수 있도록 상기 드럼을 회전시키는 구동 수단이 더 마련되고, 재생 구역의 상기 제2 출구는 냉각기와 응축물 분리기가 내부에 있는 연결 파이프에 의해 건조 구역의 상기 제1 입구에 연결되고, 탭 오프 파이프의 제1 단부는 건조 구역의 제1 출구에 연결되며 그 타단부는 제2 서브구역의 상기 제2 입구에 연결되고, 건조기는 건조 대상 가스의 전체 유량이 건조 구역을 통해 안내되기 전에 먼저 재생 구역을 통해 안내되도록 구성되며, 건조 구역으로부터 탭 오프 파이프를 통해 제2 서브구역을 향해 상기 제2 재생 유동을 촉진시키는 수단이 마련되고, 이 수단은 상기 연결 파이프 내에 블로워를 포함한다.

여기서, "블로워"는 가스 또는 공기 등의 가스들의 혼합물의 압력을 (능동적으로) 증가시키도록 구성되는 장치, 예컨대 압축기를 의미한다. "압력을 증가시킨다"는 표현은, 블로워가 작동될 때에, 블로워의 출구측 압력이 블로워의 입구측 압력보다 높다는 것을 의미한다.

이와 관련하여, 벤튜리 이젝터는 블로워와 관련이 없다.

본 발명에 따른 "연결 파이프"는 상이한 방식으로 실현될 수 있고, 예컨대 통합되거나 통합되지 않을 수 있는 파이프 구성 또는 다른 운하 형태로 유동을 채널링하게 하도록 구성된다.

"상기 연결 파이프에서"라는 표현은 블로워가 이 연결 파이프를 통해 가스 유동을 촉진시킬 수 있도록 구성된다는 것을 의미한다.

제2 재생 유동을 촉진시키는 상기 수단의 존재로 인해, 매우 건조한 가스가 건조제의 강한 건조 작동을 위해 건조 구역의 출구로부터 제2 서브구역으로 항상 공급되는 것이 보장된다. 따라서, 작동 신뢰성 및 높은 건조기 효율이 보장될 수 있다.

높은 효율을 상이한 조건에서 보장하는 상기 목적을 달성하는 것 외에, 제2 재생 유동을 실현하는 수단의 특정한 위치 설정은 또한 건조 구역의 제1 출구에서의 압력을 재생 구역의 제1 서브구역의 제1 입구에서의 압력보다 높게 설정하는 가능성을 초래함으로써, 재생 구역의 제1 서브구역의 입구로부터의 촉촉한 가스가 임의의 누출을 통해 건조 구역의 출구로 이동될 수 있고 이에 따라 건조된 가스의 습도 레벨에 부정적인 영향을 미치는 것이 방지된다.

바람직한 특징에 따르면, 전술한 제2 서브구역은 재생 구역의 단부에, 또는 바꿔 말해서 드럼의 작동 중에 건조제가 재생 구역에서 빠져나가서 다시 건조 구역으로 향하는 재생 구역쪽에 있다.

특정한 실시예에 따르면, 전술한 블로워에는 제어 시스템에 연결되는 제어 가능한 구동 수단이 구비되고, 제어 시스템에는, 건조 구역의 출구와 재생 구역의 제1 서브구역의 입구 사이의 압력차를 결정하기 위해 하나 이상의 센서가 연결되며, 전술한 제어 시스템에는 전술한 압력차를 기초로 하여 전술한 구동 수단의 속도를 제어하는 알고리즘이 마련된다.

이 방식에서, 촉촉한 가스가 모든 조건 하에서 건조 구역의 출구로 들어가는 것을 방지하는 연속적인 능동 제어가 적용될 수 있다. 이에 따라, 건조기의 신뢰성의 추가 증대가 얻어질 수 있다.

본 발명의 특정한 특징에 따르면, 건조기에는 가스가 건조 구역으로부터 연결 파이프를 통해 재생 구역으로 유동될 수 있는 것을 방지하는 제한 수단이 마련된다. 일 실시예에 따르면, 그러한 제한 수단은 전술한 연결 파이프에 고정되어 재생 구역으로부터 건조 구역으로의 가스 유동만을 허용하고 그 반대는 허용하지 않도록 구성되는 비-복귀 밸브를 포함할 수 있다.

이 방식에서, 건조기가 작동하지 않을 때라도 건조 대상 가스가 공급되지 않기 때문에, 건조 구역이 적어도 특정 시간 동안 소정 압력으로 유지될 수 있고, 또한 건조기를 재시작할 때에, 전술한 압력차가 존재하거나 적어도 보다 빨리 도달될 수 있다.

본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 전술한 탭 오프 파이프에 가열 요소('히터')가 마련된다. 전술한 가열 요소는 필요에 따라 제어 가능하게 될 수 있다. 이는, 가열 요소의 온도가 수동으로 또는 제어 유닛에 의해 또는 양쪽 방식으로 작동될 수 있는 제어 수단을 제공함으로써 제어 가능하게 될 수 있다는 것을 의미한다. 가능하게는, 가열 요소에는 가열 요소의 온도를 측정하기 위한 온도 센서가 마련될 수 있고, 이 온도 센서는, 예컨대 상기 제어 유닛에 연결될 수 있어, 예컨대 측정된 온도를 설정값과 비교함으로써 PID-규정에 의해 온도의 설정값을 구할 수 있고 이후에 수동으로, 또는 그러한 제어 유닛에 의한 자동화 방식으로, 가열 요소의 온도를 적절한 방식으로 조절할 수 있다.

가열 요소의 존재는 제2 재생 유동의 상대 습도가 더 감소되게 할 수 있어, 건조제의 더 강한 건조가 실현될 수 있다.

본 발명은 또한 압축될 가스를 위한 입구를 갖는 압축기와 압축 가스를 위한 압력 파이프를 구비한 압축기 설비에 관한 것으로서, 압력 파이프는 이 제1 서브구역으로 중온의 제1 재생 유동의 공급을 위해 건조기의 재생 구역의 제1 서브구역의 제1 입구에 연결되고, 건조기는 전술한 재생 구역과 건조 구역을 내부에 갖는 용기를 포함하며, 이 건조기에는 건조 구역의 제1 입구와 건조 구역의 제1 출구와, 재생 구역의 제2 입구와 제2 출구를 갖는 재생 구역의 제2 서브구역이 더 마련되고, 회전 가능한 드럼이 용기 내의 재생 가능한 건조제 및 전술한 드럼을 회전시키는 구동 수단과 함께 용기 내에 마련되어 건조제가 건조 구역과 재생 구역을 통해 연속적으로 이동하며, 전술한 재생 구역의 전술한 제2 출구는 냉각기와 응축물 분리기를 내부에 갖는 연결 파이프에 의해 전술한 건조 구역의 제1 입구에 연결되고, 건조 구역의 제1 출구는 제2 재생 유동의 공급을 위해 탭 오프 파이프를 통해 제2 서브구역의 전술한 제2 입구에 연결되며, 압축기 설비는, 압축기에서 나오는 건조 대상인 중온 압축 가스의 전체 유량이 건조 구역을 통해 안내되기 전에 먼저 재생 구역을 통해 안내되도록 구성되고, 건조 구역으로부터 탭 오프 파이프를 통해 제2 서브구역을 향해 상기 제2 재생 유동을 촉진시키는 수단이 마련되고, 이 수단은 상기 연결 파이프 내에 블로워를 포함한다.

그러한 압축기 설비는 전체-유동 원리를 적용함으로써, 높은 신뢰성, 건조제의 강한 건조의 최적화, 및 에너지 절감 조치라는 전술한 이점을 제시한다.

본 발명에 따른 압축기 설비의 일부를 구성하는 건조기는 많은 방식으로 구성될 수 있고, 수반되는 결과적인 이점을 갖는 이미 전술한 바람직한 특징을 제시하거나 제시하지 않을 수 있다.

본 발명에 따른 압축기 설비의 특정한 실시예에서, 전술한 압력 파이프에 탭 오프 파이프가 연결되지 않는다.

본 발명의 특정한 양태에 따르면, 전술한 블로워에는, 예컨대 주파수 제어식 모터 형태인 제어 가능한 구동 장치가 설치된다. 본 발명의 특정한 양태에 따르면, 건조 대상 가스의 공급을 위한 압축기에는, 예컨대 주파수 제어식 모터 형태인 제어 가능한 구동 장치가 설치될 수 있다. 압축기와 블로워 모두에 그러한 제어 가능한 구동 장치가 설치되는 경우에, 전술한 제어 시스템에는 압축기가 중지할 때에 블로워를 중지시키는 알고리즘이 마련될 수 있다. 필요하다면, 가스가 건조 구역으로부터 연결 파이프를 통해 재생 구역으로 유동될 수 있는 것을 방지하는 제한 수단이 또한 마련될 수 있다.

특정한 실시예에 따르면, 그러한 제한 수단은 제어 가능한 차단 밸브를 포함하고, 이 차단 수단은 전술한 제어 시스템에 또는 이 차단 밸브의 제어를 위한 다른 시스템에 연결된다.

본 발명은 또한 압축 가스의 건조 방법에 관한 것으로서, 이 방법은,

- 압축기로부터 비롯된 전체적인 중온 압축 가스를 용기가 마련되어 있는 건조기의 재생 구역의 제1 서브구역을 통해 구동시키는 단계로서, 건조기에는, 전술한 재생 구역 외에, 내부의 건조 구역, 내부의 재생 가능한 건조제와 함께 용기 내에 있는 회전 가능한 드럼, 및 건조제가 건조 구역과 재생 구역을 통해 연속적으로 이동되도록 전술한 드럼을 회전시키는 구동 수단이 마련되어 있는 것인 단계;

- 전술한 재생 구역을 통과한 후에, 전술한 가스 유동을 냉각하고 이 가스 유동으로부터 응축물을 분리하는 단계;

- 이 가스 유동을 다른 용례에 사용하도록 건조하기 위해 해당 가스 유동을 전술한 건조 구역을 통해 안내하는 단계;

- 상대 습도가 제1 재생 유동의 상대 습도보다 낮은 제2 재생 유동을 재생 구역의 제2 서브구역을 통해 안내하는 단계를 포함한다.

본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 제2 재생 유동은, 건조 구역의 제1 출구로부터 탭 오프되고, 재생 구역의 전술한 제2 서브구역의 제2 입구로 다시 안내되는 건조 가스의 일부로 이루어진다.

본 발명에 따른 방법의 특정한 특징에 따르면, 건조 가스의 탭 오프된 부분은 재생 구역의 제2 서브구역으로 안내되기 전에 먼저 가열된다.

본 발명의 특정한 양태에 따르면, 연결 파이프를 통해 재생 구역에서 빠져나가는 가스 유동은, 건조 구역의 출구에서의 압력이 재생 구역의 제1 서브구역의 입구에서의 압력보다 높도록 압력이 증가된다.

본 발명의 특징을 더 잘 보여주기 위해, 본 발명에 따른 건조기 및 압축기 설비의 몇몇 바람직한 실시예, 및 압축 가스를 건조하기 위해 본 발명에 따른 방법을 실시하는 몇가지 바람직한 방식이, 어떠한 제한 없이 첨부 도면을 참조하여 일례로서 이하에서 설명된다. 도면에서:
도 1은 본 발명에 따른 건조기의 섹션의 사시도를 개략적으로 도시하고;
도 2는 본 발명에 따른 압축기 설비를 개략적으로 도시하며;
도 3은 본 발명에 따른 건조기의 섹션의 레이아웃을 개략적으로 도시하고;
도 4 내지 도 9는 도 2에 따른 압축기 설비의 변형예를 도시한다.

도 1은 압축 가스를 위한 본 발명에 따른 건조기의 섹션(1)을 도시한다. 건조기의 섹션(1)에는 건조 구역(3), 선택적인 냉각 구역(4) 및 재생 구역(5)을 포함하는 용기(2)의 형태인 하우징이 마련되는데, 재생 구역은 본 발명의 특정한 특징에 따라, 2개의 서브구역(6, 7), 각각 제1 서브구역(6)과 제2 서브구역(7)을 포함한다.

전술한 제1 서브구역(6)은 바람직하게는 건조 구역(3)의 단부에 연결되고, 제2 서브구역(7)은 제1 서브구역(6)에 연결되지만, 이 경우에 냉각 구역(4) - 다시 건조 구역(3)의 시작부에 연결됨 - 이 반드시 뒤따르지는 않는다.

이에 따라, 제1 서브구역(6)이 재생 구역(5)의 시작부에 있고, 즉 바꿔 말해서 건조기의 작동 중에 습기 함유 건조제(8)가 재생 구역(5)에 진입하는 건조 구역(3)의 섹션에 있으며, 제2 서브구역(7)은 재생 구역(5)의 단부에 있고, 즉 바꿔 말해서 재생된 건조제(8)가 재생 구역(5)에서 빠져나가서 냉각 구역(4)에 진입하는 재생 구역의 섹션에 있다.

여기서, 건조 구역(3)의 단부는, 드럼(9)이 회전할 때에 습기 함유 건조제(8)가 건조 구역(3)에서 빠져나가는 건조 구역(3)의 섹션을 의미하고, 건조 구역(3)의 시작부는 신선한 재생된 건조제(8)가 진입하는 건조 구역(3)의 섹션을 의미한다.

회전 드럼(9)은, 예컨대 실리카 겔, 활성 알루미나, 활성 탄소 또는 습기가 가스 유동으로부터 흡수될 수 있게 하는 다른 재료의 형태인 건조제(8) 또는 '제습제'가 내부에 마련되는 용기(2) 내에 고정된다.

건조기에는 또한 도면에는 도시되지 않은, 예컨대 드럼(9)을 회전시키는 모터의 형태인 구동 수단이 설치되어, 건조제(8)가 건조 구역(3), 재생 구역(5) 및 냉각 구역(4)을 통해 연속적으로 이동된다. 상기 구동 수단은 일부로부터 용기(2)에 의해 전체적으로 또는 부분적으로 둘러싸일 수 있다. 예컨대, 구동 수단은 상기 용기(2)의 저부 플랜지를 통해 연장될 수 있다. 구동 수단은 드럼(9)의 회전 속도를 설정하는 것 또는 이 회전 속도가 변경되게 하는 것을 할 수 있거나 할 수 없다.

도 2는 전술한 섹션(1) 외에, 압축기(11)의 출구와 제1 서브구역(6)의 입구 사이에 연결부를 형성하는 압력 파이프(10)를 포함하는, 본 발명에 따른 압축기 설비를 보여준다. 압축기(11)는 또한 압축기 설비의 일부를 형성한다.

전술한 압축기(11)는 상이한 타입, 예컨대 다단 기계 또는 다른 것으로서 구성될 수 있는 스크류 압축기 또는 터보 압축기일 수 있다.

본 발명의 바람직한 양태에 따르면, 작동 중에, 압축기(11)로부터 비롯된 중온 압축 가스의 전체적인 유동이 재생 구역(5), 그리고 보다 구체적으로는 재생 구역의 제1 서브구역(6)으로 안내되도록 전술한 압력 파이프(10)에 탭 오프가 연결되지 않는다.

더욱이, 연결 파이프(13)가 재생을 위해(그리고 이 예에서 또한 냉각을 위해) 사용되는 가스 유동을 위하여 마련되고, 이 연결 파이프(13)는 재생 구역(5)[그리고 이 경우에 또한 냉각 구역(4)]의 제1 및 제2 서브구역(6, 7)의 공통 출구를 건조 구역(3)의 제1 입구에 연결한다. 이 연결 파이프(13)에는 냉각기(15)와 응축물 분리기가 존재하고, 상기 응축물 분리기는 냉각기 또는 다른 곳에 통합될 수 있다.

건조된 가스가 다른 용도를 위해 제거될 수 있는 배출점(16)이 건조 구역의 제1 출구에 마련되고, 건조된 가스의 일부를 관련된 탭 오프 파이프(17) 내에 고정될 수 있는 선택적인 가열 요소(18)를 통해 구동시킨 다음에 이 탭 오프된 가스의 일부를 재생 구역(5)의 제2 서브구역(7)을 통해 안내하는 탭 오프 파이프(17)가 마련된다. 가열 요소(18)의 존재는 본 발명에 바람직하지만 필수는 아니다.

본 발명의 특정한 양태에 따르면, 건조기는 건조 구역(3)의 제1 출구로부터 재생 구역(5)의 제2 서브구역(7)의 제2 입구까지 제2 재생 유동을 실현하기 위한 수단을 포함하고, 이 수단은 블로워를 포함한다.

도 2에 따른 압축기 설비의 작동은 매우 간단하고 아래와 같다.

유동 방향은 도면에 나타내어 있다. 화살표 A는 건조기의 건조 구역(3)을 통과하는 유동의 방향을 보여준다. 재생 및 냉각 구역을 통과하는 다른 가스 유동의 방향은, 도시된 예에서, 화살표 B, D 및 E에 의해 도시된 바와 같이 건조 구역(3)을 통과하는 유동의 유동 방향 A의 반대 방향이다. 화살표 C는 건조기의 하우징 내에서 드럼(9)의 회전 방향을 나타낸다.

압축기(11)로부터 비롯된 건조 대상인 중온 압축 가스는 먼저 재생 구역(5)의 제1 서브구역(6) 내의 건조제를 통과하여 재생 구역(5)의 전술한 제2 출구로 유동한다. 이에 의해, 이 가스는 건조제(8)로부터 습기를 흡수하는 제1 재생 유동으로서 작용하여, 이러한 제1 재생 유동에 존재하는 압축 열을 이용한다.

압축기(11)에서 나오는 건조 대상 압축 가스 내의 열은 압축기(11)에 의한 건조 대상 가스의 압축 중에 발생된다. 이는 바꿔 말해서 소위, '압축 열'이다.

재생 구역(5)을 통과하는 건조제(8)의 이동 말단에서, 본 발명의 특정한 특징에 따르면, 재생 구역(5)의 제2 서브구역(7) 내의 이 건조제(8)는, 상대 습도가 제1 재생 가스 유동보다 낮은 제2 재생 유동과 건조제(8)를 접촉시킴으로써 더 건조된다.

이를 위해, 이 경우에, 제2 재생 가스 유동은 건조 구역(3)에서 빠져나가는 건조 가스로부터 탭 오프되는 가스로 이루어지고, 이 예에서 필수는 아니지만, 재생 구역(5)의 제2 서브구역(7)의 제2 입구를 통해 안내되기 전에, 가스 유동이 가열되는 가열 요소(18)를 통해 안내되어 이 가스에 여전히 존재하는 임의의 수분의 분압을 감소시킨다.

이 방식에서, 건조제(8)의 습기 함량은 재생 중에 실질적으로 감소될 수 있다는 점은 명백한데, 그 이유는 재생 구역(5)의 제2 서브구역(7) 내의 건조제(8)가 매우 낮은 상대 습도를 갖는 중온 건조 가스를 사용함으로써 후-건조되기 때문이다.

드럼(9)이 더 회전함에 따라, 건조제(8)가 건조 구역(3)에 도달할 때까지 건조제(8)로부터 더욱 더 많은 습기가 추출되고, 이 경우에 먼저 냉각 구역(4)에서 냉각된 후에, 흡수된 습기가 제거되므로, 재생된 건조제(8)는 건조 구역(3)에서 건조에 사용될 수 있다.

재생 구역(5)의 제2 출구를 통해 연결 파이프(13)에 진입하는 가스는 냉각기(15)에 의해 냉각된다. 이에 의해 형성된 응축물은 [냉각기(15)에 통합될 수 있는] 응축물 분리기에 의해 제거된다. 이어서, 100% 포화 가스가 건조제(8)에 의해 건조되는 건조 구역을 통해 운반된다. 이에 따라 건조된 가스는 배출점(16)을 통해 하류에 위치한 소비자 네트워크로 제거된다.

전술한 방식에서, 건조제(8)는 대안적으로 건조 구역(3)을 통해 안내된 다음, 연속적인 또는 비연속적인 회전 운동으로 재생 구역(5)을 통해 안내된다.

본 발명에서는, 전술한 건조제(8)가 건조 구역(3)에서 주 유동과 접촉하기 전에, 건조된 가스 유동의 일부가 냉각 구역(4)에서 재생 구역(5)과 건조 구역(3) 간에 천이에서 중온의 재생된 건조제(8)를 냉각시키는 데에 사용되는 것이 가능하다.

그러한 바람직하고 유리한 냉각 구역(4)의 존재는 중온의 건조제(8)가 습기를 흡수할 수 없기 때문에 건조의 최적화를 초래하고, 이에 의해 촉촉한 가스가 건조기(1)를 통해 누출될 수 있다. 따라서, 이는 그러한 냉각 구역(4)의 사용에 의해 방지된다.

도 3은 본 발명에 따른 건조기의 섹션(1)의 개략적인 분할의 일례를 도시하며, 이에 의해 다양한 섹터 또는 구역이 확인될 수 있다.

특히, 이 도면은 재생 구역(5)이 어떻게 2개의 서브구역(6, 7)으로 분할되는지를 보여주며, 이 경우에, 재생 구역(5)은 거의 90도의 원주각에 걸쳐 연장된다.

이 예에서, 제1 서브구역(6)은 75도의 각도에 걸쳐 연장되고, 이 예에서 제2 서브구역(7)은 5도 내지 30도 범위의 각도에 걸쳐서, 그리고 이 경우에 거의 15도의 각도에 걸쳐서 연장된다.

이 예에서, 건조 구역은 255도의 섹터를 포함하고, 제2 서브구역(7)과 건조 구역(3) 사이에 15도의 나머지 부분은 건조기의 원통형 하우징(2) 내에 냉각 구역(4)을 구성한다. 전술한 각도는 단순히 일례로서 언급되고, 어떠한 경우에도 본 발명의 보호 범위를 제한하지 않는다. 사실상, 다른 각도가 또한 사용될 수 있다.

도면은 어떤 방향에서 다양한 구역이 바람직하게는 드럼(9)에서 나타나는 지를 보여준다.

전술한 제2 재생 유동을 실현하는 수단의 존재로 인해, 작동 신뢰성 및 건조기 효율이 증대될 뿐만 아니라, 이들 수단은 또한 건조 구역(3)의 출구에서의 압력이 재생 구역(5)의 제1 서브구역(6)의 제1 입구에서보다 높게 유지될 수 있어, 촉촉한 쪽[제1 서브구역(6)의 제1 입구]으로부터 건조한 쪽[건조 구역(3)의 제1 출구]으로 임의의 원치않는 누출의 발생, 및 이에 따라 건조된 가스 유동의 오염 물질의 발생이 최소화되거나 심지어는 배제된다.

도 4는 도 2에 따른 압축기 설비의 변형예를 도시하는데, 전술한 블로워(19)에는, 예컨대 주파수 제어식 모터의 형태인 제어 가능한 구동 수단(20)이 마련되고, 이들 구동 수단(20)은 제어 시스템(21; 제어기)에 연결되며, 이 제어 시스템에는 하나 이상의 센서(22)가 연결되어, 한편으로는 건조 구역(3)의 제1 출구와, 다른 한편으로는 재생 구역(5)의 제1 서브구역(6)의 제1 입구 사이의 압력차를 결정하고, 전술한 제어 시스템(21)에는 전술한 압력차를 기초로 하여 전술한 구동 수단(20)의 속도를 변화시키는 알고리즘이 마련된다.

이 예에서, 압축기(11)에는 또한 제어 가능한 구동 수단(23)이 마련되고, 제어 가능한 구동 수단은 이 경우에 필수는 아니지만 그 제어를 위해 전술한 제어 시스템(21)에 연결된다.

제1 서브구역(6)의 제1 입구에서의 압력이 건조 구역(3)의 출구에서의 압력보다 낮게 유지되는 경우에, 이 건조 구역(3)으로 촉촉한 가스의 누출이 발생될 수 있는 것을 방지한다.

압축기(11)가 중지될 때에 블로워(19)를 중단시킬 가능성이 또한 제공된다.

도 4에 도시된 실시예에서, 제2 재생 유동의 흐름은 이 유동이 항상 유지될 수 있도록 제어될 수 있다.

도 5는 도 2에 따른 압축기 설비의 다른 변형예를 도시하는데, 이 경우에, 가열 요소(18)는 압축기의 2개의 압력단(11a, 11b) 사이에(서로의 바로 다음에 또는 다른 방식으로) 마련되는 인터쿨러(24)를 포함한다. 필요하다면, 가열 요소(18)의 섹션이, 예컨대 별개의 전기 가열 요소(25) 형태인 탭 오프 파이프(17) 내에 마련될 수 있다.

이 예에서, 응축물 분리기(26)가 압축기의 제2 압력단(11)과 인터쿨러(24) 사이에 마련된다.

그러한 실시예의 작동은 도 2의 작동과 사실상 유사하다. 여기서도, 블로워(19)는, 제2 재생 유동의 흐름이 보증되고, 더욱이 재생 구역(5)의 제1 서브구역(5)의 제1 입구로부터 건조 구역(3)의 제1 출구로의 원치않는 누출이 방지되는 것을 보장한다.

이 실시예의 가장 중요한 추가 이점은, 제1 압력단(11a) 이후로부터의 압축 열이 회수되기 때문에, 더 적은 에너지가 가열 요소(25)에 공급되어야 한다는 점이다.

원한다면, 압축 가스의 충분한 중간 냉각을 항상 실현할 수 있도록 압력단(11a, 11b) 사이에 작은 추가 냉각기가 마련될 수 있다.

도 6에 도시된 예에서, 압축기(11)와 블로워(19)에는, 예컨대 관련된 압축기(11)와 블로워(19)를 트랜스미션(28; 예컨대, 기어휠) 또는 다른 수단을 통해 구동시키는 하나의 전기 모터(27) 형태인 단일 구동 장치가 마련된다.

이 예에서, 선택적인 냉각 구역이 또한 생략된다. 이 실시예의 작동은 전술한 실시예의 경우와 동일하다. 이 실시예의 이점은, 단하나의 구동 장치만이 마련됨으로써, 제조, 구매 및 유지 보수에 있어서의 비용이 절감될 수 있고 제어가 간소화될 수 있다.

도 7은 압축 가스를 건조하기 위해 본 발명에 따른 방법을 사용하는 압축기 설비의 다른 실시예를 도시하며, 이 경우에, 재생 구역(5)의 제2 서브구역(7)으로의 제2 재생 유동은, 애프터쿨러를 통해 먼저 구동되는 일 없이, 압축기(11) 하류측의 압력 파이프로부터 탭 오프된다. 이 예에서, 제2 재생 유동의 상대 습도가 제1 재생 유동의 상대 습도보다 높게 나올 수 있도록, 이 목적을 위해 마련된 탭 오프(29) 내에 가열 요소(30)가 제공된다. 이 경우에, 건조 구역(3)의 출구로부터 이미 건조된 가스의 피드백이 필수는 아니지만, 그러한 피드백은 임의의 경우에 마련될 수 있다.

이 예에서, 건조 구역(3)으로부터 연결 파이프(13)를 통해 재생 구역(5)으로 가스가 유동될 수 있는 것을 방지하는 제한 수단(31)이 연결 파이프(13) 내에 마련된다. 한가지 바람직한 실시예에서, 전술한 제한 수단(26)은 이 연결 파이프(13) 내에 고정되는 비-복귀 밸브를 포함한다.

대체적으로, 그러한 변형예의 작동은 전술한 실시예의 작동과 유사하다.

본 발명에 따른 방법에서, 제2 서브구역(7)을 통해 구동되는 가스는 반드시 건조기 자체로부터 비롯되지 않고, 또한 건조된 가스의 외부 소스로부터 비롯될 수 있다. 외부 소스는, '압력 스윙', '진공 스윙' 및/또는 감소된 온도 기술(즉, 냉각 건조)을 비롯하여 이슬점 억제의 다양한 수단 및 방법을 겪는, 공기 또는 다른 가스 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다.

도 8은 본 발명에 따른 압축기 설비의 다른 실시예를 도시하는데, 이 경우에, 전술한 제한 수단(31)은 제어 시스템(21)에 연결되는 제어 가능한 차단 밸브 형태로 구성된다. 이 예에서, 건조 구역(3)의 제1 출구 및 제1 서브구역(6)의 제1 입구에 센서(22)가 마련될 뿐만 아니라, 그러한 센서(22)가 또한, 예컨대 전술한 제어 시스템(21)에도 연결되는 압력 센서의 형태로 제2 서브구역(7)의 제2 입구에 마련된다.

3개의 센서(22)를 이용함으로써, 건조기에서 상이한 구역(3, 6, 7) 사이의 최적의 압력 평형이 구역들에 응답함으로써, 예컨대 블로워(19)의 속도를 제어함으로써 유지될 수 있다. 이 방식에서, 구역(3, 6, 7) 상호간에 원치않는 노출 손실이 방지될 수 있거나, 건조기의 효율에 최소로 영향을 미치는 방향으로 임의의 누출이 발생하는 것이 보장될 수 있다.

도 9는 도 5에 따른 압축기 설비의 다른 변형예를 도시하는데, 이 경우에, 탭 오프 파이프(17) 내에는, 예컨대 여분의 블로워(32) 형태인 추가 수단이 이 탭 오프 파이프(17)를 통해 가스 유동을 촉진시키도록 마련된다. 이 방식에서, 제2 서브구역(7)을 향하는 유동은, 인터쿨러(24) 및 선택적인 가열 요소(25)로 인해 탭 오프 파이프(17) 내에 발생할 수 있는 압력 강하에도 불구하고 항상 보장될 수 있다.

본 발명에 따르면, 그러한 추가 수단은 또한 인터쿨러(24)에 의해 이 탭 오프 파이프(17) 내에서 열 회복이 사용되지 않는 실시예에서 탭 오프 파이프(17) 내에 마련될 수 있다.

본 발명의 특별한 특징에 따르면, 본 발명에 따른 건조기는 벤튜리 이젝터를 포함하지 않는다.

본 발명은 일례로서 설명되고 도면에 도시된 실시예로 결코 제한되지 않고, 압축 가스를 건조하기 위한 본 발명에 따른 건조기 및 압축기 설비와 본 발명에 따른 방법은, 본 발명의 범위로부터 벗어남이 없이 모든 종류의 형태 및 치수로 그리고 상이한 방식으로 실현될 수 있다.

Claims

압축 가스용 건조기에 있어서, 이 건조기에는, 건조 구역(3)과 재생 구역(5)을 포함하는 용기(2); 건조 대상 중온 압축 가스의 공급을 위한 건조 구역(3)에 대한 제1 입구 및 건조된 가스의 제거를 위한 건조 구역(3)으로부터의 제1 출구가 마련되고, 상기 재생 구역(5)은 제1 재생 유동을 위한 제1 입구를 갖는 제1 서브구역(6)과 제2 재생 유동을 위한 제2 입구를 갖는 제2 서브구역(7)을 포함하며, 상기 재생 구역(5)에는 제1 및 제2 서브구역(6, 7)으로부터의 재생 유동을 위한 제2 출구가 더 마련되고, 건조기에는, 재생 가능한 건조제(8)가 내부에 있는 용기(2) 내의 회전 가능한 드럼(9) 및 건조제(8)가 건조 구역(3)과 재생 구역(5)을 통해 연속적으로 이동될 수 있도록 상기 드럼(3)을 회전시키는 구동 수단이 더 마련되는 건조기로서,
재생 구역(5)의 상기 제2 출구는 냉각기(15)와 응축물 분리기가 내부에 있는 연결 파이프(13)에 의해 건조 구역(3)의 상기 제1 입구에 연결되고, 탭 오프 파이프(17)의 제1 단부는 건조 구역(3)의 제1 출구에 연결되며 그 타단부는 제2 서브구역(7)의 상기 제2 입구에 연결되고, 건조기는 건조 대상 가스의 전체 유량이 건조 구역(3)을 통해 안내되기 전에 먼저 재생 구역(5)을 통해 안내되도록 구성되며, 건조 구역(3)으로부터 탭 오프 파이프(17)를 통해 제2 서브구역(7)을 향해 상기 제2 재생 유동을 촉진시키는 수단이 마련되고, 이 수단은 상기 연결 파이프(13) 내에 블로워(19)를 포함하는 것을 특징으로 하는 건조기.
제1항에 있어서, 상기 블로워에는 제어 시스템(21)에 연결되는 제어 가능한 구동 수단(20)이 구비되고, 제어 시스템에는, 한편으로는 건조 구역(3)의 제1 출구 구역과 다른 한편으로는 재생 구역(5)의 제2 출구 구역 사이의 압력차를 결정하기 위해 하나 이상의 센서(22)가 연결되며, 상기 제어 시스템(21)에는 상기 압력차를 기초로 하여 상기 구동 수단(20)의 속도를 변화시키는 알고리즘이 마련되는 것을 특징으로 하는 건조기.
제1항 또는 제2항에 있어서, 건조기에는 가스가 건조 구역(3)으로부터 연결 파이프(13)를 통해 재생 구역(5)으로 유동될 수 있는 것을 방지하는 제한 수단(26)이 마련되는 것을 특징으로 하는 건조기.
제3항에 있어서, 상기 제한 수단(26)은 상기 연결 파이프(13)에 고정되는 비-복귀 밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 건조기.
제3항 또는 제4항에 있어서, 상기 제한 수단(26)은 제어 가능한 차단 밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 건조기.
제1항에 있어서, 상기 탭 오프 파이프(17)에는 가열 요소(18)가 마련되는 것을 특징으로 하는 건조기.
제6항에 있어서, 상기 가열 요소(18)는 제어 가능한 것을 특징으로 하는 건조기.
제7항에 있어서, 상기 가열 요소(18)에는 가열 요소(18)의 온도를 측정하기 위한 온도 센서가 마련되는 것을 특징으로 하는 건조기.
제8항에 있어서, 상기 온도 센서는 제어 유닛에 연결되는 것을 특징으로 하는 건조기.
제2항 및 제9항에 있어서, 상기 제어 유닛은 상기 제어 시스템(21)으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 건조기.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 건조기에는 벤튜리 이젝터가 마련되지 않는 것을 특징으로 하는 건조기.
압축될 가스를 위한 입구를 갖는 압축기(11)와 압축 가스를 위한 압력 파이프(10)를 구비한 압축기 설비에 있어서, 압력 파이프(10)는 제1 서브구역(6)으로 중온의 제1 재생 유동의 공급을 위해 건조기의 재생 구역(5)의 제1 서브구역(6)의 제1 입구에 연결되고, 건조기는 상기 재생 구역(5)과 건조 구역(3)을 내부에 갖는 용기(2)를 포함하며, 이 건조기에는 건조 구역(3)의 제1 입구와 건조 구역(3)의 제1 출구와, 재생 구역(5)의 제2 입구와 제2 출구를 갖는 재생 구역(5)의 제2 서브구역(7)이 더 마련되고, 회전 가능한 드럼(9)이 용기 내의 재생 가능한 건조제(8) 및 상기 드럼(9)을 회전시키는 구동 수단과 함께 용기(2) 내에 마련되어 건조제(8)가 건조 구역(3)과 재생 구역(5)을 통해 연속적으로 이동하는 것인 압축기 설비로서,
상기 재생 구역(5)의 상기 제2 출구는 냉각기(15)와 응축물 분리기를 내부에 갖는 연결 파이프(13)에 의해 상기 건조 구역(3)의 제1 입구에 연결되고, 건조 구역(3)의 제1 출구는 제2 재생 유동의 공급을 위해 탭 오프 파이프(17)를 통해 제2 서브구역(7)의 상기 제2 입구에 연결되며, 압축기 설비는, 압축기(11)에서 나오는 건조 대상인 중온 압축 가스의 전체 유량이 건조 구역(3)을 통해 안내되기 전에 먼저 재생 구역(5)을 통해 안내되도록 구성되고, 건조 구역(3)으로부터 탭 오프 파이프(17)를 통해 제2 서브구역(7)을 향해 상기 제2 재생 유동을 촉진시키는 수단이 마련되고, 이 수단은 상기 연결 파이프(13) 내에 블로워(19)를 포함하는 것을 특징으로 하는 압축기 설비.
제12항에 있어서, 상기 블로워(19)에는 제어 가능한 구동 장치(20)가 설치되는 것을 특징으로 하는 압축기 설비.
제13항에 있어서, 건조 대상 가스의 공급을 위한 상기 압축기(11)에는 제어 가능한 구동 장치(23)가 설치되고, 압축기 설비는 제어 가능한 구동 장치(20, 23) 모두를 위한 공통의 제어 시스템(21)을 포함하는 것을 특징으로 하는 압축기 설비.
제14항에 있어서, 상기 제어 시스템(21)에는 압축기가 중지할 때에 블로워(19)를 중지시키는 알고리즘이 마련되는 것을 특징으로 하는 압축기 설비.
제12항에 있어서, 상기 건조기에는 가스가 건조 구역(3)으로부터 연결 파이프(13)를 통해 재생 구역(5)으로 유동될 수 있는 것을 방지하는 제한 수단(31)이 마련되는 것을 특징으로 하는 압축기 설비.
제16항에 있어서, 상기 제한 수단(31)은 제어 가능한 차단 밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 압축기 설비.
제12항에 있어서, 상기 압력 파이프(10)에 탭 오프 파이프가 연결되지 않는 것을 특징으로 하는 압축기 설비.
압축 가스의 구동 방법으로서,
- 압축기(11)로부터 비롯된 전체적인 중온 압축 가스를 용기(2)가 마련되어 있는 건조기의 재생 구역(5)의 제1 서브구역(6)을 통해 구동시키는 단계로서, 건조기에는, 상기 재생 구역(5) 외에, 내부의 건조 구역(3), 및 내부의 재생 가능한 건조제(8)와 함께 용기(2) 내에 있는 회전 가능한 드럼(9), 및 건조제(8)가 건조 구역(3)과 재생 구역(5)을 통해 연속적으로 이동되도록 상기 드럼(9)을 회전시키는 구동 수단이 마련되어 있는 것인 단계;
- 상기 재생 구역(5)을 통과한 후에, 상기 가스 유동을 냉각하고 이 가스 유동으로부터 응축물을 분리하는 단계;
- 이 가스 유동을 다른 용례에 사용하도록 건조하기 위해 해당 가스 유동을 상기 건조 구역(3)을 통해 안내하는 단계;
- 상대 습도가 제1 재생 유동의 상대 습도보다 낮은 제2 재생 유동을 재생 구역(5)의 제2 서브구역(7)을 통해 안내하는 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는 압축 가스의 구동 방법.
제19항에 있어서, 상기 제2 재생 유동은, 건조 구역(3)의 제1 출구로부터 탭 오프되고, 재생 구역(5)의 상기 제2 서브구역(7)의 제2 입구로 피드백되는 건조 가스의 일부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 압축 가스의 구동 방법.
제20항에 있어서, 상기 건조 가스의 탭 오프된 부분은 재생 구역(5)의 제2 서브구역(7)으로 안내되기 전에 먼저 가열되는 것을 특징으로 하는 압축 가스의 구동 방법.
제19항에 있어서, 상기 연결 파이프(13)를 통해 재생 구역(5)에서 빠져나가는 가스 유동은, 건조 구역(3)의 제1 출구에서의 압력이 재생 구역(5)의 제1 서브구역(6)의 제1 입구에서의 압력보다 높도록 압력이 증가되는 것을 특징으로 하는 압축 가스의 구동 방법.