KR20220041135A - 압축 가스용 건조기, 건조기를 구비한 압축기 설비 및 압축 가스 건조 방법 - Google Patents

Abstract

압축 가스용 건조기는, 건조 영역 및 재생 영역을 포함하는 압력 용기, 회전 대칭부 내에 있고 재생 가능한 건조제가 구비된 드럼, 건조제가 건조 영역과 재생 영역을 연이어 통과해 안내되도록 상기 드럼을 회전시키는 구동 수단, 건조될 압축 공기를 건조 영역으로 공급하기 위한 유입구, 건조된 압축 공기를 제거하기 위한 유출구, 및 건조된 압축 가스의 부분 스트림을 분기하고 이 부분 스트림을 재생 영역으로 전달하는 제1 연결 라인을 포함한다. 제1 연결 라인에는, 재생을 위해 분기된 부분 스트림을 가열하기 위한 가열 유닛이 설치되어 있다. 제1 연결 라인 및 가열 유닛은 압력 용기 내에 위치되어 있다.

Description

압축 가스용 건조기, 건조기를 구비한 압축기 설비 및 압축 가스 건조 방법

본 발명은 압축 가스용 건조기, 이러한 유형의 건조기를 구비한 압축기 설비 및 공기와 같은 압축 가스의 건조 방법을 포함한다.

공지된 압축 가스용 건조기가 이미 존재하며, 이러한 건조기는 건조 영역 및 재생 영역 및 가능하게는 냉각 영역을 갖는 압력 용기, 및 재생 가능한 건조제가 있는 압력 용기 내의 회전 드럼을 구비한다. 압력 용기는 건조될 압축 가스를 건조 영역에 공급하기 위한 흡입구와 건조된 가스를 제거하기 위한 배출구를 포함한다. 따뜻한 재생 가스는 건조제의 재생을 위해 재생 영역으로 안내된다. 건조기는 또한 건조제가 건조 영역 및 재생 영역을 통해 추후 이동하도록 드럼 회전을 위한 구동 장치를 포함한다.

압축에 의해 가열된 압축 가스는 상대 습도가 낮아 건조제의 재생을 위한 재생 가스로 사용될 수 있다. 공지된 제1 설계에서, 압축 가스의 공급 흐름의 일부는 재생을 위해 탭 오프된 다음 연결 라인을 통해 압축 가스의 흐름에 다시 추가된다. 공지된 제2 설계에서, 압축 가스의 공급 흐름의 일부가 탭 오프되고 재생을 위해 가열된 다음 연결 라인을 통해 압축 가스의 흐름에 다시 추가된다. 공지된 제3 설계에서는 전체 공급 흐름이 건조되고 압축 가스가 먼저 재생 영역을 거쳐 건조 영역을 통해 안내된다.

WO 2015/039193 A2와 같은 다른 공지된 설계가 존재한다.

본 발명의 하나의 목적은 최신 기술의 하나 이상의 단점을 교정하는 것이다.

또한, 본 발명의 목적은 건조된 압축 가스의 특성(예를 들어, 압력 이슬점) 및/또는 건조기의 기능(예를 들어, 효율)을 개선할 수 있는 압축 가스용 건조기 또는 건조 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 추가의 목적은 보다 컴팩트한 구조를 갖는 압축 가스용 건조기 또는 건조 장치를 제공하는 것이다.

압축 가스는 예를 들어 공기이지만, 다른 가스일 수도 있다. 건조된 가스는 공압 운송, 공압 구동 도구의 구동 등과 같은 모든 종류의 용도를 위해 다운스트림 압축 공기 네트워크에 사용될 수 있다.

제1 양태에 따르면, 본 명세서에 기재된 다른 양태 또는 설계와의 조합에 무관하게, 본 발명은 건조 영역 및 재생 영역을 갖는 회전 대칭부(예, 원통부)를 구비한 압력 용기, 재생 가능한 건조제가 구비된 회전 대칭부 내의 드럼, 회전 대칭부 내의 전술한 드럼을 회전시켜, 즉 드럼 및/또는 회전 대칭부를 회전시켜, 건조제가 건조 영역과 재생 영역을 연이어 통과해 이동되도록 하는 구동 수단, 건조될 압축 공기를 건조 영역으로 공급하기 위한 유입구, 건조된 압축 가스를 제거하기 위한 유출구, 및 건조된 압축 가스의 부분 스트림을 분기하고 이 부분 스트림을 재생 영역으로 이송하는 제1 연결 라인을 포함하는 압축 공기 건조용 건조기 또는 건조 장치를 제공한다. 유출구 측에 있는 건조 영역은 디바이더를 사용하여 건조된 압축 가스의 유출구가 연결된 제1 유출구 영역과 제1 연결 라인이 연결된 제2 유출구 영역으로 세분된다. 제1 및 제2 유출구 영역은 다시 말해서 건조 영역의 출구 측에서 압력 용기 내의 분리된 부분 또는 공간이다.

본 발명자들은 건조 영역의 유출구 측을 제1 유출구 영역과 제2 유출구 영역으로 세분, 즉 재생에 사용되는 부분 스트림과 유출구로 전달되는 건조된 압축 가스의 스트림의 분할이 건조된 가스의 전체 스트림이 드럼에서 배출되는 위치에서 이미 이루어져서 유출구로 전달되는 건조된 압축 가스의 특성이 개선되거나 적어도 더 정확하게 판정될 수 있음을 발견하였다.

본 발명자들은 또한 건조 영역의 유출구 측을 제1 유출구 영역과 제2 유출구 영역으로 세분, 즉 재생에 사용되는 부분 스트림과 유출구로 전달되는 건조된 압축 가스의 스트림의 분할이 건조된 가스의 전체 스트림이 드럼에서 배출되는 위치에서 이미 이루어져서 건조기의 기능이 향상될 수 있다는 것을 발견하였다. 이는 한편으로 공급된 압축 가스의 고유 열을 최적으로 활용하는 것으로 달성될 수 있고, 다른 한편으로 건조제의 확실한 건조가 달성될 수 있어 건조기에서 배출되는 압축 가스의 상대 습도가 가능한 낮게 유지될 수 있다. 또한, 본 발명은 가능한 다수의 사용 조건에서 가능한 최적으로 건조기 효율을 보장할 수 있다.

전술한 효과 및 기타 효과는 아래에서 설명되는 바와 같이 범위와 관련하여 서로에 대한 제1 및 제2 유출구 영역의 특정 위치 선택에 의해 달성될 수 있다. 시뮬레이션은 예를 들어 서로에 대한 제1 및 제2 유출구 영역의 위치와 그 범위 및/또는 상호 비율에 대한 사전 결정된 선택을 통해 처리된 가스의 압력 이슬점을 감소 및/또는 더 안정적으로 유지할 수 있음을 보여주었다.

본 발명에 따른 설계에서, 드럼의 회전 방향에서 바라본 제1 유출구 영역은 제2 유출구 영역 전방에 위치될 수 있다. 이는 건조된 압축 가스의 유출구가 상대적으로 더 건조한 가스가 배출되는 건조 영역의 일부 영역에 연결되어 있음을 의미한다.

본 발명에 따른 설계에서, 드럼의 회전 방향에서 바라본 제1 유출구 영역은 제2 유출구 영역 후방에 위치될 수 있다. 이는 재생 영역으로의 부분 스트림을 위한 제1 연결 라인이 상대적으로 더 건조한 가스가 배출되는 건조 영역의 부분 영역에 연결됨을 의미한다.

본 발명에 따른 건조기는 제1 유출구 영역, 제2 유출구 영역 및/또는 디바이더를 건조 영역의 유출구 영역 상에 배치하는 위치 결정 요소를 구비할 수 있다. 예를 들어 이러한 유형의 위치 결정 요소에 의해, 압력 용기 내에 여러 영역을 형성하는 디바이더(들)에 대해 양호하게 결정된 위치 또는 설정이 획정될 수 있다. 이러한 방식으로 건조기의 구성이 단순화된다.

본 발명에 따른 설계에서, 재생 영역 및/또는 제2 유출구 영역은 드럼으로부터 45°내지 135°의 섹터에 걸쳐 있을 수 있다. 바람직하게는, 재생 영역 및 제2 유출구 영역(재생을 위한 부분 스트림)은 거의 동일한 범위의 섹터에 걸쳐 있다. 재생 영역은 바람직하게는 80°내지 100°의 섹터에 걸쳐 있다. 제1 유출구 영역은 바람직하게는 90°내지 180°의 섹터에 걸쳐 있다.

본 발명에 따른 설계에서, 대칭 회전부는 또한 드럼을 냉각하기 위한 냉각 영역을 가질 수 있으며, 이에 의해 드럼의 회전 방향에서 볼 때 냉각 영역은 바람직하게는 재생 영역 뒤 및 건조 영역 앞에 위치된다. 바람직하게는, 이러한 냉각을 위해, 바람직하게는 건조 영역의 인접 측으로부터 냉각 영역으로 전달되는 부분 스트림이 분기된다.

제2 양태에 따르면, 본 명세서에 기재된 다른 양태 또는 설계와의 조합에 무관하게, 본 발명은 건조 영역 및 재생 영역을 갖는 회전 대칭부(예, 원통부)를 구비한 압력 용기, 재생 가능한 건조제가 구비된 회전 대칭부 내의 드럼, 회전 대칭부 내의 전술한 드럼을 회전시켜, 즉 드럼 및/또는 회전 대칭부를 회전시켜, 건조제가 건조 영역과 재생 영역을 연이어 통과해 이동되도록 하는 구동 수단, 건조될 압축 공기를 건조 영역으로 공급하기 위한 유입구, 건조된 압축 가스를 제거하기 위한 유출구, 및 건조된 압축 가스의 부분 스트림을 분기하고 이 부분 스트림을 재생 영역으로 이송하는 제1 연결 라인을 포함하는 압축 공기 건조용 건조기 또는 건조 장치를 제공한다. 제1 연결 라인에는 재생을 위해 분기된 부분 스트림의 가열을 위한 가열 장치가 구비된다. 제1 연결 라인과 가열 장치는 압력 용기 내에 있다. 제1 연결 라인과 가열 장치를 압력 용기에 통합하는 것에 의해 보다 컴팩트한 구성을 달성할 수 있다.

본 발명에 따른 설계에서, 가열 요소는 재생을 위해 탭 오프된 부분 스트림을 건조기에 공급되는 건조될 압축 가스로 가열하도록 제공되는 열교환기일 수 있다.

본 발명에 따른 설계에서, 건조될 압축 가스를 건조기로 공급하기 위한 유입구는 열교환기의 레벨로 위치되며, 압력 용기 내에는 열교환기로부터 건조 영역의 유입구 측으로 건조될 압축 가스를 공급하는 제2 연결 라인이 제공된다. 압력 용기 내의 제2 연결 라인의 통합은 건조기의 보다 컴팩트한 구성에 더 기여할 수 있다.

본 발명에 따른 설계에서, 제2 연결 라인에는 재생에 사용되는 부분 스트림을 건조될 압축 가스의 스트림과 결합하는 벤츄리 이젝터가 구비될 수 있다. 압력 용기 내에 벤츄리 이젝터의 통합은 건조기의 보다 컴팩트한 구성에 더 기여할 수 있다. 벤츄리 이젝터에는 조절 가능한 개구가 구비될 수 있으며, 건조기는 조절 가능한 개구를 제어하는 드라이버를 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 설계에서, 건조기는 또한 공급되는 건조될 압축 가스를 냉각하는 냉각 요소를 가지며, 냉각 요소는 압력 용기 내에서 건조 영역의 유입구 측에 위치된다. 압력 용기 내의 냉각 요소의 통합은 건조기의 보다 컴팩트한 구성에 더 기여할 수 있다.

본 발명에 따른 건조기의 추가적인 양태들은 첨부된 청구범위 제12항 내지 제15항에 제시된 것들이다.

본 발명의 추가적인 양태는 본 명세서에 기재된 양태 또는 설계 중 하나에 따른 압축기 및 건조기를 포함하는 압축기 설비를 포함한다.

본 발명의 추가적인 양태는 본 명세서에 기재된 양태 또는 설계 중 하나에 따른 건조기를 사용하여 압축 가스를 건조하는 방법을 포함한다.

본 발명에 따른 설계예의 도면을 사용하여 본 발명을 더 상세하게 설명한다.
도 1은 최신 기술에 따른 건조기를 갖는 압축기 설비의 개략도를 예시한다.
도 2는 본 발명의 제1 설계에 따른 건조기를 갖는 압축기 설비의 개략도를 예시한다.
도 3a-도 3c는 본 발명에 따른 건조기와 최신 기술에 따른 건조기의 개략적인 비교를 예시한다.
도 4는 본 발명의 제2 설계에 따른 건조기를 갖는 압축기 설비의 개략도를 예시한다.
도 5는 본 발명의 제3 설계에 따른 건조기를 갖는 압축기 설비의 개략도를 예시한다.
도 6은 본 발명의 제4 설계에 따른 건조기를 갖는 압축기 설비의 개략도를 예시한다.
도 7은 제4 설계에 따른 건조기의 압력 용기의 개략적인 단면을 예시한다.

본 발명은 특정 설계와 관련하여 그리고 특정 도면을 참조로 설명될 것이지만, 본 발명은 이들에 제한되지 않고 결론에 의해서만 결정된다. 기재된 도면은 개략적이고 비제한적이다. 도면에서, 특정 요소의 크기는 예시를 위한 목적으로 비율에 맞지 않게 과장되어 있다. 치수 및 상대적 치수는 본 발명의 실제 설계와 반드시 일치하지는 않는다.

또한, 제1, 제2, 제3 등의 용어는 반드시 순차적 또는 시간적 순서를 설명하는 것이 아니라 유사한 요소를 구별하기 위해 설명 부분과 결론에 사용된다. 용어는 적절한 상황에서 호환 가능하며, 본 발명의 설계는 여기에 설명되거나 예시된 것과 다른 순서로 적용될 수 있다.

또한, 본 설명 및 결론에서 상부, 하부, 위, 아래 등의 용어는 예시를 위해 사용된 것으로 반드시 상대적인 위치를 설명하기 위한 것은 아니다. 사용된 용어는 적절한 상황에서 호환 가능하며, 설명된 본 발명의 설계는 여기에 설명되거나 예시된 것과 다른 배향으로 적용될 수 있다.

또한, 다양한 설계는 "바람직한 설계"로 불려지더라도, 본 발명의 범위를 제한하기 보다는 본 발명의 설계 방법에 대한 예시의 방식으로 간주되어야 한다.

결론에 사용된 "포함하는"이라는 용어는 그 뒤에 나열된 리소스 또는 단계로 제한되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 이 용어는 다른 요소나 단계를 배제하지 않는다. 이 용어는 참조되는 나열된 기능, 요소, 단계 또는 구성요소의 존재를 지정하는 것으로 해석되어야 하지만 하나 이상의 다른 기능, 요소, 단계 또는 구성요소 또는 이들의 그룹의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 따라서, "리소스 A와 B를 포함하는 설계"라는 표현의 범위는 A와 B로만 구성된 설계로 제한되어서는 안 된다. 의도는 본 발명과 관련하여 설계의 구성요소 A와 B만 요약되어 있으며, 결론은 이들 구성요소가 이러한 구성요소의 균등물도 포함하고 있는 것으로 추가로 해석되어야 한다.

도 1은 압축 가스용 건조기(1)를 구비한 압축기 설비를 포함하는 공지된 설계를 도시한다. 건조기(1)는 건조 영역(2) 및 재생 영역(3)을 갖는 압력 용기, 재생 가능한 건조제가 구비된 압력 용기 내의 회전 가능한 드럼(4), 건조제가 건조 영역 및 재생 영역을 통해 연속적으로 안내되도록 상기 드럼을 회전시키는 구동 수단, 압력 용기의 건조 영역의 유입구 측에 연결되고 건조될 압축 가스의 수송을 위해 제공되는 유입구(5), 및 압력 용기의 건조 영역의 유출구 측에 연결되고 건조된 압축 가스의 배출을 위해 제공되는 유출구(6)를 포함한다. 건조될 입력 가스는 제1 압축 스테이지(51) 및 제2 압축 스테이지(52) 및 인터쿨러(IC)(53)를 포함할 수 있는 압축기(50)에 의해 전달된다. 공급 라인은 먼저 열교환기(HE) 및 냉각 요소[애프터쿨러(AC)]를 따라 압축 가스를 통과시킨다. 건조기의 유출구(6)에는 건조된 압축 가스의 부분 스트림을 분기하도록 장착된 연결 라인(7)이 제공된다. 이 부분 스트림은 압축에 의해 공급 스트림에 존재하는 열을 이용하여 가열하는 열교환기(HE)를 통해 안내된 다음 재생 영역(3)으로 추가로 안내된다. 재생 후, 부분 스트림은 건조될 압축 가스의 공급 스트림과 다시 합류된다. 이는 응축 분리기[재생 냉각기(RC)]와 벤츄리 이젝터(8)를 구비한 냉각 요소를 통해 발생한다.

도 2는 압축 가스용 건조기(10)를 구비한 압축기 설비(50)를 포함하는 본 발명에 따른 장치의 제1 설계를 도시한다. 건조기(10)는 건조 영역(12)과 재생 영역(13)이 형성되는 회전 대칭부를 포함하는 압력 용기(11), 회전 대칭부 내에 설치되고 재생 가능한 건조제가 구비된 드럼(14), 전술한 회전 대칭부 내의 드럼을 회전시켜, 즉 회전 대칭부 내의 드럼(14)을 회전시키거나 회전 대칭부를 고정 드럼(14)을 중심으로 회전시켜, 건조제가 건조 영역과 재생 영역을 연이어 통과해 이동하도록 하는 구동 수단을 포함한다. 회전 대칭부는 바람직하게는 원통형이지만, 이것이 필수적인 것은 아니며, 다른 형태의 회전 대칭부도 가능하다. 건조기는 또한 압력 용기(11)의 건조 영역의 유입구 측에 연결되고 건조될 압축 가스의 공급을 위해 제공된 유입구(15), 및 건조된 압축 가스의 배출을 위해 압력 용기(11)의 건조 영역의 유출구 측에 연결된 유출구(16)를 포함한다. 건조될 입력 가스는 제1 압축 스테이지(51) 및 제2 압축 스테이지(52) 및 인터쿨러(IC)(53)를 포함할 수 있는 압축기(50)에 의해 전달된다. 공급 라인은 먼저 열교환기(HE)(54) 및 냉각 요소[애프터쿨러(AC)](55)를 따라 압축 가스를 통과시킨다. 건조기의 유출구(6)에는 건조된 압축 가스의 부분 스트림을 분기하도록 구비된 연결 라인(17)이 제공된다. 이 부분 스트림은 압축에 의해 공급 스트림에 존재하는 열을 이용하여 가열하는 열교환기(54)를 통해 안내된 다음 재생 영역(13)으로 추가로 안내된다. 재생 후, 부분 스트림은 건조될 압축 가스의 공급 스트림과 다시 합류된다. 이는 응축 분리기[재생 냉각기(RC)](56) 및 벤츄리 이젝터(58)를 구비한 냉각 요소, 또는 예를 들어 송풍기와 같이 압력 차이를 생성하고 재생을 위한 부분 스트림을 유지하는 다른 수단을 통해 발생한다.

건조 영역의 유출구 측은 디바이더(18)를 사용하여 건조된 압축 가스의 유출구(16)가 연결된 제1 유출구 영역(21)과 제1 연결 라인(17)이 연결된 제2 유출구 영역(22)으로 세분된다. 이 디바이더(18)는 압력 용기(11)의 공간 내에 위치되고, 드럼(14)으로부터 배출되는 위치(도면에서 드럼의 상부 측을 의미함)에서 건조된 가스의 스트림을 분리한다. 도 2에 따른 설계에서, 드럼의 회전 방향에서 볼 때 제1 유출구 영역(21)은 제2 유출구 영역(22) 뒤에 위치되지만 이는 반대 방향으로도 가능하다. 디바이더(18)는 예를 들어 반경 방향으로 연장되고 압력 용기의 상부 부분에 형성되는 벽 또는 리브(rib), 또는 제공된 위치 결정 장치에 장착된 이동식 벽, 또는 예를 들어 추가로 설명되는 열교환기와 같이, 드럼(14)의 상부에 배치되는 별도의 요소의 일부로서 설계될 수 있다.

도 3a-도 3c는 최신 기술에 따른 건조기(도 3a)와 본 발명에 따른 일부 건조기(도 3b-도 3c)의 비교를 예시한다. 도 3a의 공지된 건조기의 경우, 재생을 위한 부분 스트림이 유출구 라인(6)으로부터 분기된다.

도 3b에 따른 설계에서, 건조기는 재생 영역(13), 회전 방향으로 재생 영역(13)을 따르는 냉각 영역(19) 및 회전 방향으로 제2 유출구 영역(22)을 따르고 제1 유출구 영역(21)을 가지는 건조 영역으로 분할된다. 점선(18)은 건조 영역을 분할하는 디바이더를 나타낸다. 제2 유출구 영역(22)으로 흐르는 부분 스트림은 유출구(6)와 분리된 연결 라인(17) 및 가열 장치(24)[예를 들어, 열교환기(54)]를 통해 재생 영역(13)으로 유도된다. 연결 라인(17) 및 가열 장치(24)는 여기 다른 곳에서 설명된 바와 같이 압력 용기의 공간 내에 제공될 수 있다. 제1 유출구 영역(21)에서 배출된 가스의 부분 스트림은 건조기의 유출구(16)로 이송된다. 냉각 영역(19)은 건조 영역의 인접 부분으로부터 더 작은 부분 스트림에 의해 공급된다. 이는 전문가에게 알려져 있으며 여기에서 더 이상 설명하지 않는다.

도 3b에 따른 설계에서, 재생 영역(13) 및 제2 유출구 영역(22)은 거의 90°의 섹터 범위를 갖는다. 냉각 영역(19)은 훨씬 더 작은 섹터에 걸쳐 연장되고 나머지는 제1 유출구 영역(21)에 의해 형성되고, 따라서 제2 유출구 영역보다 더 큰 섹터에 걸쳐 연장된다. 이들 영역의 범위는 또한 여기 다른 곳에서 설명된 바와 같이 더 크거나 작을 수 있다.

도 3c에 따른 설계는 도 3b의 설계와 동일하다. 한 가지 차이점은 제1 및 제2 유출구 영역이 반전되어 유출구(16)에 연결된 제1 유출구 영역(31)이 연결 라인(27)과 연결된 드럼의 회전 방향으로 제2 유출구 영역(32) 앞에 위치된다는 것이다.

도 4는 압축 가스용 건조기(20)를 구비한 압축기 설비(50)를 포함하는 본 발명에 따른 설비의 제2 설계를 예시한다. 건조기(20)는 건조 영역(12)과 재생 영역(13)이 형성되는 대칭 회전부를 포함하는 압력 용기(11), 대칭 회전부 내에 설치되고 재생 가능한 건조제가 구비된 드럼(15), 전술한 회전 대칭부 내의 드럼을 회전시켜, 건조제가 건조 영역과 재생 영역을 연이어 통과해 이동되도록 하는 구동 수단을 포함한다. 회전 대칭부는 바람직하게는 원통형이지만, 이것이 필수적인 것은 아니며, 다른 형태의 회전 대칭부도 가능하다. 건조기는 또한 압력 용기(11)의 건조 영역의 유입구 측에 연결되고 건조될 압축 가스의 공급을 위해 제공된 유입구(15), 및 건조된 압축 가스의 배출을 위해 압력 용기(11)의 건조 영역의 유출구 측에 연결된 유출구(16)를 포함한다. 건조될 입력 가스는 제1 압축 스테이지(51) 및 제2 압축 스테이지(52) 및 인터쿨러(IC)(53)를 포함할 수 있는 압축기(50)에 의해 전달된다. 공급 라인은 먼저 열교환기(HE)(54) 및 냉각 요소(57)를 따라 압축 가스를 통과시킨다. 건조기의 유출구(6)에는 건조된 압축 가스의 부분 스트림을 분기하도록 구비된 연결 라인(17)이 제공된다. 이 부분 스트림은 압축에 의해 공급 스트림에 존재하는 열을 이용하여 가열하는 열교환기(54)를 통해 안내된 다음 재생 영역(13)으로 추가로 안내된다. 재생 후, 부분 스트림은 건조될 압축 가스의 공급 스트림과 다시 합류된다. 이는 벤츄리 이젝터(58) 또는 예를 들어 송풍기와 같이 압력 차이를 생성하고 재생을 위한 부분 스트림을 유지하는 다른 수단을 통해 발생한다.

도 4에 따른 설계에서, 건조될 압축 가스의 주요 스트림과 재생에 사용되는 부분 스트림의 결합은 냉각 전에 발생한다. 따라서, 냉각은 벤츄리 이젝터(58)와 압력 용기(11)의 유입구(15) 사이에 위치된 냉각 요소(57)[프로세스 냉각기(PC)]의 2개 스트림 모두에서 서로 발생할 수 있다. 이 냉각 요소(57)에는 바람직하게는 응축 분리기가 구비된다. 다른 설계에서, 이 냉각 요소(57)는 또한 압력 용기 내에, 보다 정확하게는 유입구(15)와 건조 영역(12)의 유입구 측 사이의 바닥에 통합될 수 있다.

도 2에서와 같이, 도 4에 따른 설계에서, 건조 영역의 유출구 측은 디바이더(18)를 사용하여 건조된 압축 가스의 유출구(16)가 연결되는 제1 유출구 영역(21) 및 제1 연결 라인(17)이 연결되는 제2 유출구 영역(22)으로 세분된다. 도 4에 따른 설계에서, 드럼의 회전 방향에서 바라본 제1 유출구 영역(21)은 제2 유출구 영역(22) 뒤에 위치되지만, 이는 도 3에 설명된 바와 같이 반대로도 가능하다.

도 5는 압축 가스용 건조기(30)를 갖는 압축기 설비(50)를 구비한 본 발명에 따른 설비의 제2 설계를 도시한다. 건조기(30)는 건조 영역(12)과 재생 영역(13)이 형성되는 대칭 회전부를 포함하는 압력 용기(11), 대칭 회전부 내에 설치되고 재생 가능한 건조제가 구비된 드럼(14), 전술한 회전 대칭부에 대해 드럼을 회전시켜, 건조제가 건조 영역과 재생 영역을 연이어 통과해 이동되도록 하는 구동 수단을 포함한다. 회전 대칭부는 바람직하게는 원통형이지만, 이는 필수적인 것은 아니며, 다른 형태의 회전 대칭부도 가능하다. 건조기는 또한 압력 용기(11)의 건조 영역의 유입구 측에 연결되고 건조될 압축 가스의 공급을 위해 제공된 유입구(15), 및 건조된 압축 가스의 배출을 위해 압력 용기(11)의 건조 영역의 유출구 측에 연결된 유출구(16)를 포함한다. 건조될 입력 가스는 제1 압축 스테이지(51) 및 제2 압축 스테이지(52) 및 인터쿨러(IC)(53)를 포함할 수 있는 압축기(50)에 의해 전달된다.

도 5에 따른 설계에서, 공급되는 압축 가스의 스트림은 먼저 압력 용기(11)의 상부에 장착된 공급 라인(28)을 거쳐 열교환기(29)를 통해 안내된 다음 압력 용기(11)의 유입구(15)로 추가로 안내된다. 열교환기(29)는 재생을 위한 부분 스트림(27)을 가열하기 위해 제공되고, 이 설계에서 디바이더(18) 및 제1 연결 라인(27)을 형성하며, 이 제1 연결 라인은 유출구(16)로 안내되어 재생 영역(13)으로 재지향되는 건조된 압축 가스의 스트림으로부터 재생을 위한 부분 스트림을 분리한다. 따라서, 이 설계에서, 제1 연결 라인(27)과 열 교환기(29)는 압력 용기(11)에 통합된다.

도 5에 따른 설계에서, 건조 영역(12)의 분할은 도 3c에 도시된 바와 같고, 보다 구체적으로, 유출구(16)에 연결된 제1 유출구 영역(31)은 연결 라인(27)과 연결된 드럼의 회전 방향으로 제2 유출구 영역(32) 전에 위치된다. 다른 설계에서, 이는 반전될 수 있다.

재생 후, 부분 스트림은 건조될 압축 가스의 공급 스트림과 재합류된다. 이는 벤츄리 이젝터(58) 또는 예를 들어 송풍기와 같이 압력차를 생성하고 재생을 위한 부분 스트림을 유지하는 다른 수단을 통해 발생한다. 도 5에 따른 설계는 도 4의 설계와 동일하여: 건조될 압축 가스의 주요 스트림과 재생에 사용되는 부분 스트림의 결합이 냉각 전에 발생한다. 따라서, 냉각은 벤츄리 이젝터(58)와 압력 용기(11)의 유입구(15) 사이에 위치되는 바람직하게는 응축 분리기를 사용하여 냉각 요소(57)[프로세스 냉각기(PC)]의 2개 스트림 모두에 대해 상호 간에 발생할 수 있다. 다른 설계에서, 이 냉각 요소(57)는 압력 용기, 더 정확하게는 유입구(15)와 건조 영역(12)의 유입구 측 사이의 바닥에 통합될 수 있다. 이 냉각 요소(57)는 일반적으로 산업 설비 또는 냉각기와 같은 능동 설비 또는 이들의 조합에서 다른 곳에 사용될 수 있는 냉각제로서 냉각수를 사용하는 수동 설비일 수 있다. 도 2와 동일한 본 발명의 한 변형에서, 주요 스트림 및 부분 스트림은 각각 애프터쿨러(AC) 및 재생 냉각기(RC)를 사용하여 결합되기 전에 개별적으로 냉각될 수 있으며, 재생 냉각기(RC)만이 압력 용기에 통합된다.

도 6은 압축 가스용 건조기(40)를 구비한 압축기 설비(50)를 포함하는 본 발명에 따른 설비의 제4 설계를 도시한다. 건조기(40)는 건조 영역(12)과 재생 영역(13)이 형성되는 대칭 회전부를 포함하는 압력 용기(11), 대칭 회전부 내에 설치되고 재생 가능한 건조제가 구비된 드럼(14), 전술한 회전 대칭부에 대해 드럼을 회전시켜, 건조제가 건조 영역과 재생 영역을 연이어 통과해 이동되도록 하는 구동 수단을 포함한다. 회전 대칭부는 바람직하게는 원통형이지만, 이것이 필수적인 것은 아니며, 다른 형태의 회전 대칭부도 가능하다. 건조기는 또한 건조될 압축 가스의 공급을 위해 압축 용기(11)에 제공된 유입구(15), 및 건조된 압축 가스의 배출을 위해 압력 용기(11)에 제공된 유출구(16)를 포함한다. 건조될 입력 가스는 제1 압축 스테이지(51) 및 제2 압축 스테이지(52) 및 인터쿨러(IC)(53)를 포함할 수 있는 압축기(50)에 의해 전달된다.

도 6에 따른 설계에서, 공급되는 압축 가스의 스트림은 먼저 압력 용기(11)의 상부에 장착된 공급 라인(28)을 거쳐 열교환기(29)를 통해 안내된다. 열교환기(29)는 재생을 위해 부분 스트림(27)을 가열하도록 제공되고, 이 설계에서는 또한 디바이더(18) 및 제1 연결 라인(27)을 형성하며, 이 제1 연결 라인은 유출구(16)로 안내되어 재생 영역(13)으로 재지향되는 건조된 압축 가스의 스트림으로부터 재생을 위한 부분 스트림을 분리한다. 따라서, 이 설계에서, 제1 연결 라인(27)과 열교환기(29)는 압력 용기(11)에 통합된다.

도 6에 따른 설계에서, 건조 영역(12)의 분할은 도 3c에 도시된 바와 같고 더 구체적으로, 유출구(16)에 연결된 제1 유출구 영역(31)은 연결 라인(27)과 연결된 드럼의 회전 방향으로 제2 유출구 영역(32) 전에 위치된다. 다른 설계에서, 이는 반전될 수 있다.

도 6에 따른 설계에서, 건조될 압축 공기를 위한 유입구(15)는 열교환기(29)의 레벨로 위치되고 압력 용기(11) 내에서 공급되는 압축 가스의 스트림은 건조 영역의 유입구 측으로 추가로 안내된다. 이는 도면에 도시된 바와 같이 바람직하게는 드럼(14)의 중심을 통과하는 중심 라인 또는 채널(38)을 통해 발생한다. 벤츄리 이젝터(58)도 역시 이 라인(38)에 통합되어 제2 중심 라인 또는 채널(39)을 통해 재생에 사용되는 부분 스트림에서 흡입을 수행할 수 있다. 다른 설계에서, 건조될 압축 가스의 주요 스트림은 또한 드럼의 외부 맨틀(mentle)을 따라 라인 또는 채널을 통해 압력 용기 내에서 추가로 안내될 수 있고, 주요 스트림과 재생을 위한 부분 스트림과의 결합을 위한 벤츄리 이젝터는 이 라인 또는 채널에 설치될 수 있다. 드럼의 바닥에는, 도 4 및 도 5와 유사하게, 바람직하게는 압력 용기에 통합되는 결합된 스트림(주요 스트림 및 재생용 부분 스트림)의 냉각을 위한 상호 냉각 요소(57)[프로세스 냉각기(PC)]가 제공된다. 도 2와 유사한 본 발명의 하나의 변형에서, 주요 스트림 및 부분 스트림은 각각 애프터쿨러(AC) 및 재생 냉각기(RC)를 사용하여 결합되기 전에 개별적으로 냉각될 수 있으며, 재생 냉각기(RC)만이 압력 용기에 통합된다. 그런 다음, 공급 스트림과 결합된 2개 스트림이 압력 용기 외부에서 냉각된다.

도 6에 따른 설계와 같은 본 발명의 설계에서, 건조기(40)의 거의 모든 부품이 압력 용기, 보다 정확하게는 제1 연결 라인(27)을 포함하는 열교환기(29), 열교환기(29)로부터 건조 영역의 유입구 측까지의 주요 스트림용 연결부(38), 벤츄리 이젝터(58) 및 응축 분리기(60)가 있는 냉각 요소(57)로 통합된다. 이러한 방식으로, 압축 공기용 유입구(15) 및 유출구(16)가 하나만 있는 매우 컴팩트한 건조기 또는 건조 설비를 설계할 수 있다. 도 7은 이러한 유형의 통합 건조기(40)의 설계를 도시한다.

전술한 본 발명의 설계에서, 조절 가능한 장치가 공급 스트림과 재생을 위한 부분 스트림 사이의 압력차를 유지하는 데 제공될 수 있어서, 적어도 부분 스트림의 흐름이 조절될 수 있다. 이러한 유형의 조절 가능한 장치는 예를 들어, 벤츄리 이젝터(58)가 조절 가능한 개구를 갖고 건조기가 조절 가능한 개구의 작동을 위한 액추에이터를 포함하도록 설계될 수 있다. 이 액추에이터는 예를 들어, 제어 신호를 결정하기 위한 건조 공정의 하나 이상의 공정 파라미터와 그에 따라 조절 가능한 개구의 위치를 평가할 수 있는 제어 장치에 의해 설정되는 제어 신호에 의해 제어될 수 있다.

전술한 설계들은 건조 영역을 나가는 건조된 압축 공기의 일부가 분기되어 재생 영역 또는 그 일부 영역으로 재지향되는 모든 설계에 적용될 수 있다. 이는 또한 건조될 압축 공기의 완전한 공급 스트림이 먼저 재생 영역을 통과한 다음 건조 영역을 통과하여 배출되는 건조된 가스의 스트림의 일부가 분기되어 추가적인 재생을 위해 가열되는 "전체 흐름(full flow)" 설계를 포함한다.

설명된 설계에서와 같이 재생을 위해 분기된 부분 스트림의 가열을 위한 가열 장치는 압축 후 압축 가스에 본질적으로 존재하는 열을 이용하는 열교환기인 것이 바람직하다. 대안적인 설계에서, 가능하게는, 예를 들어 능동 전기 가열 또는 다른 산업 공정으로부터 열을 흡수하는 열 교환기 또는 이들의 조합과 같은 전술한 열 교환기와 조합하여 다른 가열 설비를 사용할 수도 있다.

위에 설명된 설계들의 요소들은 이 설명의 보호 범위 내에서 결합될 수 있음이 분명하다.

Claims (18)

1. 압축 가스용 건조기(10; 20; 30; 40)로서:
   건조 영역(12) 및 재생 영역(13)을 구비하는 회전 대칭부를 포함하는 압력 용기(11);
   상기 회전 대칭부에 설치되고 재생 가능한 건조제가 구비된 드럼(14);
   상기 회전 대칭부에 대해 상기 드럼을 회전시키거나 또는 그 반대의 관계로 회전시켜 상기 건조제가 상기 건조 영역 및 상기 재생 영역을 통해 연속적으로 이동되도록 하는 구동 수단;
   건조될 압축 가스의 공급을 위한 유입구(15);
   건조된 압축 가스의 배출을 위한 유출구(16); 및
   상기 건조된 압축 가스의 부분 스트림을 탭 오프하고 이 부분 스트림을 상기 재생 영역으로 안내하는 제1 연결 라인으로서, 재생을 위해 탭 오프된 상기 부분 스트림을 가열하는 가열 장치를 구비하는 것인 제1 연결 라인
   을 포함하고,
   상기 제1 연결 라인(27) 및 상기 가열 장치(29)는 상기 압력 용기 내에 위치된 것을 특징으로 하는 건조기.
2. 제1항에 있어서, 상기 가열 장치는, 재생을 위해 탭 오프된 상기 부분 스트림을 상기 건조기에 공급되는 건조될 압축 가스로 가열하도록 제공되는 열교환기(29)인 것을 특징으로 하는 건조기.
3. 제2항에 있어서, 상기 건조될 압축 가스를 상기 건조기로 공급하기 위한 상기 유입구(15)는 상기 열교환기(29)의 레벨로 위치되고, 상기 압력 용기 내에는, 상기 열교환기로부터 상기 건조 영역의 상기 유입구 측으로 상기 건조될 압축 가스를 공급하기 위한 제2 연결 라인(38)이 존재하는 것을 특징으로 하는 건조기.
4. 제3항에 있어서, 상기 제2 연결 라인에는, 재생에 사용되는 상기 부분 스트림을 상기 건조될 압축 가스의 스트림과 결합시키는 벤츄리 이젝터(58)가 제공되는 것을 특징으로 하는 건조기.
5. 제4항에 있어서, 상기 벤츄리 이젝터(58)는 조절 가능한 개구를 가지며, 상기 건조기는 상기 조절 가능한 개구의 작동을 위한 액추에이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 건조기.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 건조기는 상기 공급되는 건조될 압축 가스를 냉각하기 위한 냉각 요소를 포함하고, 상기 냉각 요소는 상기 압력 용기 내에서 상기 건조 영역의 상기 유입구 측에 위치되는 것을 특징으로 하는 건조기.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 건조 영역의 유출구 측은 디바이더(18)를 사용하여, 상기 건조된 압축 가스를 위한 유출구가 연결된 제1 유출구 영역(21, 31)과 상기 제1 연결 라인이 연결된 제2 유출구 영역(22, 32)으로 세분되는 것을 특징으로 하는 건조기.
8. 제7항에 있어서, 상기 드럼의 회전 방향에서 볼 때, 상기 제1 유출구 영역은 상기 제2 유출구 영역의 전방에 위치된 것을 특징으로 하는 건조기.
9. 제7항에 있어서, 상기 드럼의 회전 방향에서 볼 때, 상기 제1 유출구 영역은 상기 제2 유출구 영역 다음에 위치된 것을 특징으로 하는 건조기.
10. 제7항에 있어서, 상기 건조기는 상기 건조 영역의 상기 유출구 영역에 상기 제1 유출구 영역, 상기 제2 유출구 영역 및/또는 상기 디바이더를 배치하기 위한 위치 결정 요소를 포함하는 것을 특징으로 하는 건조기.
11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 회전 대칭부는 상기 드럼을 냉각하는 냉각 영역(19)을 더 포함하고, 상기 드럼의 회전 방향에서 볼 때 상기 냉각 영역은 상기 재생 영역(13) 뒤와 상기 건조 영역(12) 앞에 위치된 것을 특징으로 하는 건조기.
12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 건조기는 제1 냉각제를 사용하여 상기 건조 영역으로 보내진 상기 건조될 가스를 냉각하기 위한 냉각 요소(57)를 더 포함하고, 상기 냉각 요소(57)는 제1 냉각제로 상기 건조될 가스를 냉각하도록 제공된 제1 냉각 회로, 및 상기 제1 냉각제보다 낮은 온도의 제2 냉각제로 상기 건조될 가스를 추가로 냉각하도록 상기 제1 냉각 회로의 하류에 제공된 제2 냉각 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 건조기.
13. 제12항에 있어서, 상기 냉각 요소의 상기 제1 냉각제 및 상기 제2 냉각제는 동일한 냉각제이고, 상기 건조기는 상기 제2 냉각 회로 이전에 상기 제2 냉각제를 냉각하기 위한 추가적인 제2 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 건조기.
14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 건조기는, 상기 건조될 가스로부터 액적을 제거하도록 상기 건조 영역의 상기 유입구 측에 설치된 디미스터(demister)를 포함하고, 상기 압력 용기는 상기 디미스터의 위치에서 상기 압력 용기의 벽에 메인터넌스 해치를 포함하는 것을 특징으로 하는 건조기.
15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 대칭 회전부에 대해 상기 드럼을 회전시키기 위한 동력원은 시작/정지 스위치를 구비한 모터를 포함하는 것을 특징으로 하는 건조기.
16. 제15항에 있어서, 상기 시작/정지 스위치는, 상기 모터가 상기 모터의 최대 회전 속도와 정지 상태 사이에서 스위칭될 수 있도록, 상기 모터를 온/오프 스위칭하기 위해 제공된 것을 특징으로 하는 건조기.
17. 압축기(50) 및 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 따른 건조기(10; 20; 30; 40)를 포함하는 압축기 설비.
18. 건조 영역 및 재생 영역을 둘러싸는 대칭 회전부를 구비하는 압력 용기 및 상기 대칭 회전부 내에 설치되고 재생 가능한 건조제가 제공된 드럼을 포함하는 건조기를 사용하여 압축 가스를 건조하는 방법으로서:
    상기 건조제가 상기 건조 영역과 상기 재생 영역을 연이어 통과해 이동되도록, 구동 수단을 사용하여 상기 회전 대칭부에 대해 상기 드럼을 회전시키거나 또는 그 반대의 관계로 회전시키는 단계;
    상기 건조될 압축 가스를 유입구를 통해 상기 압력 용기의 상기 건조 영역의 유입구 측으로 공급하는 단계;
    건조된 압축 가스를 상기 압력 용기의 유출구 측으로부터 유출구를 통해 배출하는 단계; 및
    상기 건조된 압축 가스의 부분 스트림을 탭 오프하고 이 부분 스트림을 제1 연결 라인을 통해 상기 재생 영역으로 안내하는 단계로서, 상기 제1 연결 라인은 재생을 위해 탭 오프된 상기 부분 스트림을 가열하는 가열 장치를 구비하는 것인 단계
    를 포함하고,
    상기 제1 연결 라인과 상기 가열 장치는 상기 압력 용기 내에 위치되어, 재생을 위한 상기 부분 스트림의 가열이 상기 압력 용기 내에서 일어나는 것을 특징으로 하는 방법.

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