KR20240037561A - 이중제습 구조의 에어드라이어 - Google Patents

Abstract

본 발명은 냉매순환 구조와 드라이겔에 의해 냉각제습과 흡수제습이 연속적으로 이루어짐과 동시에 냉매순환에 의해 드라이겔의 재생이 가능하여 컴팩트한 장치구성을 구현함과 동시에 제습효과를 극대화할 수 있도록 된 이중제습 구조의 에어드라이어에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 냉매가 순환되도록 냉매라인(31)에 의해 상호 연결되어 열교환이 이루어지되, 고온의 냉매를 생산하는 냉매압축기(32)와, 상기 냉매압축기(32)로부터 고온의 냉매가 흐르도록 된 응축관(33)과, 상기 응축관(33)으로부터 전달되는 냉매를 팽창시켜 냉매의 온도를 낮추도록 된 팽창밸브(34) 및 상기 팽창밸브(34)로부터 전달되는 저온의 냉매가 흐르도록 된 증발관(35)으로 구성된 공조유닛(30)과; 상기 공조유닛(30)과는 별도로 구비되어 외부의 공기를 압축시키도록 된 에어압축기(11)와; 상기 에어압축기(11)에 의해 압축된 공기의 유출입 및 충전이 가능하도록 된 에어탱크(20)와; 상기 에어탱크(20) 내에 부분적으로 충전되어 공기 중에 포함된 수분을 흡수하도록 된 비드 형태의 드라이겔(25)을 포함하는 이중제습 구조의 에어드라이어가 제공된다.

Description

이중제습 구조의 에어드라이어{Air dryer of double dehumidification structure}

본 발명은 이중제습 구조의 에어드라이어에 관한 것으로, 보다 상세하게는 냉매 순환에 의한 냉각제습과 드라이겔에 의한 흡수제습이 연속적으로 이루어지도록 구비되어 제습효과를 개선할 수 있도록 된 이중제습 구조의 에어드라이어에 관한 것이다.

일반적으로 에어건이나 에어실린더의 에어압축기에 의해 압축된 고압의 에어를 이용하는 장비로, 공기 중에 수분이 포함되는 경우에는 장치 자체의 부식이나 작동저하 등의 문제점을 유발할 수 있음으로 인해, 에어압축기의 후단에 에어드라이어를 장착하여 압축공기 중에 포함된 수분을 제습하게 된다.

통상적으로 에어드라이어는 전술된 바와 같이 외부공기를 에어압축기에 의해 압축하여 에어건이나 에어실린더와 같은 장비로 공급하는 과정에서 공기 중에 포함된 수분에 건조시키도록 된 장치로, 대개 공기가 충전되는 에어탱크 내에 냉각기에 연결되는 냉각코일이 내장 설치되어 탱크 내부의 에어를 냉각시킴에 따라 공기 중의 수분이 응축시켜 제거하는 냉각제습 방식으로 된 것이다.

그런데 이와 같은 종래의 에어드라이어는 에어탱크 내에 설치되는 냉각코일의 구조가 동일한 직경으로 권선된 원형코일 형태로 구비됨에 따라, 냉각코일의 중앙부를 통과하는 공기는 열교환이 거의 이루어지지 않은 상태로 그대로 통과될 우려가 클 뿐만 아니라 단일의 냉각코일에 의해 단발적으로 열교환되는 구조로 인해, 열교환 효율이나 공기 중에 포함된 수분을 제거하는 제습효율이 떨어지는 문제점이 있는 것이다.

한국 등록특허공보 제10-1081821호(2011. 11. 03)

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명은 냉매순환 구조와 드라이겔에 의해 냉각제습과 흡수제습이 연속적으로 이루어짐과 동시에 냉매순환에 의해 드라이겔의 재생이 가능하여 컴팩트한 장치구성을 구현함과 동시에 제습효과를 극대화할 수 있도록 된 이중제습 구조의 에어드라이어를 제공하는 것이다.

본 발명의 특징에 따르면, 냉매가 순환되도록 냉매라인(31)에 의해 상호 연결되어 열교환이 이루어지되, 고온의 냉매를 생산하는 냉매압축기(32)와, 상기 냉매압축기(32)로부터 고온의 냉매가 흐르도록 된 응축관(33)과, 상기 응축관(33)으로부터 전달되는 냉매를 팽창시켜 냉매의 온도를 낮추도록 된 팽창밸브(34) 및 상기 팽창밸브(34)로부터 전달되는 저온의 냉매가 흐르도록 된 증발관(35)으로 구성된 공조유닛(30)과;

상기 공조유닛(30)과는 별도로 구비되어 외부의 공기를 압축시키도록 된 에어압축기(11)와;

상기 에어압축기(11)에 의해 압축된 공기의 유출입 및 충전이 가능하도록 된 에어탱크(20)와;

상기 에어탱크(20) 내에 부분적으로 충전되어 공기 중에 포함된 수분을 흡수하도록 된 비드 형태의 드라이겔(25)을 포함하며;

상기 증발관(35)은 상기 에어탱크(20) 내로 연장되어 상기 에어탱크(20) 내로 유입되는 공기를 우선적으로 냉각하여 제습하도록 설치되고;

상기 드라이겔(25)은 상기 증발관(35)에 의해 냉각제습된 공기가 연속적으로 통과되는 과정에서 공기 중에 포함된 수분을 흡수하도록 구비되며;

상기 응축관(33)은 상기 증발관(35)과는 별도로 상기 에어탱크(20) 내로 연장되어 상기 드라이겔(25)을 건조 재생시키도록 설치된 것을 특징으로 하는 이중제습 구조의 에어드라이어가 제공된다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 에어탱크(20) 내에는 상기 에어압축기(11) 측에 공기가 흐르도록 된 에어관(23)이 연장 형성되어 상기 증발관(35)과의 열교환이 이루어지되;

상기 에어관(23)은 상기 증발관(35)의 내부로 삽입된 상태로 설치된 이중관 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 이중제습 구조의 에어드라이어가 제공된다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 에어탱크(20) 내에는 일정 크기로 구분된 제1 내부탱크(40)와 제2 내부탱크(41)가 설치되고, 상기 제1 내부탱크(40)와 제2 내부탱크(41)에는 각각 상기 드라이겔(25)이 충전됨과 동시에 상기 응축관(33)이 내장 설치되며;

상기 에어관(23)은 상기 각 내부탱크(40,41)를 회피하여 에어탱크(20)의 내부 둘레에 설치되어 응축수를 배출시키도록 설치된 것을 특징으로 하는 이중제습 구조의 에어드라이어가 제공된다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 에어관(23) 또는 증발관(35)은 나선으로 권선된 코일형태이거나 자체의 표면에 나선형태로 된 나선요철면(27)이 직접적으로 형성된 것을 특징으로 하는 이중제습 구조의 에어드라이어가 제공된다.

이상에서와 같이 본 발명에 의하면, 에어탱크(20) 내에 드라이겔(25)이 충전됨과 동시에 공조유닛(30)의 응축관(33)과 증발관(35)이 내재된 상태로 연장됨에 따라, 상기 응축관(33)에 의해 냉각제습과 상기 드라이겔(25)이 의한 흡수제습이 연속적으로 이루어져 이중의 제습효과를 발휘함과 동시에 상기 응축관(33)에 의해 드라이겔(25)을 건조 재생시켜 장치의 제습작동을 지속적으로 유지할 수 있는 장점이 있다.

또한 본 발명은 증발관(35) 내부에 에어관(23)이 삽입된 상태의 이중관 구조로 구성됨에 따라, 증발관(35)의 내부에 위치된 에어관(23)의 표면에 전체적으로 냉매가 접촉되어 냉각제습 효과를 높이고, 드라이겔(25)의 건조과정에서 발생되는 증기가 증발관(35)의 외표면에 접촉되어 응축효과를 높일 수 있는 장점이 있다.

또한 본 발명은 에어탱크(20) 내에 제1 내부탱크(40)가 제2 내부탱크(41)가 구분 형성됨에 따라, 두 개의 내부탱크(40,41)에 의해 제습과 건조공정에 교대로 행하도록 하여 장치의 작동효율을 증대시킬 수 있는 장점이 있다.

또한 본 발명은 증발관(35)의 열교환이 이루어지도록 된 에어관(23)이 나선으로 권선된 코일형태이거나 자체의 표면에 나선요철면(27)이 직접 형성됨에 따라, 증발관(35)과의 접촉면적을 넓게 형성하거나 공기의 체류시간 등을 길게 형성하여 제습효과를 더 높일 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예를 도시한 구성도

상술한 본 발명의 목적, 특징들 및 장점은 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이다. 이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예를 도시한 것이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 에어드라이어(10)는 에어압축기(11)에 의해 외부공기를 압축하여 에어탱크(20)로 전달하고, 상기 에어탱크(20) 내에서 공기 중에 포함된 수분을 제거하여 에어건이나 에어실린더 등과 같은 장비로 공급할 수 있도록 된 것으로, 에어탱크(20)의 일측에는 공조유닛(30)이 설치되어 에어탱크(20) 내로 공급되는 공기를 냉각제습함과 동시에 에어탱크(20) 내에 비드형태로 된 일정량의 드라이겔(25)이 충전되어 공기 중에 포함된 수분을 흡수제습하도록 된 이중의 제습구조로 구비된 것이다.

구체적으로, 상기 에어압축기(11) 측에는 압축공기를 에어탱크(20) 측으로 용이하게 송풍되도록 블로어(12)가 설치되고, 상기 에어탱크(20)의 상부측과 하부측에는 공기의 유출입이 가능하도록 유입구(21)와 배출구(22)가 형성되며, 에어탱크(20)의 내부에는 배출구(22) 측으로부터 일정량의 드라이겔(25)이 충전되는데, 상기 유입구(21)에는 에어탱크(20)의 내부로 복수개의 에어관(23)이 연장 형성되고, 이 에어관(23)은 후술되는 공조유닛(30)의 증발관(35)과의 열교환이 이루어지도록 된 것이다.

한편, 상기 공조유닛(30)은 에어탱크(20)의 일측에 설치되어 공기를 냉각하는 증발관(35)과 상기 드라이겔(25)을 가열하여 건조 재생시킬 수 있도록 된 응축관(33)이 연결된 것으로, 상기 증발관(35)은 에어관(23)과의 열교환을 통해 에어관(23)을 통과하는 공기를 우선적으로 냉각하여 제습하게 되고, 이후에 상기 에어관(23)에서 배출되는 공기가 하부에 위치된 드라이겔(23)을 통과되는 과정에서 공기 중에 포함된 수분을 흡수제습하게 된다.

구체적으로, 상기 공조유닛(30)은 냉매가 순환되는 냉매라인(31)에 의해 상호 연결되어 열교환이 이루어지는데, 이는 냉매라인(31)을 순환하는 냉매를 고온으로 냉매가스로 생산하는 냉매압축기(32)와, 상기 냉매압축기(32)로부터 고온의 냉매가 흐르도록 된 응축관(33)과, 상기 응축관(33)으로부터 전달되는 냉매를 팽창시켜 냉매의 온도를 낮추도록 된 팽창밸브(34) 및 상기 팽창밸브(34)로부터 전달되는 저온의 냉매가 흐르도록 된 증발관(35)으로 구성된 것이다.

여기에서, 상기 응축관(33)은 드라이겔(25) 측에 매립된 상태로 설치되어 흡수과정에서 수분을 머금은 상태의 드라이겔(25)을 가열하여 건조 재생시키게 되고, 상기 증발관(35)은 상기 응축관(33)과는 별도로 에어탱크(20) 상에 내장되어 상기 에어관(23)이 삽입된 상태로 관통되는 이중관 구조로 구비될 수 있는데, 이러한 이중관 구조에 의해서는 응축관(33) 내부에 삽입되는 에어관(23)의 외부표면에 전체적으로 냉매가 접촉되어 열교환 효과 및 그에 따른 냉각제습 효과를 높이고, 또한 상기 드라이겔(25)의 건조 재생과정에서 발생되는 증기가 응축관(33)의 외부표면에 접촉되면서 증기가 응축되어 증기 중의 수분을 줄여주게 된다.

이러한 에어관(23)과 증발관(35)을 제작함에 있어서, 상기 에어관(23)과 증발관(35)은 각각 메인관체를 링형태로 감은 후에, 그 메인관체 상에 원주방향으로 복수개의 직관을 장착하여 에어탱크(20) 내부로 연장되도록 설치할 수 있는 것이며, 또한 상기 에어관(23)이나 증발관(35)은 나선으로 권선된 코일형태이거나 자체의 표면에 나선형태로 된 나선요철면(27)이 직접적으로 형성되어 냉매나 증기 등의 접촉면적이나 공기의 체류시간 등을 연장하여 열교환 효율을 높이게 된다.

또한 에어탱크(20) 내에 드라이겔(25)을 충전함에 있어서, 에어탱크(20) 내에는 일정 크기로 된 제1 내부탱크(40)와 제2 내부탱크(41)가 설치되고, 각 내부탱크(40,41) 내에는 드라이겔(25)을 충전하며, 각 내부탱크(40,41) 상에 응축관(33)을 분기하여 각각 내장 설치하게 되는데, 이러한 분할구조의 내부탱크(40,41)에 의해서는 제1 내부탱크(40)의 드라이겔(25)에 의한 제습공정을 행하는 도중에 제2 내부탱크(41)의 드라이겔(25)을 응축관(33)에 의해 건조 재생시켜 장치의 작동을 지속적으로 유지할 수 있게 되며, 이러한 두개의 내부탱크(40,41)에 충전된 드라이겔(25)에 의한 제습공정과 건조 재생 공정을 동시에 행하기 위해서는 냉매라인(31) 상에 응축관(33)을 선택적으로 개폐할 수 있도록 된 개폐밸브(36)나 이를 제어하는 컨트롤러 등이 구비됨은 당연한 것이다.

한편, 에어탱크(20) 내에는 각 내부탱크(40,41)의 상부로 차단판(37)이 연장 형성되어 드라이겔(25)이 의한 제습과정에서 건조 재생 중의 증기가 제습 중인 공기에 혼입되는 것을 최소화시킬 수 있고, 상기 에어관(23)과 증발관(35)은 내부탱크(40,41)의 외곽에 배치되어 응축수가 드라이겔(25) 상으로 낙하되는 것을 방지하여 에어탱크(20)의 바닥측으로 직접 낙하되며, 에어탱크(20)의 하단에는 탱크 내에 수집된 물을 배출하도록 된 드레인밸브(28)가 설치될 수 있는 것이다.

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.

10: 에어드라이어 11: 에어압축기
12: 블로어 20: 에어탱크
23: 에어관 25: 드라이겔
26: 배수받이 27: 나선요철면
30: 공조유닛 31: 냉매라인
32: 냉매압축기 33: 응축관
34: 팽창밸브 35: 증발관
40: 제1 내부탱크 41: 제2 내부탱크

Claims (3)

1. 냉매가 순환되도록 냉매라인(31)에 의해 상호 연결되어 열교환이 이루어지되, 고온의 냉매를 생산하는 냉매압축기(32)와, 상기 냉매압축기(32)로부터 고온의 냉매가 흐르도록 된 응축관(33)과, 상기 응축관(33)으로부터 전달되는 냉매를 팽창시켜 냉매의 온도를 낮추도록 된 팽창밸브(34) 및 상기 팽창밸브(34)로부터 전달되는 저온의 냉매가 흐르도록 된 증발관(35)으로 구성된 공조유닛(30)과;
   상기 공조유닛(30)과는 별도로 구비되어 외부의 공기를 압축시키도록 된 에어압축기(11)와;
   상기 에어압축기(11)에 의해 압축된 공기의 유출입 및 충전이 가능하도록 된 에어탱크(20)와;
   상기 에어탱크(20) 내에 부분적으로 충전되어 공기 중에 포함된 수분을 흡수하도록 된 비드 형태의 드라이겔(25)을 포함하며;
   상기 증발관(35)은 상기 에어탱크(20) 내로 연장되어 상기 에어탱크(20) 내로 유입되는 공기를 우선적으로 냉각하여 제습하도록 설치되고;
   상기 드라이겔(25)은 상기 증발관(35)에 의해 냉각제습된 공기가 연속적으로 통과되는 과정에서 공기 중에 포함된 수분을 흡수하도록 구비되며;
   상기 응축관(33)은 상기 증발관(35)과는 별도로 상기 에어탱크(20) 내로 연장되어 상기 드라이겔(25)을 건조 재생시키도록 설치된 것을 특징으로 하는 이중제습 구조의 에어드라이어.
2. 제1항에 있어서, 상기 에어탱크(20) 내에는 상기 에어압축기(11) 측에 공기가 흐르도록 된 에어관(23)이 연장 형성되어 상기 증발관(35)과의 열교환이 이루어지되;
   상기 에어관(23)은 상기 증발관(35)의 내부로 삽입된 상태로 설치된 이중관 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 이중제습 구조의 에어드라이어.
   
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 에어탱크(20) 내에는 일정 크기로 구분된 제1 내부탱크(40)와 제2 내부탱크(41)가 설치되고, 상기 제1 내부탱크(40)와 제2 내부탱크(41)에는 각각 상기 드라이겔(25)이 충전됨과 동시에 상기 응축관(33)이 내장 설치되며;
   상기 에어관(23)은 상기 각 내부탱크(40,41)를 회피하여 에어탱크(20)의 내부 둘레에 설치되어 응축수를 배출시키도록 설치된 것을 특징으로 하는 이중제습 구조의 에어드라이어.

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