KR20220040014A - 압축공기 시스템의 수분 제거장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 압축공기 시스템의 에어 관에 설치되어 에어 관 내부를 흐르는 공기에서 수분을 제거시키는 장치에 관한 것으로서, 수분 포집 탱크(10)와, 에어 유입관(20) 및, 에어 배출관(30)을 포함하여, 에어 유입관(20)을 통하여 수분 포집 탱크(10) 내부로 유입된 공기 중 수증기는 응축되어 수분 포집 탱크(10) 하부로 낙하되고, 에어 배출관(30) 및 상기 나머지 하나의 말단을 차례로 통과하면서 수분 포집 탱크(10) 내부의 공기가 유출되게 구성됨으로써, 극히 단순한 구조를 가짐으로써 최소 비용으로 설치 가능하면서도 압축공기 배관이나 호스 내부의 응축수 뿐만아니라 압축공기에 포함된 수증기를 응축시켜 압축공기와 분리시킴으로써 약간의 온도 저하로도 초래될 수 있는 추가적인 응축수의 발생을 방지시킬 수 있는 압축공기 시스템의 수분 제거 장치를 제공하고자 한다.

Description

압축공기 시스템의 수분 제거장치{Water removal device of compressed air system}
본 발명은 압축공기 시스템의 에어 관에 설치되어 에어 관 내부를 흐르는 공기에서 수분을 제거시키는 장치에 관한 것이다.
압축공기 시스템은 광범위한 산업현장에서 범용적으로 사용되는 장치이다. 압축공기 시스템은 압축공기로 액추에이터를 구동시키는 용도로도 광범위하게 사용될 뿐만아니라 배출 압력이 이용되어 에어 클리닝이 필요한 분야에도 광범위하게 사용된다.
그런데 압축공기 시스템이 사용되는 환경은 계절과 시간에 따라 온도가 변화되므로 사용 중에 압축공기에 함유된 수증기가 응결될 수 있어, 기기에 이상이 발생되거나 또는 에어 클리닝이 필요한 부위에 수분으로 인한 오염이 발생될 수 있고, 또한 외부 공기를 흡입시켜 압축시켜야 하므로 외부공기의 습도가 높을 경우에도 기기이상이나 고장 또는 수분 오염이 발생될 수 있다.
이러한 문제를 해결하고자 개발된 종래기술을 살펴보면, 에어관로의 소정 부위에 전열 수단을 설치하여 공기를 가열시킴으로써 수증기의 응결을 방지시키거나, 또는 에어관로의 소정 부위에 단지 응축수만을 수집하는 수단을 둠으로써, 약간의 온도 저하가 발생되면, 또다시 압축공기에서 응축수가 발생되어 기기 고장이나 또는 압축공기의 분사를 받는 제품에 손상이 가해질 수 있는 문제가 여전히 존재한다.
공개특허공보 제10-2019-0110333호(공개일자: 2019. 09. 30)
이에 본 발명은 극히 단순한 구조를 가짐으로써 최소 비용으로 설치 가능하면서도 압축공기 배관이나 호스 내부의 응축수 뿐만아니라 압축공기에 포함된 수증기를 응축시켜 압축공기와 분리시킴으로써 약간의 온도 저하로도 초래될 수 있는 추가적인 응축수의 발생을 방지시킬 수 있는 압축공기 시스템의 수분 제거장치를 제공하고자 한다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 수분 제거기는 밀폐된 용기인 수분 포집 탱크(10)와, 상기 수분 포집 탱크(10)를 관통하는 형태로 설치되며, 통상의 에어 컴프레서 시스템에서 에어 관의 소정 지점에 단절구간이 형성될 때 단절구간을 이루는 두 에어관의 말단 중 어느 하나의 말단이 상단에 결합되는 에어 유입관(20) 및, 상기 수분 포집 탱크(10)를 관통하는 형태로 설치되고 상기 에어 유입관(20)과 일정한 거리만큼 이격되게 설치되며, 상기 두 에어관의 말단 중 나머지 하나의 말단이 상단에 결합되는 에어 배출관(30)을 포함하여, 상기 어느 하나의 말단 및 에어 유입관(20)을 통하여 수분 포집 탱크(10) 내부로 유입된 공기 중 수증기는 응축되어 수분 포집 탱크(10) 하부로 낙하되고, 에어 배출관(30) 및 상기 나머지 하나의 말단을 차례로 통과하면서 수분 포집 탱크(10) 내부의 공기가 유출되게 구성된다.
여기서 상기 에어 유입관(20) 및 에어 배출관(30)은 바람직하게는 모두 상기 수분 포집 탱크(10)의 상부를 관통하여 수분 포집 탱크(10)의 하부를 향하는 방향으로 삽입된다.
이 경우 바람직하게는 상기 에어 유입관(20)의 하단 위치가 에어 배출관(30)의 하단 위치보다 낮게 형성된다.
이때 바람직하게는 상기 에어 유입관(20) 하단의 직경보다 작은 직경을 가지는 모세관(32)이 에어 배출관(30) 하단에 설치됨으로써, 상기 에어 관 내부의 압력보다 수분 포집 탱크(10) 내부의 압력이 더 크게 유지되어, 상기 에어 유입관(20)을 통하여 수분 포집 탱크(10) 내부로 유입된 공기에 함유된 수증기의 응축이 촉진된다.
또한 상기 에어 배출관(30)에는 바람직하게는 유량 밸브가 설치되어, 상기 유량 밸브의 조절로 인해 에어 유입관(20)의 단면 직경보다 유랭 조절 밸브가 설치된 지점의 단면 직경이 더 작게 되도록 조절됨으로써, 상기 에어 유입관(20)을 통하여 수분 포집 탱크(10) 내부로 유입된 공기에 함유된 수증기의 응축이 촉진된다.
그리고 상기 모든 경우에서 바람직하게는 수분 포집 탱크(10)의 하부가 수용 되며, 수분 포집 탱크(10)의 하부가 잠기도록 냉각수(CW)가 채워지는 냉각수조(40)가 마련됨으로써, 수분 포집 탱크(10) 내부의 온도는 외부보다 낮게 유지되어, 상기 에어 유입관(20)을 통하여 수분 포집 탱크(10) 내부로 유입된 공기에 함유된 수증기의 응축이 촉진된다.
이때 상기 에어 유입관(20)의 하단에는 바람직하게는 함체형태의 부재로서, 측면에는 복수개의 에어 유출구(51)가 형성되고, 하부에는 응축수 배출구가 형성되되, 에어 유출구(51)와 응축수 배출구의 전체 면적이 에어 유입관(20)의 단면적 보다 작게 형성되며, 에어 유출구(51)와 응축수 배출구의 전체 면적이 상기 모세관(32)보다 크게 형성되는 응축가속기(50)가 설치된다.
특히 상기 응축가속기(50)의 저면은 경사가 형성되고, 응축수 배출구는 응축가속기(50)의 저면 하단에 형성되며, 바람직하게는 응축가속기(50)는 측면 일부가 수분 포집 탱크(10)의 내면에 접촉되며, 상기 에어 유출구(51) 마다 제2모세관(52)이 부착되되, 제2모세관(52)은 응축가속기(50)의 내부를 향하여 길게 형성됨으로써, 제2모세관(52) 내부를 따라 기체가 응축수 배출구를 향해 흐르는 과정에서 온도가 저하되어 제2모세관(52) 외면에 수증기가 응축됨과 동시에 응축가속기(50) 내부 온도를 저하시킨다.
본 발명에 따른 압축공기 시스템의 수분 제거장치는 극히 단순한 구조를 가짐으로써 최소 비용으로 설치 가능하면서도 압축공기 배관이나 호스 내부의 응축수 뿐만아니라 압축공기에 포함된 수증기를 응축시켜 압축공기와 분리시킴으로써 약간의 온도 저하로도 초래될 수 있는 추가적인 응축수의 발생을 방지시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 수분 제거장치의 정단면도,
도 2는 도 1의 변형 실시예를 나타내는 정단면도,
도 3은 도 2에 응축가속기와 모세관이 적용된 정단면도,
도 4는 도 2 및 도 3의 실시예의 원리를 나타내는 개념도,
도 5는 도 3에 냉각수조가 적용된 정단면도,
도 6은 물의 압력-온도 관계로 본 발명에 따른 수분 제거장치의 원리를 나타낸 그래프,
본 발명의 실시예에서 제시되는 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있다. 또한 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 되며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 수분 제거기는 도 1에 도시된 바와 같이 수분 포집 탱크(10)와, 에어 유입관(20) 및, 에어 배출관(30)을 포함한다.
수분 포집 탱크(10)는 강성재질의 밀폐용기로서 형상에 특별한 제한은 없다.
에어 유입관(20)은 수분 포집 탱크(10)를 관통하는 형태로 설치되며, 통상의 에어 콤프레샤 시스템에서 에어 관의 소정 지점에 단절구간이 형성될 때 단절구간을 이루는 두 에어관의 말단 중 어느 하나의 말단이 상단에 결합되는 형태로 설치된다.
참고로 단절구간은 본 발명에 따른 수분 제거 장치를 설치시키기 위해 임의로 일체로 연결된 에어 관의 소정 부위를 단절시켜 형성시킬 수 있다. 보다 구체적으로 도 1에 도시된 바와 같이 원래는 하나로 연결된 에어 관이 수분 제거 장치의 설치를 위해 단절되어 유입측 에어 관(1)과 유출측 에어 관(2)으로 분리될 수 있다. 따라서 수분 제거 장치가 설치되기 전에는 유입측 에어 관(1)과 유출측 에어 관(2)은 하나의 관을 이루며, 에어는 도 1을 기준으로 할 때 왼쪽에서 오른쪽으로 흐른다.
즉 에어 유입관(20)은 유입 측 에어 관의 말단에 설치된 관 형태의 부재로서 수분 포집 탱크(10)를 관통하는 형태로 수분 포집 탱크(10)에 설치된다.
에어 배출관(30)도 에어 유입관(20)과 유사한 형태로서, 수분 포집 탱크(10)를 관통하는 형태로 설치되고 상기 에어 유입관(20)과 일정한 거리만큼 이격되게 설치되며, 상기 두 에어관의 말단 중 나머지 하나의 말단이 상단에 결합된다.
즉 에어 배출관(30)이 에어 유입관(20)과 다른 점은 유입측 에어 관(1)이 아니라 유출 측 에어 관에 설치된다는 점이다. 그리고 에어 배출관(30)은 도 1에 도시된 바와 같이 에어 유입관(20)에 바로 인접되기 보다는 일정한 간격을 두고 설치된다. 왜냐하면 에어 유입관(20)에서 분출되는 에어로부터 응축수가 충분히 분리된 후에 에어 배출관(30)으로 배출될 수 있는 시간 및 공간적 거리가 필요하기 때문이다.
에어 유입관(20)과 에어 배출관(30)은 특히 도 1에 도시된 바와 같이 모두 수분 포집 탱크(10)의 상부를 관통하여 수분 포집 탱크(10)의 하부를 향하는 방향으로 삽입된다.
이때 에어 유입관(20)의 하단 위치는 도 2에 도시된 바와 같이 에어 배출관(30)의 하단 위치보다 낮게 설치됨이 바람직하다. 왜냐하면 첫째로는 에어 유입관(20)에서 공기와 함께 토출되는 응축수가 신속하게 바닥으로 낙하하여 응축수가 낙하하면서 증발되는 시간을 최소화 시키기 위함이다. 둘째로는 에어 유입관(20)의 하단과 에어 배출관(30)의 하단 간의 거리가 최대가 됨으로써 에어 유입관(20)에서 수분 포집 탱크(10) 내부로 토출된 응축수 중 일부가 곧바로 에어 배출관(30)을 통하여 배출되는 것을 방지시키기 위함이다. 셋째로는 수분 포집 탱크(10) 내부의 더운 공기가 상승되면 에어 배출관(30) 쪽으로 흐르게 되므로 에어 배출관(30)을 통해 수분 포집 탱크(10)로부터 배출되는 공기는 최대한 완전한 수증기 상태로 배출될 수 있기 때문이다.
한편, 도 3에 도시된 바와 같이 에어 유입관(20) 하단의 직경보다 작은 직경을 가지는 모세관(32)이 에어 배출관(30) 하단에 설치됨으로써, 유입측 에어 관(1) 내부의 압력보다 수분 포집 탱크(10) 내부의 압력이 더 크게 유지되어, 수분 포집 탱크(10) 내부의 압력이 상승됨으로써, 수분 포집 탱크(10) 내부로 유입되는 공기에 포함된 수증기의 응결이 촉진되어 공기 내부의 수증기가 최대한 응축수로 액화될 수 있다.
왜냐하면, 도 4의 개념도와 도 6의 그래프에 C1 경로로 도시된 바와 같이 일정한 용적을 지니는 통에 공기를 유입시키는 관의 직경이 공기를 배출시키는 관의 직경보다 더 클 경우에는, 배출시키는 관을 통하여 배출되는 공기의 속도가 증가됨으로 인해 유입되는 공기의 단위시간당 유량이 배출되는 공기의 단위시간당 유량과 같아질때까지 상기 통 내부의 압력은 계속 상승하게 되기 때문이다. 특히 이때 통 내부의 압력은 공기를 유입시키는 관 내부의 공기압력보다 커야만 배출되는 공기의 단위시간당 유량이 공기의 단위시간당 유입되는 유량과 같아질 수 있으므로, 상기 통 내부에서는 공기의 압력 증가로 인한 응축이 발생하게 된다. 이때의 응축 발생의 원리가 바로 도 6의 그래프에서 C1 경로를 따르면서 일어나는 현상이다.
즉 도 3에서 공기를 유입시키는 관 내부의 공기압력, 즉 유입측 에어 관(1) 내부의 압력인 P1보다 수분 포집 탱크(10) 내부의 압력인 P2가 더 커지면서 수분 포집 탱크(10) 내부에서 응축이 발생된다.
본 발명에 따른 수분 제거장치에서도 이러한 원리가 적용될 수 있게 도 3에 도시된 바와 같이 모세관(32)이 에어 배출관(30)의 단부에 설치된다. 따라서 수분 포집 탱크(10) 내부로 유입되는 단위시간당 공기 유량과 유출되는 단위시간당 공기 유량이 같아질 때 까지 수분 포집 탱크(10) 내부 압력은 계속 증가되어 유입측 에어관 내부 압력보다 더 커지면서 결국 수분 제거장치 내부에서 응축이 발생된다.
따라서 모세관(32) 설치로 인해 수분 포집 탱크(10)는 일종의 응축기로도 작용되므로, 수분 포집 탱크(10)는 단순히 응축수를 수집하는 작용 뿐만아니라, 유입되는 공기에 포함된 수증기를 일정정도 제거하는 작용까지 하게 되어, 수분 포집 탱크(10)에서 배출되는 공기로부터 또다시 응축수가 발생될 우려가 현저하게 낮아질 수 있다.
또한 도 5에 도시된 바와 같이 수분 포집 탱크(10)의 하부가 잠기도록 냉각수(CW)가 채워지는 냉각수조(40)가 마련될 수 있다. 냉각수조(40)로 인해 수분 포집 탱크(10) 내부의 온도는 외부보다 낮게 유지되어, 에어 유입관(20)을 통하여 수분 포집 탱크(10) 내부로 유입된 공기에 함유된 수증기의 응축이 더욱 촉진될 수 있다.
이처럼 냉각 수조(40)가 마련될 경우의 응축 원리는 응축 과정 동안 수분 포집 탱크(10) 내부의 압력이 일정하게 유지된다고 가정할 때 도 6의 그래프에서 s ?? g ?? f 점으로 차례로 이동되는 경로를 따라 발생될 수 있다. 다만 응축 과정에서 전체 공기의 비체적이 감소되면서 압력이 감소된다면, 최종적으로 응축이 완료되는 지점인 f점은 도 6의 위치보다 더 아래에 위차하게 될 것이다.
보다 구체적으로 냉각 수조(40)가 마련되면, 수분 포집 탱크(10) 내부로 유입된 공기 중의 수증기가 최초에는 s 점에서 g 점으로 이동하여 포화수증기가 되면서 온도가 감소되고 응축이 시작된다. 이후, 온도는 일정하게 유지되면서 g 점에서 f 점으로 상태가 변하면서 수증기는 포화 수증기 상태이면서 점차 응축이 본격적으로 발생된다. 이때 g 점에서 f 점으로 이동되는 과정에서 온도는 일정하지만 수증기가 응축되는 과정에서 잠열이 발생되고, 이 잠열은 냉각 수조(40)로 이동됨으로써, 수분 포집 탱크(10) 내부 온도가 응축으로 인해 다시 증가되는 것이 방지된다. 즉 냉각 수조(40)가 응축 과정의 신속한 진행을 위한 히트싱크로 작용되는 것이다.
또한 도 3 및 도 5에 도시된 바와 같이 에어 유입관(20)의 하단에는 함체형태의 부재로서, 측면에는 복수개의 에어 유출구(51)가 형성되고, 하부에는 응축수 배출구가 형성되되, 에어 유출구(51)와 응축수 배출구의 전체 면적이 에어 유입관(20)의 단면적 보다 작게 형성되며, 에어 유출구(51)와 응축수 배출구의 전체 면적이 상기 모세관(32)보다 크게 형성되는 응축가속기(50)가 설치될 수 있다.
보다 구체적으로 응축가속기(50)의 저면은 경사가 형성되고, 응축수 배출구는 응축가속기(50)의 저면 하단에 형성되며, 응축가속기(50)는 측면 일부가 수분 포집 탱크(10)의 내면에 접촉되고, 에어 유출구(51) 마다 제2모세관(52)이 부착되되, 제2모세관(52)은 응축가속기(50)의 내부를 향하여 길게 형성됨으로써, 제2모세관(52) 내부를 따라 기체가 응축수 배출구를 향해 흐르는 과정에서 온도가 저하되어 제2모세관(52) 외면에 수증기가 응축됨과 동시에 응축가속기(50) 내부 온도를 저하시킨다.
응축가속기(50)는 함체 형태의 부재이다. 응축가속기(50)는 에어 유입관(20)의 단부에 설치되어 응축가속기(50) 내부로 에어 유입관(20)으로부터 공기 및 응축수가 유입된다.
유입된 응축수는 응축가속기(50)의 하단에 형성된 응축수 배출구를 통해 배출된다. 그리고 응축가속기(50) 내부로 유입된 공기는 응축가속기(50)에 형성된 에어 유출구(51)를 통하여 수분 포집 탱크(10) 내부로 전달된다.
이때 도 3 및 도 5에서는 명확하게 도시되진 않았지만, 에어 유출구(51)의 총 단면적 및 응축수 배출구의 단면적의 합은 에어 유입관(20)의 단면적보다 작게 형성된다. 그 결과 앞서 모세관(32)의 설명에서와 마찬가지로 응축가속기(50) 내부 압력도 유입 유량과 유출 유량이 같아질 때 까지 차츰 증가된다. 이때 유입과 유출 유량이 같아지는 시점에서 응축가속기(50) 내부 압력은 최종적으로 에어 유입관(20)의 압력보다 높아진다. 왜냐하면 에어 유입관(20)의 단면적보다 작은 에어 유출구(51)를 통해 유입량과 동일한 양의 공기를 밀어내기 위한 추진력이 필요하기 때문이다.
응축가속기(50) 내부 압력이 에어 유입관(20)의 압력보다 높아진 결과 응축가속기(50) 내부로 진입한 공기에서는 응축이 진행된다. 이때 응축의 원리는 도 6의 그래프에서 C1의 경로를 따라 일어나게 된다.
그런데, 응축가속기(50) 내부에서 응축이 진행되면 응축 과정에서 잠열이 배출되므로 응축가속기(50) 내부 온도는 차츰 증가될 수 있다. 이때 응축가속기(50) 내부에서 응축이 진행되더라도 잠열로 인한 온도 상승을 억제시키기 위해, 도 3 및 도 5에 도시된 바와 같이 에어 유출구(51)에는 제2모세관(52)이 설치되며, 특히 이때 제2모세관(52)은 응축가속기(50)의 외부가 아닌 응축가속기(50)의 내부를 향하여 설치된다.
응축가속기(50) 내부를 향해 설치된 제2모세관(52)은 응축가속기(50) 내부의 공기를 수분 포집 탱크(10) 내부로 전달시킨다. 이때 에어 유출구(51)의 단면적 총합과 응축수 배출구(53)의 단면적의 합이 에어 유입관(20)의 단면적보다 작게 형성되므로, 제2모세관(52) 내부를 흐르는 공기는 에어 유입관(20)을 따라 흐르던 공기의 속도보다 훨씬 빠르게 진행된다. 그 결과, 기체 에너지 보존에 따라 제2모세관(52)을 흐르는 공기의 온도는 낮아지며, 따라서 제2모세관(52)으로 인해 응축가속기(50) 내부 온도는 점차 하강될 수 있다. 또는 제2모세관(52)으로 인해 응축가속기(50) 내부의 응축 잠열이 흡수될 수 있다.
특히 제2모세관(52)이 복수개로 형성되면 도 5에 도시된 바와 같이 응축가속기(50) 내부에는 마치 냉각코일이 설치된 것과 동일한 효과가 발휘되어, 응축가속기(50) 내부 온도가 낮아지거나 또는 온도가 동일하게 유지되면서 응축잠열이 흡수된다.
이처럼 응축잠열이 흡수되면, 도 6의 그래프에서 볼 때 약간의 온도 상승이 있더라도 포화수증기의 액체 분율이 더 커지는 방향인 C2 방향으로 진행되는 효과가 발생된다. 즉 제2모세관(52)이 설치되지 않는 경우에는 C1 방향으로 응축이 발생되므로 온도 상승으로 인해 응축량에 한계가 있게 되지만, 제2모세관(52)이 설치됨으로써, 잠열이 제2모세관(52) 표면으로 흡수되는 결과 C2 방향으로 응축이 진행되어 수증기의 응축이 보다 가속화 되는 결과가 발생된다.
또한 제2모세관(52)의 표면 온도가 급격하게 낮아질 수 있으므로 냉각 기기에 설치되는 냉매의 냉각코일과 마찬가지로 제2모세관(52) 표면에는 응축수의 응결이 촉진되면서 응축이 가속되는 효과도 발생된다.
그리고 응축가속기(50)의 바닥 면은 도 3 및 도 5에 도시된 바와 같이 경사가 형성되고, 경사면의 최 하단에 응축수 배출구(53)가 형성되어, 응축가속기(50) 내의 응축수는 모두 수분 포집 탱크(10) 내부로 낙하된다.
또한 응축가속기(50)는 수분 포집 탱크(10)의 내벽에 밀착되게 설치되어, 응축가속기(50) 내에서 수증기의 응축으로 발생되는 잠열은 신속하게 외부로 전달되고, 응축가속기(50)의 내벽 중에서 수분 포집 탱크(10)의 내벽과 밀착된 부위에는 응결이 보다 가속될 수 있다.
특히 도 5에 도시된 바와 같이 냉각수조(40)가 설치되는 경우 응축가속기(50) 내부에서 발생되는 잠열은 수분 포집 탱크(10)의 내벽과 응축가속기(50)가 밀착된 부위를 통하여 냉각수조(40)로 빠르게 전달되어 배출되므로, 응축가속기(50) 내부에서는 지속적으로 잠열이 발생되더라도 응축이 신속하게 일어날 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.
CW : 냉각수 1 : 유입측 에어 관
2 : 유출측 에어 관 10 : 수분 포집 탱크
14 : 드레인 관 20 : 에어 유입관
30 : 에어 배출관 31 : 유량 밸브
32 : 모세관 40 : 냉각 수조
50 : 응축가속기 51 : 에어 유출구
52 : 제2모세관 53 : 응축수 배출구

Claims (8)

  1. 밀폐된 용기인 수분 포집 탱크(10)와;
    상기 수분 포집 탱크(10)를 관통하는 형태로 설치되며, 통상의 공기압축 시스템에서 에어 배관의 소정 지점에 단절구간이 형성될 때 단절구간을 이루는 두 에어관의 말단 중 어느 하나의 말단이 상단에 결합되는 에어 유입관(20); 및,
    상기 수분 포집 탱크(10)를 관통하는 형태로 설치되고 상기 에어 유입관(20)과 일정한 거리만큼 이격되게 설치되며, 상기 두 에어관의 말단 중 나머지 하나의 말단이 상단에 결합되는 에어 배출관(30);을 포함하여,
    상기 어느 하나의 말단 및 에어 유입관(20)을 차례로 통과하여 수분 포집 탱크(10) 내부로 유입된 공기 중 수증기는 응축되어 수분 포집 탱크(10) 하부로 낙하되고, 에어 배출관(30) 및 상기 나머지 하나의 말단을 차례로 통과하면서 수분 포집 탱크(10) 내부의 공기가 유출되게 구성되는 압축공기 시스템의 수분 제거 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 에어 유입관(20) 및 에어 배출관(30)은 모두 상기 수분 포집 탱크(10)의 상부를 관통하여 수분 포집 탱크(10)의 하부를 향하는 방향으로 삽입되는 것을 특징으로 하는 압축공기 시스템의 수분 제거 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 에어 유입관(20)의 하단 위치가 에어 배출관(30)의 하단 위치보다 낮은 것을 특징으로 하는 압축공기 시스템의 수분 제거 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 에어 유입관(20) 하단의 직경보다 작은 직경을 가지는 모세관(32)이 에어 배출관(30) 하단에 설치됨으로써,
    상기 에어 관 내부의 압력보다 수분 포집 탱크(10) 내부의 압력이 더 크게 유지되어,
    상기 에어 유입관(20)을 통하여 수분 포집 탱크(10) 내부로 유입된 공기에 함유된 수증기의 응축이 촉진되는 것을 특징으로 하는 압축공기 시스템의 수분 제거 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 에어 배출관(30)에는 유량 밸브가 설치되어,
    상기 유량 밸브의 조절로 인해 에어 유입관(20)의 단면 직경보다 유랭 조절 밸브가 설치된 지점의 단면 직경이 더 작게 되도록 조절됨으로써,
    상기 에어 유입관(20)을 통하여 수분 포집 탱크(10) 내부로 유입된 공기에 함유된 수증기의 응축이 촉진되는 것을 특징으로 하는 압축공기 시스템의 수분 제거 장치.
  6. 제4항 또는 제5항에 있어서,
    상기 수분 포집 탱크(10)의 하부가 잠기도록 냉각수(CW)가 내부에 채워지는 냉각수조(40);가 마련됨으로써,
    수분 포집 탱크(10) 내부의 온도는 외부보다 낮게 유지되어, 상기 에어 유입관(20)을 통하여 수분 포집 탱크(10) 내부로 유입된 공기에 함유된 수증기의 응축이 촉진되는 것을 특징으로 하는 압축공기 시스템의 수분 제거 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 에어 유입관(20)의 하단에는 함체형태의 부재로서, 측면에는 복수개의 에어 유출구(51)가 형성되고, 하부에는 응축수 배출구가 형성되되, 에어 유출구(51)와 응축수 배출구의 전체 면적이 에어 유입관(20)의 단면적 보다 작게 형성되며, 에어 유출구(51)와 응축수 배출구의 전체 면적이 상기 모세관(32)보다 크게 형성되는 응축가속기(50);가 설치되는 것을 특징으로 하는 압축공기 시스템의 수분 제거 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 응축가속기(50)의 저면은 경사가 형성되고, 응축수 배출구는 응축가속기(50)의 저면 하단에 형성되며,
    응축가속기(50)는 측면 일부가 수분 포집 탱크(10)의 내면에 접촉되고,
    상기 에어 유출구(51) 마다 제2모세관(52)이 부착되되,
    제2모세관(52)은 응축가속기(50)의 내부를 향하여 길게 형성됨으로써,
    제2모세관(52) 내부를 따라 기체가 응축수 배출구를 향해 흐르는 과정에서 온도가 저하되어 제2모세관(52) 외면에 수증기가 응축됨과 동시에 응축가속기(50) 내부 온도를 저하시키는 것을 특징으로 하는 압축공기 시스템의 수분 제거 장치.
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KR20220157652A (ko) * 2021-05-21 2022-11-29 한국과학기술연구원 포집된 공기에 포함되어 있는 수증기 제거장치 및 이를 이용한 대기오염물질 분석장치

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190110333A (ko) 2018-03-20 2019-09-30 (주)피멘토르 스프레이 건으로 공급되는 컴프레서 압축공기의 수분제거 및 온도제어 장치

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