KR20220083209A - Apparatus for removing moisture in lubricating oil using nitrogen purging system - Google Patents

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KR20220083209A
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Abstract

본 발명은 질소 퍼징 시스템을 이용한 윤활유의 수분 제거 장치에 관한 것으로, 압축 공기를 공급 받아 압축 공기의 압력을 조절하는 레귤레이터; 상기 레귤레이터를 통과한 압축 공기를 공급 받아 상기 압축 공기의 불순물 입자와 수분을 제거하는 프리 필터; 및 상기 프리 필터를 통과한 압축 공기를 공급 받아 산소와 수분을 제거하여 건조 질소를 배출하는 질소 발생기를 포함한다. 상기 질소 발생기로부터 배출된 건조 질소가 기어 박스의 내부 공간으로 유입되어 수분과 함께 외부로 배출된다.The present invention relates to an apparatus for removing moisture from lubricating oil using a nitrogen purging system, comprising: a regulator receiving compressed air to control the pressure of the compressed air; a pre-filter that receives the compressed air that has passed through the regulator and removes impurities and moisture from the compressed air; and a nitrogen generator that receives the compressed air that has passed through the pre-filter, removes oxygen and moisture, and discharges dry nitrogen. Dry nitrogen discharged from the nitrogen generator is introduced into the inner space of the gearbox and discharged to the outside together with moisture.

Description

질소 퍼징 시스템을 이용한 윤활유의 수분 제거 장치{APPARATUS FOR REMOVING MOISTURE IN LUBRICATING OIL USING NITROGEN PURGING SYSTEM}Moisture removal device of lubricating oil using nitrogen purging system

본 발명은 질소 퍼징 시스템에 관한 것으로 특히, 질소 퍼징 시스템을 이용하여 기어 박스 또는 밀폐된 저장소(reservoir) 내에 저장된 윤활유의 수분을 제거하는 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a nitrogen purging system, and more particularly, to a device for removing moisture from a lubricating oil stored in a gearbox or a sealed reservoir using the nitrogen purging system.

설비 시스템에 기계의 마찰을 줄이고 마찰열을 줄이기 위하여, 윤활유, 방청유와 같은 오일이 사용되고 있다. 오일 저장소나 기어 박스의 수분 오염은 오일막(윤활막) 파괴, 부식 등을 초래하여 오일 수명과 설비의 신뢰성을 저하시킨다. In order to reduce friction between machines and reduce frictional heat in equipment systems, oils such as lubricating oil and rust preventive oil are used. Moisture contamination of oil reservoirs or gearboxes causes oil film (lubricating film) destruction and corrosion, thereby reducing oil lifespan and equipment reliability.

설비 시스템에 유입되는 불순물 입자와 수분을 줄이는 브리더(Breather)가 오일 저장소에 설치될 수 있으나, 설비 가동 중지 없이 오일 저장소 또는 기어 박스 내의 수분을 제거하는 장치가 없다.A breather may be installed in the oil reservoir to reduce the impurity particles and moisture entering the plant system, but there is no device to remove moisture from the oil reservoir or gearbox without shutting down the plant.

본 발명은 전술한 필요성 및/또는 문제점을 해결하는 것을 목적으로 한다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention aims to solve the above-mentioned needs and/or problems.

특히, 본 발명은 오일이 저장된 챔버(chamber) 내로 유입되는 불순물 입자와 수분을 차단하고 챔버 내의 수분을 제거하는 질소 퍼징 시스템을 제공한다.In particular, the present invention provides a nitrogen purging system that blocks impurity particles and moisture flowing into a chamber in which oil is stored and removes moisture in the chamber.

본 발명의 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems of the present invention are not limited to the problems mentioned above, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

본 발명의 일 실시예에 따른 질소 퍼징 시스템을 이용한 윤활유의 수분 제거 장치는 압축 공기를 공급 받아 압축 공기의 압력을 조절하는 레귤레이터; 상기 레귤레이터를 통과한 압축 공기를 공급 받아 상기 압축 공기의 불순물 입자와 수분을 제거하는 프리 필터; 및 상기 프리 필터를 통과한 압축 공기를 공급 받아 산소와 수분을 제거하여 건조 질소를 배출하는 질소 발생기를 포함한다. 상기 질소 발생기로부터 배출된 건조 질소가 기어 박스의 내부 공간으로 유입되어 수분과 함께 외부로 배출된다. An apparatus for removing moisture from lubricating oil using a nitrogen purging system according to an embodiment of the present invention includes: a regulator that receives compressed air and adjusts the pressure of the compressed air; a pre-filter that receives the compressed air that has passed through the regulator and removes impurities and moisture from the compressed air; and a nitrogen generator that receives the compressed air that has passed through the pre-filter, removes oxygen and moisture, and discharges dry nitrogen. Dry nitrogen discharged from the nitrogen generator is introduced into the inner space of the gearbox and discharged to the outside together with moisture.

상기 프리 필터는 상기 압축 공기가 공급되는 공기 유입구와 상기 질소 발생기 사이에 직렬 연결된 파티클 필터(Particle filter)와, 코얼레싱 필터(Coalescing filter)포함할 수 있다. The pre-filter may include a particle filter connected in series between the air inlet to which the compressed air is supplied and the nitrogen generator, and a coalescing filter.

상기 질소 발생기는 중공사막 섬유 다발이 내장되고, 수분과 산소가 배출되는 배출구(16a)가 형성된 원통형 구조체를 포함할 수 있다. 상기 중공사막 섬유 다발은 폴리술폰(Polysulfone), 폴리아마이드(Polyamide), 폴리벤지미다졸(Polybenzimidazole) 중 하나 이상의 고분자 섬유를 포함할 수 있다. 상기 질소 발생기에 공급되는 압축 공기의 유량은 20(lpm) ~ 70(lpm) 사이의 유량으로 설정될 수 있다.The nitrogen generator may include a cylindrical structure in which a hollow fiber membrane fiber bundle is built in, and an outlet 16a through which moisture and oxygen are discharged. The hollow fiber membrane fiber bundle may include one or more polymer fibers selected from among polysulfone, polyamide, and polybenzimidazole. The flow rate of the compressed air supplied to the nitrogen generator may be set to a flow rate between 20 (lpm) and 70 (lpm).

상기 질소 퍼징 시스템은 상기 건조 질소가 배치되는 상기 질소 발생기의 배출구에 연결된 제1 배관을 통해 흐르는 건조 질소의 유량을 계측하여 시각적으로 표시하는 유량계를 더 포함할 수 있다. The nitrogen purging system may further include a flow meter that measures and visually displays a flow rate of dry nitrogen flowing through a first pipe connected to an outlet of the nitrogen generator in which the dry nitrogen is disposed.

상기 질소 퍼징 시스템은 상기 레귤레이터, 상기 프리 필터, 상기 질소 발생기, 및 상기 유량계가 고정된 프레임을 더 포함할 수 있다. 상기 프레임의 하단에 직각으로 베이스 플레이트가 연결될 수 있다. The nitrogen purging system may further include a frame to which the regulator, the pre-filter, the nitrogen generator, and the flow meter are fixed. A base plate may be connected to the lower end of the frame at a right angle.

상기 프레임의 하단 양측 또는 상기 베이스 플레이트(31)의 양측에 바퀴 또는 캐스터가 설치될 수 있다. Wheels or casters may be installed on both sides of the lower end of the frame or on both sides of the base plate 31 .

상기 질소 퍼징 시스템은 상기 프리 필터와 상기 질소 발생기를 연결하는 제2 배관을 가열하는 히터; 상기 제2 배관의 온도를 감지하는 온도 센서; 및 상기 온도 센서의 출력에 따라 상기 히터의 전류량을 조절하는 제어부를 더 포함할 수 있다. The nitrogen purging system may include a heater for heating a second pipe connecting the pre-filter and the nitrogen generator; a temperature sensor for sensing the temperature of the second pipe; and a controller configured to adjust the amount of current of the heater according to the output of the temperature sensor.

본 발명의 다른 실시예에 따른 질소 퍼징 시스템은 압축 공기를 공급 받아 압축 공기의 압력을 조절하는 레귤레이터; 상기 레귤레이터를 통과한 압축 공기를 공급 받아 상기 압축 공기의 불순물 입자와 수분을 제거하는 프리 필터; 상기 프리 필터를 통과한 압축 공기를 공급 받아 산소와 수분을 제거하여 건조 질소를 배출하는 질소 발생기; 복수의 기어들이 회전 가능하게 설치되고 윤활유가 저장된 내부 공간을 가지며 상기 질소 발생기로부터 배출된 상기 건조 질소가 상기 내부 공간으로 공급되는 기어 박스; 및 외부로부터 유입되는 공기에서 수분, 유분 및 입자를 제거하여 상기 기어 박스에 공급하고 상기 기어 박스(210)의 내부 공간에 건조 질소가 공급될 때 상기 기어 박스를 통해 배출되는 수분을 머금은 질소를 외부로 배출하는 브리더를 포함한다. 상기 기어 박스의 공기 투입구를 통해 상기 질소 발생기로부터의 건조 질소가 상기 기어 박스의 내부 공간으로 공급되고, 상기 공기 투입구로부터 이격된 상기 기어 박스의 공기 배출구에 상기 브리더가 연결된다.A nitrogen purging system according to another embodiment of the present invention includes a regulator that receives compressed air and adjusts the pressure of the compressed air; a pre-filter that receives the compressed air that has passed through the regulator and removes impurities and moisture from the compressed air; a nitrogen generator that receives compressed air that has passed through the pre-filter, removes oxygen and moisture, and discharges dry nitrogen; a gear box in which a plurality of gears are rotatably installed and having an internal space in which lubricating oil is stored, and the dry nitrogen discharged from the nitrogen generator is supplied to the internal space; and nitrogen containing moisture discharged through the gear box when dry nitrogen is supplied to the internal space of the gear box 210 by removing moisture, oil and particles from the air introduced from the outside and supplying it to the gear box. Includes a breather that discharges to Dry nitrogen from the nitrogen generator is supplied to the internal space of the gear box through an air inlet of the gear box, and the breather is connected to an air outlet of the gear box spaced apart from the air inlet.

상기 브리더는 상기 외부로부터 유입된 공기에서 입자를 제거하는 입자 필터 모듈, 상기 외부로부터 유입된 공기의 수분을 제거하는 수분 필터 모듈, 상기 기어 박스(210)의 내부 공간을 통해 외부로 배출되는 질소에서 유분을 제거하는 오일 미스트 모듈, 및 상기 챔버 내로 건조 질소가 공급될 때 상승하는 압력에 의해 개방되는 체크 밸브를 포함한다.The breather is a particle filter module for removing particles from the air introduced from the outside, a moisture filter module for removing moisture from the air introduced from the outside, and from nitrogen discharged to the outside through the internal space of the gear box 210 It includes an oil mist module for removing oil, and a check valve opened by a pressure rising when dry nitrogen is supplied into the chamber.

상기 모듈들이 교체 가능하게 연결된다. 상기 기어 박스의 내부 공간을 통과한 질소가 상기 오일 미스트 모듈을 경유하여 상기 브리더의 체크 밸브를 통해 상기 외부로 배출된다.The modules are interchangeably connected. Nitrogen passing through the inner space of the gear box is discharged to the outside through the check valve of the breather via the oil mist module.

본 발명의 실시예에 따른 오일의 수분 제거 장치는 압축 공기를 공급 받아 압축 공기의 압력을 조절하는 레귤레이터; 레귤레이터를 통과한 압축 공기를 공급 받아 상기 압축 공기의 불순물 입자와 수분을 제거하는 프리 필터; 상기 프리 필터를 통과한 압축 공기를 공급 받아 산소와 수분을 제거하여 건조 질소를 배출하는 질소 발생기; 오일이 저장된 내부 공간을 가지며, 상기 질소 배출기로부터 배출된 상기 건조 질소가 공급되는 오일 저장소; 및 외부로부터 유입되는 공기에서 수분, 유분 및 입자를 제거하여 상기 오일 저장소에 공급하고 상기 오일 저장소의 내부 공간에 건조 질소가 공급될 때 상기 오일 저장소를 통해 배출되는 수분을 머금은 질소에서 유분을 제거하여 외부로 배출하는 브리더를 포함한다. The oil moisture removal device according to an embodiment of the present invention includes a regulator that receives compressed air and adjusts the pressure of the compressed air; a pre-filter that receives the compressed air that has passed through the regulator and removes impurities and moisture from the compressed air; a nitrogen generator that receives compressed air that has passed through the pre-filter, removes oxygen and moisture, and discharges dry nitrogen; an oil reservoir having an internal space in which oil is stored, and to which the dry nitrogen discharged from the nitrogen discharger is supplied; and removing moisture, oil, and particles from the air introduced from the outside, supplying it to the oil reservoir, and removing oil from nitrogen containing moisture discharged through the oil reservoir when dry nitrogen is supplied to the internal space of the oil reservoir. Includes a breather that discharges to the outside.

상기 오일 저장소의 공기 투입구를 통해 상기 질소 발생기(16)로부터의 건조 질소가 상기 오일 저장소의 내부 공간으로 공급되고, 상기 공기 투입구로부터 이격된 상기 오일 저장소의 공기 배출구에 상기 브리더의 퍼징 가스 유입구가 연결된다.Dry nitrogen from the nitrogen generator 16 is supplied to the internal space of the oil reservoir through the air inlet of the oil reservoir, and the purge gas inlet of the breather is connected to the air outlet of the oil reservoir spaced apart from the air inlet do.

본 발명의 질소 퍼징 시스템을 이용한 윤활유의 수분 제거 장치는 기어 박스오일 저장소에 건조 질소를 공급하여 기어에 의해 비산되는 고점도 오일에 혼입된 수분과 불순물 입자를 질소 퍼징을 통해 제거함으로써 기어 박스오일 저장소의 수증기와 결로를 제거할 수 있다. The device for removing moisture from lubricating oil using the nitrogen purging system of the present invention supplies dry nitrogen to the gearbox oil reservoir to remove moisture and impurity particles mixed in the high-viscosity oil scattered by the gear through nitrogen purging. Water vapor and condensation can be removed.

본 발명의 수분 제거 장치는 기어 박스나 오일 저장소를 질소 퍼징하여 기어 박스나 오일 저장소에 연결된 설비로 유입되는 외부 오염물과 수분을 차단함으로써 설비의 성능 저하를 방지할 수 있다. The moisture removal device of the present invention can prevent deterioration of the performance of the equipment by purging the gearbox or the oil reservoir with nitrogen to block external contaminants and moisture flowing into the equipment connected to the gearbox or the oil reservoir.

본 발명의 수분 제거 장치는 공정용 질소(Instrument Air) 없이 일반적인 압축 공기(Utility Air)로 지속적인 질소 퍼징을 가능하게 하여 설비 가동 중에 기어 박스나 오일 저장소를 질소 퍼징할 수 있다. 본 발명은 일반적인 압축 공기로부터 건조 질소를 추출하여 질소 퍼징을 실시하기 때문에 안전상 더 유리할 뿐 아니라 별도의 추가 설비가 필요 없으므로 경제적인 질소 퍼징 시스템을 구현할 수 있다. The water removal device of the present invention enables continuous nitrogen purging with general compressed air (Utility Air) without process nitrogen (Instrument Air), so that a gearbox or an oil reservoir can be purged with nitrogen during equipment operation. Since the present invention extracts dry nitrogen from general compressed air and performs nitrogen purging, it is more advantageous in terms of safety, and an economical nitrogen purging system can be implemented because there is no need for additional equipment.

본 발명의 수분 제거 장치는 회전체가 없고 고장 요소가 최소화되어 반 영구적인 수명을 구현할 수 있다. 본 발명의 질소 퍼징 시스템에서 프리 필터만 교체가 필요한 소모품이기 때문에 유지 관리 비용이 저렴하다. The water removal device of the present invention can implement a semi-permanent lifespan because there is no rotating body and a failure factor is minimized. In the nitrogen purging system of the present invention, since only the pre-filter is a consumable item requiring replacement, the maintenance cost is low.

본 발명의 수분 제거 장치는 브리더(Breather)와 연계될 때 브리더 건조제의 수명을 연장할 수 있다. The moisture removal device of the present invention can extend the life of the breather desiccant when it is associated with a breather.

본 발명의 수분 제거 장치는 쿨링 타워 기어 박스(Cooling Tower Gearbox), EHC(Electrohydraulic control) 시스템 리저버(Reservoir), 각종 유압 시스템 탱크, 퍼지 미스트(purge mist) 설비 대체, 윤활 탱크, 펌프, 감속기 등 다양한 설비에서 수분(수증기)과 용해 가스를 제거하고, 결로를 방지할 수 있다. Water removal device of the present invention is a cooling tower gearbox (Cooling Tower Gearbox), EHC (Electrohydraulic control) system reservoir (Reservoir), various hydraulic system tank, purge mist facility replacement, lubrication tank, pump, reducer, etc. Moisture (water vapor) and dissolved gas can be removed from the facility, and condensation can be prevented.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.Effects of the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description of the claims.

도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 질소 퍼징 시스템을 보여 주는 도면들이다.
도 3은 질소 퍼징 시스템에서 프리 필터의 다른 예를 보여 주는 도면이다.
도 4 내지 도 6은 질소 발생기를 통과하는 공기와 수분의 경로를 보여 주는 도면들이다.
도 7a는 본 발명의 질소 퍼징 시스템이 고정식으로 구현된 예를 보여 주는 도면이다.
도 7b는 본 발명의 질소 퍼징 시스템이 이동식으로 구현된 예를 보여 주는 도면이다.
도 8은 본 발명의 질소 퍼징 시스템이 기어 박스에 연결된 예를 보여 주는 도면이다.
도 9는 본 발명의 질소 퍼징 시스템이 오일 저장소에 연결된 예를 보여 주는 도면이다.
도 10은 브리더의 구조를 개략적으로 보여 주는 도면이다.
도 11 내지 도 13은 본 발명의 질소 퍼징 시스템의 테스트 결과를 보여 주는 도면들이다.1 and 2 are views showing a nitrogen purging system according to an embodiment of the present invention.
3 is a view showing another example of a pre-filter in the nitrogen purging system.
4 to 6 are views showing paths of air and moisture passing through the nitrogen generator.
7A is a view showing an example in which the nitrogen purging system of the present invention is fixedly implemented.
7b is a view showing an example in which the nitrogen purging system of the present invention is implemented in a movable manner.
8 is a view showing an example in which the nitrogen purging system of the present invention is connected to a gear box.
9 is a view showing an example in which the nitrogen purging system of the present invention is connected to an oil reservoir.
10 is a diagram schematically showing the structure of a breather.
11 to 13 are views showing test results of the nitrogen purging system of the present invention.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. Advantages and features of the present invention and methods of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described below in detail in conjunction with the accompanying drawings. The present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in various different forms, only the embodiments allow the disclosure of the present invention to be complete, and those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains It is provided to fully understand the scope of the invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims.

본 발명의 실시예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명은 도면에 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 실질적으로 동일 구성 요소를 지칭한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. The shape, size, ratio, angle, number, etc. disclosed in the drawings for explaining the embodiment of the present invention are exemplary, and therefore the present invention is not limited to the matters shown in the drawings. Like reference numerals refer to substantially identical elements throughout. In addition, in describing the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known technology may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

본 명세서 상에서 언급된 "구비한다", "포함한다", "갖는다", "이루어진다" 등이 사용되는 경우 ' ~ 만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수로 해석될 수 있다. When "includes", "includes", "having", "consisting of", etc. mentioned in this specification are used, other parts may be added unless 'only' is used. When a component is expressed in the singular, it may be interpreted as the plural unless otherwise explicitly stated.

구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.In interpreting the components, it is construed as including an error range even if there is no separate explicit description.

위치 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, "~ 상에", "~ 상부에", "~ 하부에", "~ 옆에" 등으로 두 구성요소들 간에 위치 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 그 구성요소들 사이에 하나 이상의 다른 구성 요소가 개재될 수 있다. In the case of a description of the positional relationship, for example, when the positional relationship between two components is described as "on", "on top", "under One or more other elements may be interposed between those elements in which 'directly' or 'directly' are not used.

구성 요소들 간의 연결 관계에서, '~연결(또는 결합)"되었다는 것은 "직접적으로 연결"되어 있는 경우 뿐만 아니라, 그 중간에 다른 구성 요소를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 해석될 수 있다. In the connection relationship between components, “connected (or combined)” can be interpreted not only when “directly connected” but also “indirectly connected” with another component in between. can

구성 요소들을 구분하기 위하여 제1, 제2 등이 사용될 수 있으나, 이 구성 요소들은 구성 요소 앞에 붙은 서수나 구성 요소 명칭으로 그 기능이나 구조가 제한되지 않는다. 1st, 2nd, etc. may be used to distinguish the components, but the functions or structures of these components are not limited to the ordinal number or component name attached to the front of the component.

이하의 실시예들은 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하며, 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하다. 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시 가능할 수도 있다.The following embodiments can be partially or wholly combined or combined with each other, and technically various interlocking and driving are possible. Each of the embodiments may be implemented independently of each other or may be implemented together in a related relationship.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시예들을 상세히 설명한다. Hereinafter, various embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 질소 퍼징 시스템을 개략적으로 보여 주는 공압 회로도이다. 도 2는 도 1에 도시된 질소 퍼징 시스템이 프레임 상에 조립된 예를 보여 주는 평면도이다. 1 is a pneumatic circuit diagram schematically showing a nitrogen purging system according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a plan view showing an example in which the nitrogen purging system shown in FIG. 1 is assembled on a frame.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 질소 퍼징 시스템(100)은 압축 공기를 공급 받아 압축 공기에서 이물질, 수분, 산소 등을 제거하고 고순도의 건조 질소를 추출하여 건조 질소를 밀폐된 챔버에 공급한다. 질소 퍼징 시스템(100)으로부터 공급되는 건조 질소에 의해 챔버 내에서 수분, 용해 가스 등이 제거될 수 있다. 1 and 2, the nitrogen purging system 100 according to an embodiment of the present invention receives compressed air, removes foreign substances, moisture, oxygen, etc. from the compressed air, and extracts high-purity dry nitrogen to produce dry nitrogen supplied to a closed chamber. Moisture, dissolved gas, and the like may be removed from the chamber by dry nitrogen supplied from the nitrogen purging system 100 .

질소 퍼징 시스템(100)은 공기 유입구(inlet)(10)와 토출구(outlet)(20) 사이에 직렬로 연결된 레귤레이터(regulaor)(12), 프리 필터(14), 질소 발생기(nitrogen generator)(16), 유량계(flow meter)(18), 및 질소 발생기(16)를 통과하는 건조 질소가 공급되는 챔버를 포함한다. The nitrogen purging system 100 includes a regulator 12 connected in series between an air inlet 10 and an outlet 20, a pre-filter 14, and a nitrogen generator 16 ), a flow meter 18 , and a chamber supplied with dry nitrogen passing through a nitrogen generator 16 .

챔버는 밀폐된 저장 용기(또는 탱크), 밀폐된 기어 박스 등일 수 있다. 챔버 내에 윤활유, 방청유, 방청제가 첨가된 윤활유 등의 오일이 저장될 수 있다.The chamber may be a sealed storage vessel (or tank), a sealed gearbox, or the like. Oil, such as lubricating oil, rust preventive oil, lubricating oil to which a rust preventive agent is added, may be stored in the chamber.

압축 공기가 공기 유입구(10)를 통해 레귤레이터(12)에 공급된다. 여기서, 압축공기는 Instrument Air 공급 없이 Utility Air로 사용될 수 있다. Compressed air is supplied to the regulator 12 through an air inlet 10 . Here, compressed air can be used as Utility Air without supplying Instrument Air.

레귤레이터(12)는 압축 공기의 압력을 일정하게 조절한다. 레귤레이터(12)를 통해 필터(14)에 제공되는 공기의 압력을 조절하여 챔버에 공급되는 공기의 질소 농도를 최적화할 수 있다. The regulator 12 constantly adjusts the pressure of the compressed air. The nitrogen concentration of the air supplied to the chamber may be optimized by adjusting the pressure of the air supplied to the filter 14 through the regulator 12 .

프리 필터(14)는 압축 공기의 불순물 입자와 액적 수분을 제거하여 질소 발생기(16)에 공급되는 공기의 순도를 높인다. 프리 필터(14)는 도 2에 도시된 바와 같이 직렬로 연결된 파티클 필터(Particle filter)(141), 코얼레싱 필터(Coalescing filter)(142) 등을 포함할 수 있다. 프리 필터들 각각은 응축수 토출구(condensate out)을 통해 불순물 입자와 수분을 외부로 배출할 수 있다.The pre-filter 14 removes impurity particles and droplet moisture of the compressed air to increase the purity of the air supplied to the nitrogen generator 16 . The pre-filter 14 may include a particle filter 141 and a coalescing filter 142 connected in series as shown in FIG. 2 . Each of the pre-filters may discharge impurity particles and moisture to the outside through a condensate out.

파티클 필터(141)는 메쉬(mesh)를 이용하여 고형의 불순물 입자를 제거한다. 코얼레싱 필터(142)는 미세한 유분과 수증기를 차단막과 충돌시켜 그 입자의 크기를 크고 무겁게 하여 밀도와 관성의 특성으로 제거하여 정제된 공기만 통과시킨다. 코얼레싱 필터(142)와 질소 발생기(16) 사이에 도 3에 도시된 바와 같이 탄소 흡착기(carbon absorber)(143)가 배치될 수 있으나 생략 가능하다. The particle filter 141 removes solid impurity particles using a mesh. The coalescing filter 142 causes fine oil and water vapor to collide with the blocking film to increase the size of the particles and remove them due to the density and inertia characteristics, thereby allowing only purified air to pass therethrough. As shown in FIG. 3 between the coalescing filter 142 and the nitrogen generator 16, a carbon absorber 143 may be disposed, but may be omitted.

질소 발생기(16)는 프리 필터(14)를 통과한 압축 공기를 공급 받아 산소와 수분을 제거하여 건조 가스를 통과시킨다. 질소 발생기(16)는 압축 공기가 중공사막(Hollow Fiber　Membrane) 섬유(도 3 및 도 4의 17)를 통과할 때 투과 속도의 차이로 인하여 질소를 추출하여 고순도의 건조 질소를 배출한다. 중공사막은 폴리술폰(Polysulfone), 폴리아마이드(Polyamide), 폴리벤지미다졸(Polybenzimidazole) 중 하나 이상의 고분자 섬유 다발로 구성될 수 있다. 도 3에서 원 안의 사진은 질소 발생기(16)의 일부를 절개하여 내부의 중공사막 섬유 다발(17)을 보여 준다. The nitrogen generator 16 receives the compressed air that has passed through the pre-filter 14, removes oxygen and moisture, and passes the dry gas. The nitrogen generator 16 extracts nitrogen due to the difference in permeation rate when compressed air passes through the hollow fiber membrane fibers (17 of FIGS. 3 and 4) to discharge high-purity dry nitrogen. The hollow fiber membrane may be composed of one or more polymer fiber bundles of polysulfone, polyamide, and polybenzimidazole. The picture inside the circle in FIG. 3 shows the hollow fiber membrane fiber bundle 17 inside by cutting a part of the nitrogen generator 16 .

질소 발생기(16)는 중공사막 섬유 다발(17)이 내장된 원통형 구조체로 제작될 수 있다. 원통형 구조체의 일단에는 중공사막 섬유벽을 투과하는 수분과 산소가 배출되는 배출구(16a)가 형성될 수 있다. The nitrogen generator 16 may be manufactured as a cylindrical structure in which the hollow fiber membrane fiber bundle 17 is embedded. At one end of the cylindrical structure, an outlet 16a through which moisture and oxygen passing through the hollow fiber membrane fiber wall are discharged may be formed.

압축 공기가 질소 발생기(16)의 중공사막 섬유를 통과할 때 헬륨, 수소, 수증기 등은 쉽게 투과하는 반면 질소는 느리게 투과한다. 이러한 기체의 용해, 확산 속도의 차이를 이용하여 압축 공기로부터 건조 질소를 추출할 수 있다. 질소 발생기(16)의 일단에 공급된 압축 공기에서 수분과 산소는 도 3 및 4에 도시된 바와 같이 중공사막의 두께 방향(y)으로 중공사막의 섬유벽을 투과하고, 질소는 중공사막의 길이 방향(x)을 따라 중공사막을 통과하여 건조한 질소(dry N2)가 질소 발생기(16)의 타단을 통해 배출된다. 중공사막의 섬유벽을 투과한 산소와 수분은 질소 발생기(16)의 중공사막을 통과한 공기중 일부(purge air)는 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 중공사막 섬유의 길이 방향 반대 방향으로 흘러 수분(H2O)을 효과적으로 제거한다. When compressed air passes through the hollow fiber membrane fibers of the nitrogen generator 16, helium, hydrogen, water vapor, etc. easily permeate while nitrogen permeates slowly. Dry nitrogen can be extracted from compressed air by using the difference in dissolution and diffusion rates of this gas. In the compressed air supplied to one end of the nitrogen generator 16, moisture and oxygen penetrate the fiber wall of the hollow fiber membrane in the thickness direction (y) of the hollow fiber membrane as shown in FIGS. 3 and 4, and nitrogen is the length of the hollow fiber membrane. Dry nitrogen (dry N 2 ) passing through the hollow fiber membrane along the direction (x) is discharged through the other end of the nitrogen generator (16). Oxygen and moisture that have passed through the fiber wall of the hollow fiber membrane are part of the air that has passed through the hollow fiber membrane of the nitrogen generator 16 (purge air) in the opposite direction to the longitudinal direction of the hollow fiber membrane fiber as shown in FIGS. 5 and 6 . The flow effectively removes moisture (H 2 O).

질소 발생기(16)의 배출구는 배관을 통해 프레임(30)의 토출구(20)에 연결되거나 챔버에 연결될 수 있다. 토출구(20)는 배관을 통해 오일이 저장된 챔버에 연결될 수 있다. 유량계(18)는 질소 발생기(16)의 배출구에 연결된 제1 배관(22)을 통해 흐르는 건조된 질소의 유량을 시각적으로 표시한다.The outlet of the nitrogen generator 16 may be connected to the outlet 20 of the frame 30 through a pipe or may be connected to the chamber. The discharge port 20 may be connected to a chamber in which oil is stored through a pipe. Flow meter 18 visually indicates the flow rate of dried nitrogen flowing through first piping 22 connected to the outlet of nitrogen generator 16 .

질소 퍼징 시스템(100)은 도 3에 도시된 바와 같이, 질소 발생기(16)와 토출구(20) 사이의 제1 배관(22)에 연결된 유량/순도 제어 밸브(flow/purity control valve)(21)을 더 포함할 수 있다. 유량/순도 제어 밸브(21)는 챔버에 공급되는 건조된 질소의 유량을 조절한다. As shown in FIG. 3, the nitrogen purging system 100 is a flow/purity control valve connected to the first pipe 22 between the nitrogen generator 16 and the outlet 20 (flow/purity control valve) 21 may further include. The flow rate/purity control valve 21 controls the flow rate of dried nitrogen supplied to the chamber.

질소 발생기(16)의 중공사막은 노점(dew point)가 높은 공기가 들어와도 액적만 없으면 내부 퍼징량이 많기 때문에 수분과 산소가 같이 제거될 수 있다. 질소 발생기(16)에 공급되는 압축 공기에 액적이 있다면 질소 농도가 높더라도 노점이 높아질 수 있다. 액정이 없더라도 습한 공기가 중공사막에 공급되면 중공사막의 중앙부 섬유가 젖을 수 있기 때문에 섬유벽을 투과하는 산소의 투과율이 낮아질 수 있다. Since the hollow fiber membrane of the nitrogen generator 16 has a large amount of internal purging if there are no droplets even when air having a high dew point enters, moisture and oxygen can be removed together. If there are droplets in the compressed air supplied to the nitrogen generator 16, the dew point may be high even if the nitrogen concentration is high. Even in the absence of liquid crystal, if humid air is supplied to the hollow fiber membrane, the central fiber of the hollow fiber membrane may become wet, so that the transmittance of oxygen passing through the fiber wall may be lowered.

질소 퍼징 시스템(100)은 도 3에 도시된 바와 같이 프리 필터(14)와 질소 발생기(16) 사이의 제2 배관(15)에 배치된 히터(heater)(40)를 더 포함할 수 있다. 질소 발생기(16)의 성능은 온도에 영향을 받는다. 외부 온도가 높으면 상대 습도가 낮아져 수분이 수증기(vapor) 형태로 질소 발생기(16)에 유입되기 때문에 노점(dew point)에 의한 수분 응축이 방지되어 산소와 수분이 중공사막 섬유벽을 효과적으로 투과하여 제거될 수 있다. The nitrogen purging system 100 may further include a heater 40 disposed in the second pipe 15 between the pre-filter 14 and the nitrogen generator 16 as shown in FIG. 3 . The performance of the nitrogen generator 16 is affected by temperature. When the external temperature is high, the relative humidity is lowered and moisture flows into the nitrogen generator 16 in the form of vapor, so moisture condensation due to the dew point is prevented, and oxygen and moisture are effectively transmitted through the hollow fiber membrane fiber wall and removed can be

히터(40)는 질소 퍼징 시스템(100)으로 유입되는 압축 공기의 온도를 적정 온도로 가열한다. 히터(40)는 전류에 따라 발열하는 열선 히터를 포함할 수 있다. 제어부(50)는 미리 설정된 제2 배관(15)의 온도를 유지하기 위하여 온도 센서(42)의 출력 신호에 따라 히터(40)의 열선에 인가되는 전류량을 조절하여 제2 배관(15)의 온도를 적정 온도 예를 들어 40°로 유지되도록 히터(40)의 발열 온도를 제어할 수 있다. 히터(40), 온도 센서(42) 및 제어부(50)는 하나의 에어 히터 모듈로 구현될 수 있다. The heater 40 heats the temperature of the compressed air flowing into the nitrogen purging system 100 to an appropriate temperature. The heater 40 may include a hot wire heater that generates heat according to current. The control unit 50 adjusts the amount of current applied to the heating wire of the heater 40 according to the output signal of the temperature sensor 42 in order to maintain the preset temperature of the second pipe 15 to maintain the temperature of the second pipe 15 . It is possible to control the heating temperature of the heater 40 so as to maintain an appropriate temperature, for example, 40 °. The heater 40 , the temperature sensor 42 , and the controller 50 may be implemented as one air heater module.

질소 퍼징 시스템(100)의 구성 요소들은 도 2에 도시된 바와 같이 프레임(30)에 고정된다. 프레임(30)의 일면에 질소 퍼징 시스템의 구성 요소들이 볼트나 리벳 등의 체결 부재를 통해 고정될 수 있다. 프레임(30)의 하단에는 도 7a 및 도 7b에 도시된 바와 같이 베이스 플레이트(base plate)(31)가 직각으로 연결된다. 따라서, 프레임(30)과 베이스 플레이트(31)는 L자 형태의 종 단면 구조를 갖는다.The components of the nitrogen purging system 100 are fixed to the frame 30 as shown in FIG. 2 . Components of the nitrogen purging system may be fixed to one surface of the frame 30 through fastening members such as bolts or rivets. A base plate 31 is connected at a right angle to the lower end of the frame 30 as shown in FIGS. 7A and 7B . Accordingly, the frame 30 and the base plate 31 have an L-shaped longitudinal cross-sectional structure.

도 7a는 질소 퍼징 시스템(100)이 고정식으로 구현된 예를 보여 주는 도면이다. 도 7b는 본 발명의 질소 퍼징 시스템(100)이 이동식으로 구현된 예를 보여 주는 도면이다. 도 7b에 도시된 바와 같이, 프레임(30)의 하단 양측 또는 베이스 플레이트(31)의 양측에 바퀴 또는 캐스터(Castor)가 설치되면, 작업자는 질소 퍼징 시스템(100)을 질소 퍼징이 필요한 다양한 설비로 쉽게 이동시킬 수 있다. 7A is a view showing an example in which the nitrogen purging system 100 is fixedly implemented. 7b is a view showing an example in which the nitrogen purging system 100 of the present invention is implemented in a movable manner. 7B, when wheels or castors are installed on both sides of the lower end of the frame 30 or on both sides of the base plate 31, the operator converts the nitrogen purging system 100 to various facilities requiring nitrogen purging. can be moved easily.

본 발명의 질소 퍼징 시스템은 쿨링 타워 기어 박스(Cooling Tower Gearbox), EHC(Electrohydraulic control) 시스템 리저버(Reservoir), 각종 유압 시스템 탱크, 퍼지 미스트(Purge Mist) 설비 대체, 윤활 탱크, 펌프, 감속기 등 다양한 설비에서 수분(수증기)과 용해 가스를 제거하고, 결로를 방지할 수 있다. The nitrogen purge system of the present invention is a cooling tower gearbox (Cooling Tower Gearbox), EHC (Electrohydraulic control) system reservoir (Reservoir), various hydraulic system tanks, purge mist facility replacement, lubrication tank, pump, reducer, etc. Moisture (water vapor) and dissolved gas can be removed from the facility, and condensation can be prevented.

도 8은 본 발명의 질소 퍼징 시스템(100)이 기어 박스(210)에 연결된 예를 보여 주는 도면이다. 기어 박스(210)는 감속기의 기어 박스일 수 있다. 8 is a view showing an example in which the nitrogen purging system 100 of the present invention is connected to the gear box 210 . The gear box 210 may be a gear box of a reducer.

도 8을 참조하면, 질소 퍼징 시스템(100)은 건조 질소를 기어 박스(210) 내의 밀폐된 공간에 공급한다. Referring to FIG. 8 , the nitrogen purging system 100 supplies dry nitrogen to an enclosed space within the gear box 210 .

기어 박스(210) 내부 공간에 치합된 다수의 기어들이 설치되고, 고점도 오일이 저장될 수 있다. 기어 박스(210)의 일측에 배치된 공기 투입구를 통해 질소 퍼징 시스템(100)로부터 배출된 건조 질소는 기어 박스(210)의 내부 공간에 공급된다. 기어 박스(210)에 공급된 건조 가스에 의해 미세한 양압이 형성되어 외부로부터의 수분과 입자가 차단된다. 기어 박스(210) 내에 투입된 건조 질소는 기어 박스(210) 내의 기어들고 오일(윤활유)과 접촉되면서 오일 위의 공간을 따라 기어 박스(210)의 타측에 배치된 공기 배출구 쪽으로 배출된다. 기어 박스(210) 내의 오일에 혼입된 수분은 평형원리로 인하여 건조 질소로 이동하고, 수분을 머금은 질소는 기어 박스(210)의 공기 배출구를 통해 배출된다. 이 때, 기어 표면의 수분도 함께 제거된다. 그 결과, 기어 박스(210) 내의 수증기와 결로가 제거될 수 있다. A plurality of gears meshed in the inner space of the gear box 210 may be installed, and high viscosity oil may be stored. Dry nitrogen discharged from the nitrogen purging system 100 through an air inlet disposed on one side of the gear box 210 is supplied to the internal space of the gear box 210 . A fine positive pressure is formed by the dry gas supplied to the gear box 210 to block moisture and particles from the outside. The dry nitrogen injected into the gear box 210 crawls into the gear box 210 and is discharged toward the air outlet disposed on the other side of the gear box 210 along the space above the oil while coming into contact with the oil (lubricating oil). Moisture mixed in the oil in the gear box 210 moves to dry nitrogen due to the equilibrium principle, and the nitrogen containing moisture is discharged through the air outlet of the gear box 210 . At this time, moisture on the gear surface is also removed. As a result, water vapor and condensation in the gear box 210 may be removed.

기어 박스(210)의 공기 배출구에는 브리더(300)가 설치될 수 있다. 브리더(300)는 기어 박스(210)의 공기 배출구에 체결되어 기어 박스(210)로부터의 수분, 유분, 입자 등을 걸러내고 질소를 배출한다. The breather 300 may be installed at the air outlet of the gear box 210 . The breather 300 is fastened to the air outlet of the gear box 210 to filter moisture, oil, particles, etc. from the gear box 210 and discharge nitrogen.

질소 퍼징 효과를 높이기 위하여, 기어 박스(210)의 공기 투입구와 공기 배출구 사이의 거리를 가능한 멀게 하는 것이 바람직하다. In order to increase the nitrogen purging effect, it is preferable to make the distance between the air inlet and the air outlet of the gear box 210 as far as possible.

한편, 기어 박스(210)의 수분 제거 방법으로 원심 분리 방법, 흡착 방법, 진공 배기 방법, 코얼레싱 방법을 고려할 수 있으나, 고점도 오일이 저장된 기어 박스에서 수분을 제거하기 어렵다. 본 발명의 질소 퍼징 시스템(100)을 기어 박스(210)에 연결하면 회전하는 기어에 의해 오일이 비산하기 때문에 질소 퍼징에 의한 수분 제거 효율이 향상될 수 있다. Meanwhile, a centrifugal separation method, an adsorption method, a vacuum evacuation method, and a coalescing method may be considered as a method of removing moisture from the gearbox 210 , but it is difficult to remove moisture from the gearbox in which high-viscosity oil is stored. When the nitrogen purging system 100 of the present invention is connected to the gear box 210, the moisture removal efficiency by nitrogen purging can be improved because oil is scattered by the rotating gear.

질소 퍼징 시스템(100)은 도 9에 도시된 바와 같이 오일 저장소(220)에 연결되어 건조 질소를 오일 저장소(220)을 공급하여 질소 퍼징을 실시할 수 있다. 오일 저장소(220)의 공기 배출구에는 브리더(300)가 설치될 수 있다. 오일 저장소(220)에서 건조 질소가 투입되는 공기 투입구와, 브리더(300)가 체결 가능한 공기 배출구 사이의 거리는 가능한 멀게 하는 것이 바람직하다. The nitrogen purging system 100 may be connected to the oil reservoir 220 as shown in FIG. 9 to supply dry nitrogen to the oil reservoir 220 to perform nitrogen purging. A breather 300 may be installed at the air outlet of the oil reservoir 220 . It is preferable to make the distance between the air inlet through which dry nitrogen is inputted from the oil reservoir 220 and the air outlet to which the breather 300 is fastened as far as possible.

브리더(300)는 본원 출원인에 의해 기출원된 대한민국 등록특허 10-1778108(2017. 09. 26.)에 개시된 브리더로 구현될 수 있다. The breather 300 may be implemented as a breather disclosed in Republic of Korea Patent Registration No. 10-1778108 (September 26, 2017) previously filed by the applicant of the present application.

브리더(300)는 도 10에 도시된 바와 같이 입자 필터 모듈(310), 수분 필터 모듈(320), 및 오일 미스트 모듈(330)이 교체 가능하게 조립된 구성을 갖는다. The breather 300 has a configuration in which the particle filter module 310 , the moisture filter module 320 , and the oil mist module 330 are interchangeably assembled as shown in FIG. 10 .

도 8 내지 도 10을 참조하면, 외부로부터 브리더(300)로 유입된 공기는 도 10에서 점선과 같이 외부 공기 유입구(311), 입자 필터 모듈(310) 및 수분 필터 모듈(320)을 통해 불순물 입자와 수분이 제거되어 챔버 박스(210, 220)의 내부 공간으로 공급된다. 질소 퍼징 시스템(100)이 구동되어 건조 질소가 챔버(210, 220)에 공급되면, 챔버 박스(210, 220)의 내부 공간을 통과한 질소는 브리더(300)의 오일 미스트 모듈(330)을 통해 유분이 제거되어 체크 밸브(340)를 통해 외부로 배출된다.8 to 10 , the air introduced into the breather 300 from the outside is impurity particles through the external air inlet 311 , the particle filter module 310 and the moisture filter module 320 as shown in the dotted line in FIG. 10 . and moisture are removed and supplied to the inner space of the chamber boxes 210 and 220 . When the nitrogen purge system 100 is driven and dry nitrogen is supplied to the chambers 210 and 220 , the nitrogen that has passed through the inner space of the chamber boxes 210 and 220 passes through the oil mist module 330 of the breather 300 . The oil is removed and discharged to the outside through the check valve 340 .

입자 필터 모듈(310)은 직물(Fabric), 스테인리스(Stainless), 및 섬유 유리(Glass fiber) 소재 중 하나 이상을 이용하여 외부로부터 유입된 공기에서 외부 분진 입자, 수분, 유분 등을 제거한다. 수분 필터 모듈(320)은 실리카겔(Silica gel), 모리큘라시브(Molecular sieve), 황산칼슘(CaSO4) 중 하나 이상을 이용하여 외부로부터 유입되는 수분을 제거한다. The particle filter module 310 removes external dust particles, moisture, oil, etc. from the air introduced from the outside by using one or more of a fabric, stainless steel, and glass fiber material. The moisture filter module 320 removes moisture introduced from the outside by using one or more of silica gel, Molecular sieve, and calcium sulfate (CaSO4).

오일 미스트 모듈(330)은 챔버(210, 220)의 내부 공간을 통과한 질소의 표면 장력에 의해 뭉쳐져 포집될 수 있도록 공기의 흐름을 굴절시키는 내부 구조 예를 들어, 퍼징 가스 유입구(331)를 향해 오목한 구조를 갖는다. 퍼징 가스 유입구(331)는 챔버(210, 220)의 공기 배출구에 체결되어 챔버(210, 220)의 내부 공간으로부터의 수분을 머금은 질소가 퍼징 가스 유입구(331)를 통해 브리더(300)에 공급된다. 오일 미스트 모듈(330)에서 포집된 윤활유는 챔버(210, 220)의 내부 공간으로 재투입된다. 따라서, 오일 머스트 모듈(330)은 챔버(210, 220)의 내부 공간으로 배출되는 수분을 머금은 질소의 유분을 제거하고, 그 유분을 포집하여 챔버 (210, 220)의 내부 공간에 공급한다. The oil mist module 330 has an internal structure that refracts the flow of air so that it can be aggregated and collected by the surface tension of nitrogen that has passed through the internal space of the chambers 210 and 220, for example, toward the purging gas inlet 331. It has a concave structure. The purging gas inlet 331 is fastened to the air outlet of the chambers 210 and 220 , and nitrogen containing moisture from the internal space of the chambers 210 and 220 is supplied to the breather 300 through the purging gas inlet 331 . . The lubricating oil collected in the oil mist module 330 is re-injected into the inner space of the chambers 210 and 220 . Accordingly, the oil must module 330 removes the nitrogen oil containing moisture discharged into the inner space of the chambers 210 and 220 , collects the oil, and supplies it to the inner space of the chambers 210 and 220 .

브리더(300)의 하단은 체크 밸브(check valve)(340)를 더 포함한다. 브리더(300)는 질소 퍼징 시스템(100)이 구동되지 않을 때, 도 10에서 점선으로 도시된 바와 같이 유입되는 외부 대기의 공기를 필터링하여 내부 공간의 압력이 낮은 챔버(210, 220)로 공급한다. The lower end of the breather 300 further includes a check valve 340 . When the nitrogen purging system 100 is not driven, the breather 300 filters the incoming external atmospheric air as shown by a dotted line in FIG. 10 and supplies it to the chambers 210 and 220 having a low internal pressure. .

질소 퍼징 시스템(100)이 구동되면, 건조 질소가 챔버(210, 220)의 내부로 공급되면, 내부 공간의 압력이 높아지면서 외부 대기가 챔버(210) 내로 유입될 수 없고 도 10에서 실선으로 도시된 바와 같이 쳄버(210, 220)의 상승된 압력에 의해 체크 밸브(340)가 개방되어 챔버(210, 220)의 내부 공간을 통과한 질소가 외부로 배출된다. 이 때, 챔버(210, 220)의 내부 공간을 통과하여 외부로 배출되는 질소는 입자 필터 모듈(310)과 수분 필터 모듈(320)을 경유하지 않고, 오일 미스트(330)와 브리더(300)의 체크 밸브(340)를 통해 외부로 직접 배출된다. When the nitrogen purging system 100 is driven, when dry nitrogen is supplied into the chambers 210 and 220, the pressure of the internal space increases and the external atmosphere cannot be introduced into the chamber 210 and is shown by a solid line in FIG. As shown, the check valve 340 is opened by the elevated pressure of the chambers 210 and 220, and nitrogen passing through the inner space of the chambers 210 and 220 is discharged to the outside. At this time, the nitrogen discharged to the outside through the internal space of the chambers 210 and 220 does not pass through the particle filter module 310 and the moisture filter module 320 , but the oil mist 330 and the breather 300 . It is directly discharged to the outside through the check valve (340).

도 11 내지 도 13은 본 발명의 질소 퍼징 시스템의 테스트 결과를 보여 주는 도면들이다. 이 테스트에서, 레귤레이터(12)를 이용하여 질소 퍼징 시스템(100)에 공급되는 압축 공기의 압력이 0.5(Mpa)으로 설정되었고, 유량계(18)를 이용하여 유량은 25(lpm) ~ 3 (lpm) 사이에서 가변되면서 질소 발생기(16)를 통과한 공기에서 질소 농도가 측정되었다. 실제 사용 환경과 유사한 테스트 환경에서 정확한 테스트 결과를 얻기 위하여, 배관으로 토출구(20)를 밀폐된 챔버에 연결하였다. 밀폐된 챔버에 질소 농도를 측정하는 질소 측정기를 연결하였다. 센서 보호와 원할한 측정을 위해 밀폐된 챔버에 압력계를 설치하고 배관에 연결된 밸브를 조작하면서 테스트가 진행되었다. 11 to 13 are views showing test results of the nitrogen purging system of the present invention. In this test, the pressure of compressed air supplied to the nitrogen purging system 100 using the regulator 12 was set to 0.5 (Mpa), and the flow rate using the flow meter 18 was 25 (lpm) to 3 (lpm) ) and the nitrogen concentration in the air passed through the nitrogen generator 16 was measured. In order to obtain accurate test results in a test environment similar to the actual use environment, the outlet 20 was connected to the sealed chamber with a pipe. A nitrogen meter was connected to the sealed chamber to measure the nitrogen concentration. For sensor protection and smooth measurement, the test was carried out by installing a pressure gauge in a sealed chamber and operating a valve connected to the pipe.

도 11은 질소 발생기(160)에 공급되는 압축 공기의 유량(lpm)에 따라 질소 발생기(160)를 통해 배출되는 공기의 질소 함량(%)을 나타낸다. 공기의 유량이 3~5(lpm) 이하일 때 질소 발생기(160)로부터 배출되는 공기의 질소 함량이 최대 100% 수준이다. 질소 퍼징 효과는 질소의 순도 뿐 아니라 공기의 유량에 따라 달라진다. 질소 퍼징 효과를 높이기 위하여, 질소 발생기(160)에 공급되는 압축 공기의 유량은 20(lpm) ~ 70(lpm)으로 설정될 수 있고, 30(lpm)~60(lpm)이 바람직하다. 60(lpm)일 때, 질소 함량은 대략 90% 이다. 11 shows the nitrogen content (%) of the air discharged through the nitrogen generator 160 according to the flow rate (lpm) of the compressed air supplied to the nitrogen generator 160 . When the flow rate of air is 3 to 5 (lpm) or less, the nitrogen content of the air discharged from the nitrogen generator 160 is at a maximum level of 100%. The nitrogen purging effect depends on the purity of the nitrogen as well as the flow rate of the air. In order to increase the nitrogen purging effect, the flow rate of compressed air supplied to the nitrogen generator 160 may be set to 20 (lpm) to 70 (lpm), preferably 30 (lpm) to 60 (lpm). At 60 (lpm), the nitrogen content is approximately 90%.

도 12는 질소 발생기(160)에 공급되는 압축 공기의 유량(lpm)에 따른 노점(dew point)의 평균 및 최대 온도(℃)의 측정치이다. 도 13은 최초 시작 유량이 25(lpm)일 때, 최초 시작 유량에서의 노점(℃)이 시간이 경과할수록 변하는 테스트 결과를 보여 준다.12 is a measurement of the average and maximum temperature (°C) of the dew point according to the flow rate (lpm) of the compressed air supplied to the nitrogen generator 160 . 13 shows the test results in which the dew point (°C) at the initial starting flow rate changes as time elapses when the initial starting flow rate is 25 (lpm).

이상에서 해결하고자 하는 과제, 과제 해결 수단, 효과에 기재한 명세서의 내용이 청구항의 필수적인 특징을 특정하는 것은 아니므로, 청구항의 권리범위는 명세서의 내용에 기재된 사항에 의하여 제한되지 않는다.Since the contents of the specification described in the problems, problem solving means, and effects to be solved above do not specify essential features of the claims, the scope of the claims is not limited by the matters described in the contents of the specification.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시예로 국한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 보호 범위는 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.Although the embodiments of the present invention have been described in more detail with reference to the accompanying drawings, the present invention is not necessarily limited to these embodiments, and various modifications may be made within the scope without departing from the technical spirit of the present invention. . Accordingly, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical spirit of the present invention, but to explain, and the scope of the technical spirit of the present invention is not limited by these embodiments. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive. The protection scope of the present invention should be construed by the claims, and all technical ideas within the scope equivalent thereto should be construed as being included in the scope of the present invention.

10: 공기 유입구 20: 토출구
12: 레귤레이터 14, 141, 142, 143: 프리 필터
15, 22: 배관 16: 질소 발생기
18: 유량계 30: 프레임
40: 히터 100: 질소 퍼징 시스템
210: 기어 박스 220: 오일 저장소
300: 브리더10: air inlet 20: outlet
12: regulator 14, 141, 142, 143: pre-filter
15, 22: pipe 16: nitrogen generator
18: flow meter 30: frame
40: heater 100: nitrogen purging system
210: gearbox 220: oil reservoir
300: breather

Claims (10)

내부 공간에 기어가 설치되고 윤활유가 저장된 기어 박스에 건조 질소를 공급하여 상기 윤활유의 수분을 제거하는 장치에 있어서,
압축 공기를 공급 받아 압축 공기의 압력을 조절하는 레귤레이터(12);
상기 레귤레이터(12)를 통과한 압축 공기를 공급 받아 상기 압축 공기의 불순물 입자와 수분을 제거하는 프리 필터(14); 및
상기 프리 필터(14)를 통과한 압축 공기를 공급 받아 산소와 수분을 제거하여 건조 질소를 배출하는 질소 발생기(16)를 포함하고,
상기 질소 발생기(16)로부터 배출된 건조 질소가 기어 박스의 내부 공간으로 유입되어 수분과 함께 외부로 배출되는 질소 퍼징 시스템을 이용한 윤활유의 수분 제거 장치.In the device for removing moisture from the lubricating oil by supplying dry nitrogen to a gear box in which a gear is installed in the internal space and the lubricating oil is stored,
a regulator 12 receiving compressed air to adjust the pressure of the compressed air;
a pre-filter 14 that receives the compressed air that has passed through the regulator 12 and removes impurity particles and moisture in the compressed air; and
and a nitrogen generator 16 that receives the compressed air that has passed through the pre-filter 14 and removes oxygen and moisture to discharge dry nitrogen,
A device for removing moisture from a lubricant using a nitrogen purging system in which dry nitrogen discharged from the nitrogen generator 16 is introduced into the inner space of the gearbox and discharged to the outside together with moisture. 제 1 항에 있어서,
상기 프리 필터(14)는,
상기 압축 공기가 공급되는 공기 유입구(10)와 상기 질소 발생기(160) 사이에 직렬 연결된 파티클 필터(141) 및 코얼레싱 필터(142)를 포함하는 질소 퍼징 시스템을 이용한 윤활유의 수분 제거 장치. The method of claim 1,
The pre-filter 14 is
A device for removing moisture in lubricating oil using a nitrogen purging system including a particle filter 141 and a coalescing filter 142 connected in series between the air inlet 10 to which the compressed air is supplied and the nitrogen generator 160 . 제 1 항에 있어서,
상기 질소 발생기(14)는
중공사막 섬유 다발이 내장되고, 수분과 산소가 배출되는 배출구(16a)가 형성된 원통형 구조체를 포함하고,
상기 중공사막 섬유 다발은 폴리술폰(Polysulfone), 폴리아마이드(Polyamide), 폴리벤지미다졸(Polybenzimidazole) 중 하나 이상의 고분자 섬유를 포함하고,
상기 질소 발생기에 공급되는 압축 공기의 유량은 20(lpm) ~ 70(lpm) 사이의 유량으로 설정되는 질소 퍼징 시스템을 이용한 윤활유의 수분 제거 장치. The method of claim 1,
The nitrogen generator 14 is
A hollow fiber membrane fiber bundle is embedded and includes a cylindrical structure having an outlet (16a) through which moisture and oxygen are discharged,
The hollow fiber membrane fiber bundle includes one or more polymer fibers of polysulfone, polyamide, and polybenzimidazole,
The flow rate of compressed air supplied to the nitrogen generator is a moisture removal device for lubricating oil using a nitrogen purging system that is set to a flow rate between 20 (lpm) and 70 (lpm). 제 1 항에 있어서,
상기 질소 발생기의 배출구에 연결된 제1 배관(22)을 통해 흐르는 건조 질소의 유량을 계측하여 시각적으로 표시하는 유량계(18)를 더 포함하는 질소 퍼징 시스템을 이용한 윤활유의 수분 제거 장치. The method of claim 1,
Moisture removal device for lubricating oil using a nitrogen purging system further comprising a flow meter (18) for measuring and visually displaying the flow rate of dry nitrogen flowing through the first pipe (22) connected to the outlet of the nitrogen generator. 제 4 항에 있어서,
상기 레귤레이터, 상기 프리 필터, 상기 질소 발생기, 및 상기 유량계가 고정된 프레임(30)을 더 포함하고,
상기 프레임의 하단에 직각으로 베이스 플레이트(31)가 연결되는 질소 퍼징 시스템을 이용한 윤활유의 수분 제거 장치.5. The method of claim 4,
Further comprising a frame 30 to which the regulator, the pre-filter, the nitrogen generator, and the flow meter are fixed,
A device for removing moisture from lubricating oil using a nitrogen purging system in which a base plate 31 is connected at a right angle to the lower end of the frame. 제 5 항에 있어서,
상기 프레임(30)의 하단 양측 또는 상기 베이스 플레이트(31)의 양측에 바퀴 또는 캐스터가 설치된 질소 퍼징 시스템을 이용한 윤활유의 수분 제거 장치.6. The method of claim 5,
A device for removing moisture from lubricating oil using a nitrogen purging system in which wheels or casters are installed on both sides of the lower end of the frame (30) or on both sides of the base plate (31). 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 프리 필터와 상기 질소 발생기를 연결하는 제2 배관을 가열하는 히터(40);
상기 제2 배관의 온도를 감지하는 온도 센서(42); 및
상기 온도 센서의 출력에 따라 상기 히터의 전류량을 조절하는 제어부(50)를 더 포함하는 질소 퍼징 시스템을 이용한 윤활유의 수분 제거 장치.7. The method according to any one of claims 1 to 6,
a heater 40 for heating a second pipe connecting the pre-filter and the nitrogen generator;
a temperature sensor 42 for sensing the temperature of the second pipe; and
The apparatus for removing moisture from lubricating oil using a nitrogen purging system further comprising a control unit 50 for controlling the amount of current of the heater according to the output of the temperature sensor. 내부 공간에 기어가 설치되고 윤활유가 저장된 기어 박스에 건조 질소를 공급하여 상기 윤활유의 수분을 제거하는 장치에 있어서,
압축 공기를 공급 받아 압축 공기의 압력을 조절하는 레귤레이터(12);
상기 레귤레이터(12)를 통과한 압축 공기를 공급 받아 상기 압축 공기의 불순물 입자와 수분을 제거하는 프리 필터(14);
상기 프리 필터(14)를 통과한 압축 공기를 공급 받아 산소와 수분을 제거하여 건조 질소를 배출하는 질소 발생기(16);
복수의 기어들이 회전 가능하게 설치되고 윤활유가 저장된 내부 공간을 가지며 상기 질소 발생기(16)로부터 배출된 상기 건조 질소가 상기 내부 공간으로 공급되는 기어 박스(210); 및
외부로부터 유입되는 공기에서 수분, 유분 및 입자를 제거하여 상기 기어 박스(210)에 공급하고 상기 기어 박스(210)의 내부 공간에 건조 질소가 공급될 때 상기 기어 박스(210)를 통해 배출되는 수분을 머금은 질소를 외부로 배출하는 브리더(300)를 포함하고,
상기 기어 박스(210)의 공기 투입구를 통해 상기 질소 발생기(16)로부터의 건조 질소가 상기 기어 박스(210)의 내부 공간으로 공급되고, 상기 공기 투입구로부터 이격된 상기 기어 박스(210)의 공기 배출구에 상기 브리더(300)가 연결된 질소 퍼징 시스템을 이용한 윤활유의 수분 제거 장치.In the device for removing moisture from the lubricating oil by supplying dry nitrogen to a gear box in which a gear is installed in the internal space and the lubricating oil is stored,
a regulator 12 receiving compressed air to adjust the pressure of the compressed air;
a pre-filter 14 that receives the compressed air that has passed through the regulator 12 and removes impurity particles and moisture in the compressed air;
a nitrogen generator 16 that receives the compressed air that has passed through the pre-filter 14 and removes oxygen and moisture to discharge dry nitrogen;
a gear box 210 in which a plurality of gears are rotatably installed and having an internal space in which lubricating oil is stored, and the dry nitrogen discharged from the nitrogen generator 16 is supplied to the internal space; and
Moisture discharged through the gear box 210 when moisture, oil, and particles are removed from the air introduced from the outside and supplied to the gear box 210 , and dry nitrogen is supplied to the internal space of the gear box 210 . Includes a breather 300 for discharging nitrogen containing
Dry nitrogen from the nitrogen generator 16 is supplied to the internal space of the gear box 210 through the air inlet of the gear box 210, and the air outlet of the gear box 210 spaced apart from the air inlet A device for removing moisture from lubricating oil using a nitrogen purging system connected to the breather 300. 제 8 항에 있어서,
상기 브리더는
상기 외부로부터 유입된 공기에서 입자를 제거하는 입자 필터 모듈, 상기 외부로부터 유입된 공기의 수분을 제거하는 수분 필터 모듈, 상기 기어 박스(210)의 내부 공간을 통해 배출되는 질소에서 유분을 제거하는 오일 미스트 모듈, 및 상기 챔버 내로 건조 질소가 공급될 때 상승하는 압력에 의해 개방되는 체크 밸브를 포함하고,
상기 모듈들이 교체 가능하게 연결되며,
상기 기어 박스(210)의 내부 공간을 통과한 질소가 상기 오일 미스트 모듈을 경유하여 상기 브리더의 체크 밸브를 통해 상기 외부로 배출되는 질소 퍼징 시스템을 이용한 윤활유의 수분 제거 장치.9. The method of claim 8,
The breeder
A particle filter module for removing particles from the air introduced from the outside, a moisture filter module for removing moisture from the air introduced from the outside, and an oil for removing oil from nitrogen discharged through the internal space of the gear box 210 a mist module, and a check valve that is opened by a pressure rising when dry nitrogen is supplied into the chamber,
The modules are interchangeably connected,
A device for removing moisture in lubricating oil using a nitrogen purging system in which nitrogen that has passed through the internal space of the gear box 210 is discharged to the outside through the check valve of the breather via the oil mist module. 내부 공간에 오일이 저장된 오일 저장소에 건조 질소를 공급하여 상기 오일 저장소 내의 수분을 제거하는 장치에 있어서,
압축 공기를 공급 받아 압축 공기의 압력을 조절하는 레귤레이터(12);
레귤레이터(12)를 통과한 압축 공기를 공급 받아 상기 압축 공기의 불순물 입자와 수분을 제거하는 프리 필터(14);
상기 프리 필터(14)를 통과한 압축 공기를 공급 받아 산소와 수분을 제거하여 건조 질소를 배출하는 질소 발생기(16);
오일이 저장된 내부 공간을 가지며, 상기 질소 배출기(16)로부터 배출된 상기 건조 질소가 공급되는 오일 저장소(220); 및
외부로부터 유입되는 공기에서 수분, 유분 및 입자를 제거하여 상기 오일 저장소(220)에 공급하고 상기 오일 저장소(220)의 내부 공간에 건조 질소가 공급될 때 상기 오일 저장소(220)를 통해 배출되는 수분을 머금은 질소에서 유분을 제거하여 외부로 배출하는 브리더(300)를 포함하고,
상기 오일 저장소(220)의 공기 투입구를 통해 상기 질소 발생기(16)로부터의 건조 질소가 상기 오일 저장소(220)의 내부 공간으로 공급되고, 상기 공기 투입구로부터 이격된 상기 오일 저장소(220)의 공기 배출구에 상기 브리더(300)의 퍼징 가스 유입구가 연결된 질소 퍼징 시스템을 이용한 오일의 수분 제거 장치.In the device for removing moisture in the oil reservoir by supplying dry nitrogen to the oil reservoir in which the oil is stored in the internal space,
a regulator 12 receiving compressed air to adjust the pressure of the compressed air;
a pre-filter 14 that receives the compressed air that has passed through the regulator 12 and removes impurity particles and moisture in the compressed air;
a nitrogen generator 16 that receives the compressed air that has passed through the pre-filter 14 and removes oxygen and moisture to discharge dry nitrogen;
an oil reservoir 220 having an internal space in which oil is stored and to which the dry nitrogen discharged from the nitrogen discharger 16 is supplied; and
Moisture discharged through the oil reservoir 220 when moisture, oil, and particles are removed from the air introduced from the outside and supplied to the oil reservoir 220 , and dry nitrogen is supplied to the internal space of the oil reservoir 220 . Includes a breather 300 that removes oil from nitrogen containing
Dry nitrogen from the nitrogen generator 16 is supplied to the internal space of the oil reservoir 220 through the air inlet of the oil reservoir 220, and the air outlet of the oil reservoir 220 spaced apart from the air inlet A device for removing moisture from oil using a nitrogen purging system connected to the purging gas inlet of the breather 300 .
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