KR20200120321A - 압축공기 유수분 분리장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 압축공기 유수분 분리장치(100)이고, 유입 공기(A0)를 필터부재(F)를 통과시키면서 유입 공기(A0)에 함유된 유분(o)과 수분(w)을 필터부재(F)로 포집하여 1차로 분리하고, 필터부재(F)를 통과하여 유수분이 분리된 공기(A1)를 배출하는 여과 분리부(10); 및 상기 여과 분리부(10)에서 배출되는 유수분이 분리된 공기(A1)에 잔류하는 유수분(o,w)을 원심력으로 2차로 분리하여 아래쪽의 배출구(29)를 통하여 배출하고, 유수분(o,w)이 분리된 공기(A2)를 제2 공기배출통로(27)를 통하여 외부로 배출하는 원심 분리부(20);를 포함한다. 이러한 압축공기 유수분 분리장치(100)는 사이클론상의 내부공간을 갖는 케이스의 원심력뿐만 아니라 필터부재에 의한 여과 작용을 통하여 압축공기 내의 유분 및 수분을 용이하게 제거할 수 있다. 원심분리부(20)의 상류측에 여과 분리부(10)를 설치함으로써 여과분리부의 필터 부재(F)의 교체주기를 늘일 수 있다.

Description

압축공기 유수분 분리장치{devise for separating oil and water portion from compressed air}

본 발명은 공기압축기에서 배출되는 압축공기에 함유된 수분이나 유분(油分)을 압축공기에서 분리하는 압축공기 유수분 분리장치에 관한 것이다.

일반적으로 공기압축기에서 토출되는 압축공기에는 압축기의 구동에 따른 열과 외부로부터 유입되는 공기 등이 여러 요인에 의해 수분과 유분이 포함되어 있다. 본 명세서에서는 압축공기에 함유된 수분과 유분을 '유수분'이라 지칭하기로 한다. 이러한 수분은 부식의 원인이 되므로 압축공기를 이용하는 여러 가지 기기의 오작동을 유발하고 공기제어회로의 고장을 야기한다. 따라서 압축공기를 이용하는 기기로 압축공기를 공급하기 전에 압축공기에 포함된 수분과 유분을 압축공기에서 제거할 필요가 있다.

통상의 압축공기에 함유된 수분이나 유분은 미세 다공질부로 이루어진 필터부재를 이용하여 분리하고 있는데, 압축공기가 필터부재를 통과할 때 유수분이 필터부재의 미세 구멍을 통과하지 못하고 포집되는 원리를 사용하고 있다.

하지만 상기와 같은 필터부재를 사용하는 압축공기 유수분 분리장치는 수분 제거 성능이 우수하지 못하고 유분이 필터부재에 유착될 경우 필터부재를 자주 교환해야 하는 문제점이 있다.

이러한 종래 기술이 가진 문제점을 해결하기 위하여, 본 출원인이 고안하여 선출원한 아래 특허문헌1이 알려져 있다. 그런데 특허문헌1에 개시된 압축공기 제습장치는 방열기를 사용하여 압축공기의 수분을 응축시켜 제거하는 구조이므로, 구조가 복잡하고, 비용이 비싼 단점이 있었다.

KR 10-1244729B1

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 유수분의 분리제거 효과가 우수한 압축공기 유수분 분리장치를 제공하는데 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 압축공기 유수분 분리장치는,

압축공기에 포함된 유수분을 분리하는 압축공기 유수분 분리장치이고,

유입 공기를 필터부재를 통과시키면서 유입 공기에 함유된 유분과 수분을 필터부재로 포집하여 1차로 분리하고, 필터부재를 통과하여 유수분이 분리된 공기를 배출하는 여과 분리부; 및

상기 여과 분리부에서 배출되는 유수분이 분리된 공기에 잔류하는 유수분을 원심력으로 2차로 분리하여 아래쪽의 배출구를 통하여 배출하고, 유수분이 분리된 공기를 제2 공기배출통로를 통하여 외부로 배출하는 원심 분리부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 포함한다.

상기 여과 분리부는,

필터 부재; 상기 필터 부재를 얹어 지지하고, 유수분을 함유한 유입공기를 입구를 통하여 유입시켜 상기 필터 부재의 하단면 쪽으로 개방된 출구를 통하여 상기 필터 부재의 하단면으로 안내하는 공기유입통로와, 필터 부재에서 유수분이 포집되어 제거된 공기를 아래쪽의 원심 분리부로 안내하는 제1 공기 배출통로를 구비한 베이스; 및 상기 베이스위에 결합되어 상기 필터 부재를 수용하는 내부 공간을 형성하는 상부 필터 하우징;을 포함하는 것에 특징이 있다.

상기 원심 분리부는,

상기 여과 분리부의 상기 베이스의 하부에 동축으로 구비되고, 내측에 하부 공간을 구비하는 하부 하우징; 및 상기 하부 공간 내부로 유입되어 하부 하우징의 내벽을 따라 선회하면서 원심력에 의해 유수분을 분리한 공기를 하부 하우징의 외부로 배출되게 유도하는 제2 공기배출통로;를 포함한 것을 특징으로 한다.

상기 원심 분리부의 하부 하우징은,

상기 베이스의 저면 하부에 일체로 구비된 상측 벽, 원주방향 측벽, 상기 원주방향 측벽의 하단에서 아래쪽으로 갈수록 횡단면이 점차 감소하는 사이클론형으로 이루어지고, 끝단에 분리된 유수분이 배출되는 유수분 배출구가 형성된 하측 벽을 포함하고,

상기 제2 공기배출통로는 상기 하부 하우징의 내부 공간에서 유수분이 분리된 공기가 상승하여 유입되도록, 입구부가, 상측 벽에서 내부 공간쪽으로 돌출된 것을 특징으로 한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 압축공기 유수분 분리장치는 압축공기에 함유된 유수분을 먼저 필터부재로 포집하여 분리하고, 공기에 잔류하는 유수분을 원심력에 의해 분리함으로써 유수분 제거 효율을 높일 수 있다.

뿐만 아니라 필터 부재의 수명을 연장함으로써 교체주기를 늘일 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 압축공기 유수분 분리장치의 결합단면도이다.
도 2는 도 1의 'X-X'선 단면도이다.
도 3은 도 2의 'Y-Y'선 단면도이다.
도 4는 본 발명의 유수분 분리장치의 유수분 분리 작용을 개략적으로 도시한 단면도이다.

이하 본 발명의 압축공기 유수분 분리장치를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 압축공기 유수분 분리장치(100)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 유입 공기(A0)를 필터부재(F)를 통과시키면서 유입 공기(A0)에 함유된 유분(o)과 수분(w)을 필터부재(F)로 포집하여 1차로 분리하고, 필터부재(F)를 통과하여 유수분이 분리된 공기(A1)를 배출하는 여과 분리부(10)와; 상기 여과 분리부(10)에서 제1 공기배출통로(13)를 통하여 배출되는 1차 처리 공기(A1)에 잔류하는 유수분을 원심력으로 2차로 분리하여 아래쪽의 배출구(29)를 통하여 배출하고, 유수분이 분리된 공기를 제2 공기배출통로(27)를 통하여 외부로 배출하는 원심 분리부(20);를 포함한다.

상기 여과 분리부(10)는, 필터 부재(F)와; 상기 필터 부재(F)를 얹어 지지하고, 유수분을 함유한 유입공기(A0)를 입구(12a)를 통하여 유입시켜 상기 필터 부재(F)의 하단면 쪽으로 개방된 출구(12b)를 통하여 상기 필터 부재(F)의 하단면으로 안내하는 공기유입통로(12)와, 필터 부재(F)에서 유수분이 포집되어 제거된 공기(A1)를 아래쪽의 원심 분리부(20)로 안내하는 제1 공기 배출통로(13)를 구비한 베이스(11)와; 상기 베이스(11)위에 결합되어 상기 필터 부재(F)를 수용하는 내부 공간(S10)을 형성하는 상부 필터 하우징(14);을 포함한다.

상기 여과 분리부(10)에서 필터 부재(F)를 통과하여 유수분이 제거된 공기(A1)가 하측의 원심 분리부(20)의 하부 하우징(21)으로 원활하게 유입되도록, 필터 부재(F)를 통과한 공기(A1)를 안내하는 상기 공기 배출통로(13)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 필터 부재(F)의 외측면과 상부 필터 하우징(14)의 내측벽 사이에 필터 부재(F)의 원주방향을 따라 환형으로 형성된다. 그리고, 상기 공기 배출통로(13)는 원심 분리부(20)의 하부 하우징(21)에 연통되게 뚫린 출구(12b)를 향하여 하향 경사져 있다.

또한, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 여과 분리부(10)의 필터 부재(F)로 유입되는 유입공기(A0)가 필터 부재(F)의 저면에 확산되어 균일하게 유입되도록, 상기 공기유입통로(12)는 상기 필터 부재(F)의 바닥 형상대로 환형 또는 'U'자 형상으로 형성된다.

상기 원심 분리부(20)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 여과 분리부(10)의 상기 베이스(11)의 하부에 동축으로 구비되고, 내측에 하부 공간(S20)을 구비하는 하부 하우징(21)과; 상기 하부 공간(S20) 내부로 유입되어 하부 하우징(21)의 내벽을 따라 선회하면서 원심력에 의해 유수분을 분리한 공기(A2)를 하부 하우징(21)의 외부로 배출되게 유도하는 제2 공기배출통로(27);를 포함한다.

상기 원심 분리부(20)의 하부 하우징(21)은, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 베이스(11)의 저면 하부에 일체로 구비된 상측 벽(22), 원주방향 측벽(23), 상기 원주방향 측벽(23)의 하단에서 아래쪽으로 갈수록 횡단면이 점차 감소하는 사이클론형으로 이루어지고, 끝단에 분리된 유수분이 배출되는 유수분 배출구(24a)가 형성된 하측 벽(24)을 포함한다.

상기 제2 공기배출통로(27)의 입구부(27a)는, 상기 하부 하우징(21)의 내부 공간(S20)에서 유수분이 분리된 공기(A2)가 상승하여 유입되도록 상측 벽(22)에서 내부 공간(S20)쪽으로 돌출되게 연장되고, 상기 제2 공기배출통로(27)의 출구부(27b)는 하부 하우징(21)의 원주방향 측벽(23)에 형성된다.

그리고, 상기 상기 제2 공기배출통로(27)의 입구부(27a)의 하단은 상기 공기(A2)에서 응축된 유수분이 입구부(27a)에서 모여 낙하할 수 있도록 아래쪽으로 뾰족한 형상으로 이루어진다.

그리고, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 원주방향 측벽(23)의 하부에 결합되어 상기 하측 벽(24)을 내부에 수용하도록 연장된 유수분 저장통(30)을 포함한다.

한편, 유수분 저장통(30)의 출구에서 배출되는 유분 또는 수분은 배출량 조절밸브(42)를 통하여 외부로 배출되거나, 분류관(41)을 통하여 저장탱크(44)에 저장할 수 있다.

이하, 본 발명의 유수분 분리장치(100)의 작동을 설명한다.

압축기에서 토출되는 압축공기에는 유분(o)과 수분(w)을 함유하고 있다. 이러한 압축공기(유입공기(A0))를 먼저 본 발명의 장치(100)의 공기유입통로(12)의 입구(12a)를 통하여 여과 분리부(10)안으로 유입시킨다. 이 유입공기(A0)는 공기유입통로(12)의 출구(12b)를 통하여 필터 부재(F)의 저면쪽으로 유입된다. 여과 분리부(10)는 유입공기(A0)를 필터 부재(F)를 통과시키면서 유입공기(A0)에 함유된 유수분을 필터 부재(F)로 포집하여 1차로 제거하고, 그 유수분을 제거한 공기(A1)를제1 공기배출통로(13)의 출구(13a)를 통하여 원심 분리부(20)의 하부 하우징(21)의 하부 공간(S20)안으로 유입된다.

원심 분리부(20)의 하부 하우징(21)의 하부 공간(S20)안으로 유입된 공기(A1)은 하측 벽(24)의 내벽을 따라 선회하고 이에 따라 공기(A1)에 함유되어 있던 유수분(w,o)은 원심력에 의해 분리되어 하측 벽(24)의 하단에 구비된 유수분 배출구(24a)를 통하여 유수분 저장통(30)안으로 낙하하여 저류된다.

원심 분리부(20)에서 유수분이 분리된 공기(A2)는 상측의 제2 공기배출통로(27)의 입구부(27a)를 통하여 제2 공기배출통로(27)로 유입되어 출구부(27b)를 통하여 외부로 배출되어 다른 기기로 제공된다.

유수분 저장통(30)에 저류된 유수분은 배출량 조절밸브(42)에 의해 배출량이 조절되어 외부로 배출되거나 분류관을 통하여 저장탱크(44)에 저장된다.

10 : 여과 분리부 11 : 베이스
12 : 공기유입통로 12a: 입구
12b: 출구 13 : 제1 공기배출통로
13a: 출구 14 : 상부 필터 하우징
20 : 원심분리부 21: 하부 하우징
22: 상측 벽 23 : 원주방향 측벽
24: 하측 벽 24a: 유수분 배출구
27: 제2 공기배출통로
27a: 입구부 27b: 출구부
29: 배출구 30 : 유수분 저장통
F: 필터 부재 S10: 내부 공간
S20: 하부 공간 o: 유분
w 수분 AO: 유입 공기(유분, 수분 함유)
A1: 유수분이 1차제거된 공기 A2: 유수분이 2차제거된 공기
w: 공기에서 분리된 수분 O: 공기에서 분리된 유분

Claims (4)

1. 압축공기에 포함된 유수분을 분리하는 압축공기 유수분 분리장치(100)에 있어서,
   상기 압축공기 유수분 분리장치(100)는
   유입 공기(A0)를 필터부재(F)를 통과시키면서 유입 공기(A0)에 함유된 유분(o)과 수분(w)을 필터부재(F)로 포집하여 1차로 분리하고, 필터부재(F)를 통과하여 유수분이 분리된 공기(A1)를 배출하는 여과 분리부(10); 및
   상기 여과 분리부(10)에서 배출되는 유수분이 분리된 공기(A1)에 잔류하는 유수분(o,w)을 원심력으로 2차로 분리하여 아래쪽의 배출구(29)를 통하여 배출하고, 유수분(o,w)이 분리된 공기(A2)를 제2 공기배출통로(27)를 통하여 외부로 배출하는 원심 분리부(20);를 포함하는 것을 특징으로 하는 압축공기 유수분 분리장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 여과 분리부(10)는,
   필터 부재(F);
   상기 필터 부재(F)를 얹어 지지하고, 유수분을 함유한 유입공기(A0)를 입구(12a)를 통하여 유입시켜 상기 필터 부재(F)의 하단면 쪽으로 개방된 출구(12b)를 통하여 상기 필터 부재(F)의 하단면으로 안내하는 공기유입통로(12)와, 필터 부재(F)에서 유수분이 포집되어 제거된 공기(A1)를 아래쪽의 원심 분리부(20)로 안내하는 제1 공기 배출통로(13)를 구비한 베이스(11); 및
   상기 베이스(11)위에 결합되어 상기 필터 부재(F)를 수용하는 내부 공간(S10)을 형성하는 상부 필터 하우징(14);을 포함하는 것을 특징으로 하는 압축공기 유수분 분리장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 원심 분리부(20)는,
   상기 여과 분리부(10)의 상기 베이스(11)의 하부에 동축으로 구비되고, 내측에 하부 공간(S20)을 구비하는 하부 하우징(21); 및
   상기 하부 공간(S20) 내부로 유입되어 하부 하우징(21)의 내벽을 따라 선회하면서 원심력에 의해 유수분을 분리한 공기(A2)를 하부 하우징(21)의 외부로 배출되게 유도하는 제2 공기배출통로(27);를 포함한 것을 특징으로 하는 압축공기 유수분 분리장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 원심 분리부(20)의 하부 하우징(21)은,
   상기 베이스(11)의 저면 하부에 일체로 구비된 상측 벽(22), 원주방향 측벽(23), 상기 원주방향 측벽(23)의 하단에서 아래쪽으로 갈수록 횡단면이 점차 감소하는 사이클론형으로 이루어지고, 끝단에 분리된 유수분이 배출되는 유수분 배출구(24a)가 형성된 하측 벽(24)을 포함하고,
   상기 제2 공기배출통로(27)는 상기 하부 하우징(21)의 내부 공간(S20)에서 유수분이 분리된 공기(A2)가 상승하여 유입되도록, 입구부(27a)가, 상측 벽(22)에서 내부 공간(S20)쪽으로 돌출된 것을 특징으로 하는 압축공기 유수분 분리장치.

Images