KR940006396B1 - 압력스윙식건조제 재생방식건조기용 가스건조사이클의 소요시간 한정제어 시스템과 소요시간을 제한, 변화시키는 방법 및 가스성분 추출장치 - Google Patents

Abstract

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Description

압력스윙식건조제 재생방식건조기용 가스건조사이클의 소요시간 한정제어 시스템과 소요시간을 제한, 변화시키는 방법 및 가스성분 추출장치

제1도는 이중타워 압력스윙식 공기 건조기의 개략도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1, 2 : 타워 3, 9 : 도관

10 : 인출구 14, 15, 19, 20 : 체크밸브

24 : 오리피스 25, 26 : 연결구

30 : 제어장치 31, 32, 33, 34 : 열센서

본 발명은 압력스윙식건조제 재생방식건조기용 가스건조사이클의 소요시간 제어시스템과 소요시간을 제한, 변화시키는 방법 및 가스성분 추출장치에 관한 것이다.

종래, 이중 타워건조제 재생방식의 건조기가 가스혼합물에서 가스분류를 분리하기 위해 사용되고 있으며, 예를들면, 이런 건조기는 통상 압축공기로부터 수분을 제거하여 물의 어는점 아래의 이슬점에서의 건조압축공기를 제공하거나, 임계공정의 적용분야에서의 사용을 위해 압축공기의 수분함량을 감소시키기 위해 사용되며, 공지의 건조기에 의해서 -150℉정도로 낮은 이슬점을 달성할 수 있다.

공지의 건조기는 각각 건조제베드를 함유하고 있는 동일한 2개의 타워를 사용함으로써 연속적으로 압축공기를 건조시킬 수 있으며, 한쪽타워는 온-스트리임(On-stream)으로 공기흐름을 건조제베드에 통과시킴으로서 압축공기를 건조시키는 것이고, 다른쪽 타워는 오프-스트리임(off-stream)으로 건조제베드를 재생(즉, 활성되거나 건조된다)시키는 것이다.

타워는 적당한 제어시스템에 의해 번갈아 온, 오프 스트리임으로 되므로 건조한 건조제베드는 항상 건조기를 통과하는 습윤 압축공기 스트리임과 접촉하여 그 결과 건조기로부터의 건조압축공기 하류흐름을 연속적으로 공급한다.

공지의 건조제 재생방식의 건조기는 건조제를 재생시키기위한 각종방법을 사용하고 있다. 비가열식 또는 압력스윙식건조기에 있어서, 건조제는, 온-스트리임의 타워로부터 소량의 건조공기생성물을 대기압 가까이로 팽창시키고, 팽창된 공기를 재생되는 타워내의 건조제베드에 잠재된 수분에 통과시킴으로서 재생된다. 즉, 건조제베드내 잠재된 수분에 저장된 흡수열을 팽창된 공기부분과 함께 사용하여, 건조제베드로부터 수분을 추출(또는 탈착)한다. 이와는 달리, 가열식 건조기는 탈착열을 제공하기 위한 외부 에너지원과 탈착된 물을 시스템으로부터 제거하기 위한 반송가스를 필요로 한다.

본 발명은 비가열식 또는 압력스윙식건조제 재생방식의 건조기, 특히, 압력스윙식건조제 재생방식 건조기용 가스건조사이클의 소요시간한정 제어시스템과 소요시간을 제한, 변화시키는 방법 및 가스성분 추출장치에관한 것으로, 이러한 압력스윙식건조제 재생방식의 건조기는 수년간 공지된 바이며, 예를들면, 미국특허 제2,944,627호에 이런 압력스윙식건조기에 대해 개시되어 있고, 이런 장치에 대해서는 잘 알려져 있으므로, 이와같은 공지의 건조기에 대한 상세한 설명은 본 발명의 이해를 위해 불필요하다. 이러한 종래의 이중타워 압력스윙식건조제 재생방식건조기의 완전한 설명에 대해서는 상기 인용한 미국특허 제2,944,627호 공보 또는 이하 인용하는 종래의 특허명세서를 참조하기 바란다.

상기 주목할 것으로, 이런 건조기의 건조타워내 건조재베드는 이들을 팽창된 압축공기생성물의일부에 노출시킴으로서 재생된다.

예를들면, 건조된 압축공기생성물의 대략 15%(100psig에서)를 대기압 가까이로 팽창시킨 다음, 재생되려는 타워내에 정화공기스트리임으로서 통과시킨다. 이런 건조압축공기 압력하의 '스윙'에 기인하여, 팽창된 공기는 매우 건조해져 타워를 통과하는 건조정화공기의 이동에 의해 건조제에서 수분을 탈착하고, 탈착된 수분은 정화공기스트리임에 의해 건조기 밖으로 반송된다. 이런 건조기장치의 이중타워 중 한쪽에서 수분을 정화한 다음에 교대로 다른쪽에서 수분을 정화하기 위해서는 공지의 배관 및 밸브구성을 사용하며, 이에 대해서는 상기 인용한 미국특허 제2,944,627호 공보 및 이하 인용하는 종래의 특허명세서상에 개시된 바있다.

일반적으로, 고정된 시간의 사이클로 작동하는 압력스윙식건조기는 고정된 정화속도로 매우 잘 실행될 수 있으며, 최대설계 흐름속도에서 압축공기의 처리흐름속도가 일정하게 존재할 경우, 일반적으로 이런 건조기의 작동사이클을 변형시킬 필요는 없다. 그러나, 대부분의 공업적 환경에서 압축공기 수요량 및 환경조건은 일정하지 않고, 시간에 따라 변화하며 이런 변동에 의해 건조기에 도입되는 압축공기의 상태는 폭넓게 변동될 수 있으므로 흐름율, 압력, 온도 및 이슬점에 변화가 있다. 더욱이, 이런 건조기의 에너지소모는 특히 대용량의 건조기에 있어 중요한 문제로 되나, 건조기 작동을 효율적으로 제어하면, 건조기 작동비용을 최소로 할 수 있다.

특히, 건조시스템을 모니터하고, 정화소요시간을 감소시키도록 재생 사이클을 조정할 수 있다면 중요한 경제적 이점을 실현시킬 수 있다. 예를들면, 1000SCFM(1분당 표준입방피트)의 인입흐름용량을 지닌 건조기는 대략 150SCFM의 정화공기(인입흐름의 15%)를 필요로 하고, 이런 정화공기를 공급하기 위해서는 예를들면, 1000의 표준입방피트에 대해 $20의 비용이 들어 일년간 작동시킨다면 총 $15,768.00의 비용이 든다. 만약 연간 압축공기수요량이 시스템 용량 이하라면(예를들어, 수요량이 용량의 50%라면), 정화공기의 사용을 효율적으로 규정하는 수요량 제어시스템을 사용함으로서 재생요건 내에 상응하는 절감을 또한 실현할 수 있으므로 재생에 대해 절반정도의 정화공기비용($7,884.00)을 절약할 수가 있다.

종래, 압력스윙식 건조제형 건조기에대한 각종의 수요량 제어시스템이 공지되어 있으며, 예를들면, 미국 특허 제3,448,561호 공보에는 비가열식 또는 가열식건조제형 건조기에 대해, 습도계를 사용하여 건조제베드를 건조하는 공기의 샘플을 취하고 그 수분함량을 측정함으로써, 재생횟수를 제어하는 시스템이 개시되어 있으며, 수분함량이 소정값으로 감소되었을 경우, 재생된 타워를 원래의 라인상에 위치시키고 다른 타워를 재생모오드로 전환시키고 있다.

미국특허 제4,247,311호 공보에는 수분을 감지하여 건조되고 있는 타워로 향하는 수분의 전진을 모니터하는 변환기와 함께 마이크로프로세서를 사용하고 있는 압력스윙식건조기 시스템이 개시되어 있으며, 이 정보는 건조 및 재생모오드사이에서 타워의 전환을 개시하기 위해 사용된다. 이 특허명세서에 따르면, 시스템은, 활용되는 수분감지변환기로부터의 신호에 의해 고정된 사이클로 작동하여 재생사이클의 횟수를 제어한다. (즉, 50% 수요량에 대해서, 건조되는 타워는 사이클이 교체되는 동안 재생되어버리며, 사이클 도중에는 준비모오드 상태로 가압되어 있다.)

다른 공지의 수요량 제어시스템으로는 다음과 같은 것들이 있다.

즉, Deltch Engineering, INC. 에서는 10분의 고정사이클로 작동하여 인입온도, 인입압력 및 인출질량 흐름율의 측정값을 마이크로 프로세서에 입력한 다음 계산하여 재생사이클에 대한 정화흐름율과 정화시간을 제어하는 압력스윙식 건조기용 수요량 제어시스템을 소개한 바 있으며, Zurn Industries, INC.에서는 건조제베드내의 습윤공기인입구 가까이에 위치시킨 수분센서를 사용하는 압력스윙식 건조기의 수요량 제어시스템을 제안하여, 센서는 인입구 공기의 수분함량에 대한 정보를 마이크로프로세서로 전송하여 재생사이클의 소요시간을 결정하고 제어한다.

"비가열식 건조 설계책자"(Ed Peacock저)라고 하는 기술서적에서는 인입 및 인출공기 스트리임내에 온도탐침자를 사용함으로써 건조제베드내의 온도상승을 모니터하는 수요량 제어시스템이 제안되어 있다.

그러나, 종래의 압력스윙식 건조제형 건조기에 대한 수요량 제어시스템은 일반적으로 건조타워의 전환을 충실하게 제공하기 위해, 지속적으로 유지 및 교정을 해야하는 고가의 예민한 제어요소를 필요로하여 예를들면, 상기 설명한 바와같은 건조제베드의 온도상승을 근거로한 수요량 제어시스템은 인입, 인출배관내에 또는 건조타워의 인입, 인출단 가까이에 온도변환기를 설치할 필요가 있으나, 이런 시스템은 인입 및 인출온도의 정밀한 감지에 의존하기 때문에, 적당한 교정값으로부터의 인입 또는 인출온도변환기의 작은 변동은 건조 및 재생사이클 사이의 타워전환을 너무 늦게하거나 이르게 한다. 또한 이런 시스템에서 인입공기온도 내 작은변동은 재생사이클에 있어서 바람직하지 않은 변동을 일으킨다.

본 발명은 매사이클 고정된 정화흐름속도와 고정된 정화시간으로, 건조제베드내 감지할 수 있는 에너지 저장용량을 완전히 활용하도록 건조사이클의 소요시간을 변동시키는, 압력스윙식건조기의 수요량 제어시스템에 관한 것이다. 이런 제어기능은 건조기를 통과하는 압축공기흐름통로, 바람직하게는 건조제베드 및 또는 정화배기내의 특정위치에서 온도를 모니터함으로서 달성된다.

요약하면, 본 발명의 제어기구는 고정된 소요시간의 재생 또는 정화사이클의 초기에 정화인출구배관 혹은 타워의 인접부에서의 온도를 측정 및 기록하고, 이 온도값을 동일위치에서 정화사이클의 종료시의 온도와 비교하는 것이다. 이 온도차이는 동일한 타워에 있어서 건조사이클의 개시와 건조사이클 개시후의 지점사이에 상기 언급한 위치로부터의 타워의 상류(정화 흐름방향에 대해)지대에 발달하는 온도차이에 대해 소정의 비례관계를 지닌다.

정화사이클 동안 정화인출구 또는 정화배관에서 감지된 초기 및 최종온도 사이의 차이에 소정의비례상수를 곱한것이 다음번의 건조사이클 동안 소정의 상류위치에서 기록된 온도증가를 초과할 경우에 통상적으로 시스템이 작동되어 전환이 실행됨으로써 그 타워에 대한 건조사이클을 종결시키고 다른 재생사이클을 시작하게 한다.

동시에 다른쪽 타워(이미 재생사이클을 완수하여 재가압되어있는)를 온-스트리임으로하여 가스건조사이클을 시작하게한다.

본 발명에 따르면, 각각의 재생사이클은 고정된 소요시간인 반면 제일 첫번째 건조사이클 이외의 각각의 건조사이클은 적어도 재생사이클과 잇따른 재가압의 고정된 소요시간만큼 길은 가변적인 소요시간이며, 타워의 재생 및 재가입후에, 타워는 온도차이 비례함수가 만족될 경우 건조사이클을 시작하도록 준비상태에 있고 전환이 이루어진다.

더욱 주목할것으로, 본 발명은 에너지 전이표시로서 온도데이타에만 의지하고 있다. 온도표시는 본질적으로 몸체가 주어진 온도에 도달하는 공정에 대해서는 아무것도 밝힐 수 없으나, 건조기의 작동공정에 있어서, 온도변화로서 수요량제어에 접근하는데 용이한 온도판독값에 대한 믿음은 일반적으로 건조제베드내 열에너지 저장에 대한 비례관계를 포함하는 것으로 간주할 수 있다.

즉, 본 발명을 위해 사용된 온도표시는 잠열에너지와는 구별된 감지할 수 있는 에너지성분인 열에너지값 성분을 표시하는 것이다.

본 발명은 이하의 상세한 설명에 따라, 신규의 건조기사이클 수요량 제어기능을 달성하기위한 방법 및 장치를 예기한 것이다. 따라서, 본 발명의 목적은 흡수 및 탈착 또는 재생사이클 사이에서 압력스윙식 공기건조기의 건조타워를 전환제어하는 신규의 향상된 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 타워의 전환을 제어하기 위해 온도를 모니터하여 특정의 건조타워내 에너지 수준을 모니터 함으로써, 건조 및 재생사이클사이에서 압력스윙식 공기 건조기 타워의 전환을 제어하는 신규의 향상된 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 앞선 재생사이클시 발생된 선택 가변기준값에 응하여 상기 전환타이밍이 변동하는 흡수 및 재생모오드 사이에 압력스윙식 공기건조기 타워의 전환을 제어하는 신규의 향상된 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 연속적인 재생사이클 동안 각각의 타워내 에너지 전이를 표시하는 파라메타를 사용하여 각각의 전환타이밍을 제어하는 건조 및 재생모오드사이에서 압력스윙식 공기건조기 타워의 전환을 제어하는 신규의 향상된 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 상기 및 다른 목적에 따라 압력스윙식 공기건조기와 함께 작동하는 신규의 향상된 제어장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 상기 및 다른 목적은 다음의 상세한 설명 및 바람직한 실시예를 기술한 첨부도면을 고려하면 쉽게 이해할 수 있으며, 도면은 신규의 제어장치를 함유하여 본 발명의 신규의 작동방법에 따라 작동하는 이중타워 압력스윙식 공기건조기의 개략도이다.

잘 알려진 바와같이, 압력스위익 압축공기건조기는 각각 적당량의 건조제물질(도시안함)을 지니는 한쌍의 타워(1), (2)로 이루어지며, 타워(1), (2)에는 적당한 배관이 설치되어 각각의 타워(1), (2)를 흡수 및 재생모오드, 사이클 또는 주기로 교대로 작동시킨다.

또한 재생사이클은, 통상, 탈착사이클 또는 정화사이클이라고도 한다. 도시한 바와같이, 타워(1), (2)의 하단은 도관(3)을 통해 압축공기인입구(4)에 연결되고, 도관(3)에는 타워(1)에 대한 압축공기흐름을 제어하는 밸브(5)와 타워(2)에 대한 압축공기흐름을 제어하는 밸브(6)를 구비하고 있다. 정화/재가압밸브(7)는 타워(1)와 밸브(5) 사이의 도관(3)에 연결되며, 마찬가지로 정화/재가압밸브(8)는 타워(2)와 밸브(6)사이의 도관(3)에 연결되어있다.

(1), (2)의 상단은 연결부(25), (26)과 도관(9)를 통해 중앙인출구(10)에 연결되며, 인출구(10)와 상단연결부(25), (26)사이의 도관(9)내에 반대위치로 일방향체크밸브(14), (15)가 각각 배치되어 타워(1), (2)에서 인출구(10)로의 가압공기흐름을 제어한다. 도관(18)은 도관(9)과 평행하게 연결되며, 그 반대끝은 도관(9)의 중간체크밸브(14), (15)와 각각의 타워연결부(25), (26)에 개방연통되어있다. 도관(18)에는 일방향체크밸브(19), (20)가 반대위치로 배치되어 있으며, 연결부(25), (26)를 경유하여 타워(1), (2)의 상단과 개방연통되어 있다.

도관(18)의 중간부(밸브(19), (20)사이)와 도관(9)의 중간부(밸브(14), (15)사이)는 도관(22)으로 연결되고, 적당한 정화속도제어밸브(23)는 도관(22)에 연결되고, 정화오리피스(24)에 직렬로 연결되어 오리피스(24)의 방출 또는 저압쪽은 체크밸브(19), (20)사이의 도관(18)에 개방연통하고 있다. 상기 설명한 구조는 후술하는 밸브(5), (6), (7), (8) 및 (23)을 조작하는 제어장치와 같이 종래 공지된 것이므로, 이런 공지구조 및 제어장치에대한 상세한 설명은 본 발명의 이해를 위해 불필요한 것이다.

공지된 바와같이, 건조사이클의 초기에 밸브(6), (7)를 폐쇄하고 밸브(5), (8)을 개방함으로써 도입되는 압축공기(즉, 수분을 함유하는 주공기흐름)는 인입구(4) 및 도관(3)을 경유하여 건조기를 도입되고, 밸브(5)를 통해서 가압되어있는 타워(1)내로 흐른다.

가압된 공기스트리임은 화살표 A로 표시한 바와같이 건조되려는 타워(1)를 통해 상방으로 흘러간 다음, 타워의 상단에서 도관(9), (18)내로 방출됨으로써 체크밸브(19)를 폐쇄하고, 체크밸브(14)를 개방시킨다. 타워(1)에서 선택된 압축공기흐름(예를들면 15%)은 도관(22)을 경유하여 밸브(23)와 오리피스(24)를 통해 흘러나감으로써 대기압 가까이로 조절되어 저압스트리임을 생성하여, 도관(22)에서 도관(18)내에 매우 건조한 공기가 흐르게 된다.

이런 저압공기흐름은 밸브(19)를 폐쇄해버리는 타워(1)로부터의 공기압을 이겨낼수 없기때문에 저압공기는 대신 밸브(20)를 개방하고 이를 통해 타워(2)로 흘러간다. 즉, 저압건조공기는 저하된 속도로 타워(2)내에 정화공기흐름으로서 하방으로 흘러 화살표 B로 표시한 바와같이 그속에 함유되어 있는 건조제를 건조 및 재생시킨다. 다음, 타워(2)를 통하여 정화공기흐름은 밸브(8)를 통해 대기로 방출한다.

종래 공지되어있는 압력스윙식 건조기의 작동법과 일치하여, 시간조작 제어장치를 설치하여 소정주기로 재생시킨후 밸브(8)를 폐쇄함으로서 타워(2)를 천천히 재가압시킨다.

타워(2)가 재가압되면, 시간조작 제어장치로 밸브(6), (7)를 개방하고 밸브(5)를 폐쇄시킴으로서 타워(1), (2)를 전환시킨다. 즉, 타워(1)는 작동사이클의 재생단계로 되고, 타워(2)는 작동사이클의 공기건조단계로 들어가게 된다. 상기의 모든구조 및 작동방법은 잘 알려져 있고, 상기 언급한 종래기술에 설명되어 있으므로 상세한 설명은 본 발명을 이해하기 위해 불필요한 것이다.

본 발명의 바람직한 일실시예에 의하면, 건조기 순환을 제어하기위한 타이머 또는 기타 공지의 편의수단 대신에, 쌍을 이룬 열센서(31), (32)와 (33), (34)를 각각 타워(1), (2)에 설치하고 이들의 신호출력라인(29)을 적당한 제어장치(30)에 연결하여 건조사이클로부터 재생사이클로의 타워의 전환을 제어한다. 도시한 바와같이, 타워(2)에는 건조제베드의 하단에 열센서(33)를 설치함으로서 타워(2).

내 건조제의 감지할 수 있는 정도의 열을 센서(33)로 측정할 수 있으며, 마찬가지로, 정화가스인출구 부근 또는 정화가스 인출구 배관내에 센서(33)를 설치함으로써 정화가스흐름의 온도를 효율적으로 측정한다. 센서(31)는 타워(1)내의 대응위치에 위치한다.

본 발명의 원리에 따라서, 센서(33)는, 예를들면, 타워(2)에서 재생사이클의 초기에 건조제베드의 온도를 검출하고, 얻어진 출력신호(T33i)를 각각의 라인(29)을 통해 제어장치(30)에 전송시키고 제어장치(30)내의 프로세서와 함께 내재되어 있는 전자기억저장소에 적당하게 저장시킨다.

타워(2)에 대한 정화사이클의 시작에서부터 시간간격을 고정시킨후(예를들면 4분), 센서(33)는 건조제베드의 온도를 다시 검출하고, 얻어진 출력신호(T33f)를 각각의 라인(29)을 통해 제어장치(30)에 전송하고 저장된 온도데이타를 신호(T33i)에서 신호(T33f)를 감산함으로써 처리한다.

센서(33)로 측정된 정화공기의 온도는 항상 정화사이클의 진행함에 따라 감소하므로 신호(T33i)의 크기는 하앙 신호(T33f)의 크기를 초과하게되며, 신호(T33i)와 신호(T33f)의 크기차이를 저장하여, 후에, 타워(2)의 다음번 압축공기건조사이클을 종결시킬때를 결정하는데 사용한다. 인입구 공기의 이슬점이 대략 40℉이하일 경우 이들 온도차이의 크기는 너무 작아서 정밀하게 검출할수가 없으며, 또한 주위온도와 압축공기인입온도가 15℉이상으로 차이가 날 경우는 건조제용기를 단열재로 피복해두는 것이 바람직하다. 타워(2)내 건조제온도를 측정하기위해 센서(33)위치 위쪽에 또는 정화 공기흐름방향에 대해 상류에, 예를들면, 타워(2) 꼭대기에서부터 건조제베드까지 길이의 대략 2/5정도에 다른 열센서(34)를 설치하며, 타워(1)의 대응위치에 센서(32)를 설치한다. 센서(34)는 타워(2)내 표시위치에서 건조제베드의 온도를 측정하기 위해 사용된다. 즉 타워(2)에서 압축공기건조사이클이 시작될때, 센서(34)로 측정된 건조제온도의 크기(T34i)를 제어장치(30)의 프로세서에 저장한다. 건조사이클에서, 바람직하게는 대체타워에 대해 재생사이클과 잇따른 재가압의 고정된 소요시간만큼 길게 시간간격을 선택한 후에, 센서(34)위치에서 타워(2)내 건조제베드의 온도를 연속적 또는 사이를 두고 모니터하여, 타워전환을 제어하기위해 아래 설명한 방법에서의 사용을 위한 온도판독값(T34)을 제공한다.

상기 설명으로부터, 재생 또는 정화사이클 동안 타워내 가스흐름온도의 강하는 온도크기(T33i-T33f)로부터의 기본 또는 기준파라메타를 설정할 수 있으며, 이런 기준파라메타는 상수 K로 변형시킬 수 있으며 1이상이거나 1이하이다. 상수 K는, 압축공기건조사이클 동안 타워를 통과함으로써 건조되는 처리공기로 선택된 이슬점과 관련하여 선택된 전기신호이다. K의 선택변동에 대해, 제어장치(30)에 C로 개략적으로 나타낸 바와같이 수동적으로 선택조정할 수 있는 적당한 구조의 제어수단을 설치하여 상수 k의 변동에 의한 기준파라메타의 크기를 변화시킨다.

본 발명의 바람직한 최선실시모오드에 따르면, 이슬점이 낮을수록(즉, 공기가 건조할수록), 예를들면 0.1~0.5의 작은 K값을 요하고 이슬점이 높을수록, 예를들면 2.0~4.0의 큰 K값을 필요로 한다. 즉, 일반적으로 K값은 예를들면 0.1과 4.0범위에서 변화시킬 수 있으며, 작동기에 의해 건조기작동의 특정요건에 따라 소정으로 선택적으로 변화시킬 수 있다.

지시된 K값은 일반적으로 건조기타워를 통과한 가스흐름통로내에 상기 설명한 바와같이 위치한 온도센서에 대해 적용시킬 수 있고, 대안적으로 온도센서에 대한 상대적인 위치결정이 이루어지며 이런 대체방법에 대해서 K값의 범위는 달라진다.

주어진 온도센서의 위치에 관하여, K값은 열역학원리, 주어진 인입공기상태 및 소정건조기 시스템의 인출공기상태로부터 유도할 수 있다.

주목할 것으로, 본 발명은 소정시간 간격의 재생사이클동안 정화인출구 위치 또는 그 부근 위치에서 발생하는 온도강하를 검출하고, 이런 온도강하에 비례적인 파라메타를 생성하여, 다음번 건조사이클 동안 타워내의 비교적 높은곳에서 발생하는 온도차이와 비교함으로서 압력스윙식 건조사이클을 제어한다.

이런 높은곳에서의 온도차이가 생성한 파라메타를 초과할 경우, 제어장치는 건조기시스템을 전환시키도록 제어되므로 이중타워는 역할을 전환하여 상기 설명한 바와같은 종래의 밸브 및 배관의 작동을 통해 공기를 건조시키고 있는 타워는 재생으로 전환하고, 재생된 타워는 압축공기 건조로 전환되도록 준비상태에 있다.

본 발명에 있어 온도관계를 다음의 수학적조건으로 더욱 간편하게 설명한다. 이것은 타워(2)와 관련하여 설명한 것이나, 동일 조건을 타워(1)에 적용할 수 있으며, 작동시 타워는 공기건조 및 재생사이의 가역적인 역할을 반복함으로써 일반적으로 서로 180°로 다른단계의 사이클을 번갈아 교대로 작동한다.

다음의 조건을 만족할 경우에 타워(2)는 건조에서 재생으로 전환된다.

T34-T34i>K(T33i-T33f)

이러한 식중 : T34는 온도센서(34)로부터의 현재온도 또는 비례신호, T34i는 건조사이클의 초기에 센서(34)로부터의 온도 또는 비례신호, T33i는 동일한 타워에서 최종의 재생사이클을 시작했을때의 센서(33)로부터의 온도 또는 비례신호, T33f는 동일한 타워에서 최종의 재생사이클을 종료했을때의 센서(33)로 부터의 온도 또는 비례신호이고, K는 타워내의 온도변환기의 위치와 소정생성물의 이슬점에 의한 함수값을 갖는 비례상수이다.

마찬가지로, 타워(1)는 다음과 같은 조건일 경우에 건조에서 재생으로 전환된다.

T32-T32i>K(T31i-T31f)

또한, 상기 설명한 건조제형 건조기작동 환경에서 특정온도관계는 에너지관계에 대응함을 알 수 있다. 즉, 본 발명의 제어시스템은 에너지값 지시계로서 온도파라메타에 의존하는 것이다.

상기 설명한 신규의 수요량 제어시스템은 상기 설명과 일치하여 각각의 타워에 대해 건조 및 재생사이클이 교대로 반복해서 연속적으로 작동하는 것으로, 초기사이클에 대해서만 단일사이클이 전환된다고 하는 상기 설명과는 다르게 다음과 같이 건조 및 재생모오드 사이에서 타워(1)과 타워(2)의 조정전환으로 이루어지는 작동이 진행된다. 초기시동을 시작하면, 예를들면 타워(1)는 공기를 건조시키고 타워(2)는 재생된다. 즉, 밸브(7), (6)은 폐쇄되고, 밸브(8), (5)는 개방된다. 따라서 수분함유 압축공기는 도관(4), (3)을 통해 타워(1)내로 흘러 건조되고, 타워(1)에 남아있는 일부의 건조된 공기(예를들면 15%)는 오리피스(24)에 의해 대기압 가까이로 조절되어 상기 설명한 바와같이, 타워(2)로 향해 흘러가 재생시키고 이때의 정화공기는 밸브(8)를 통해 대기로 나간다. 타워(2)에 대한 첫번째 재생사이클의 초기에 온도센서(33)는 타워(2)내의 위치에서 온도를 검출하고 얻어진 신호는 다음번의 사용을 위해 제어장치(30)의 메모리에 저장된다.

정화시간 간격이 고정(예를들면 4분)된 후에 센서(33)로 검출된 온도에 의해 생성한 신호를 얻어진 초기값으로부터 감산하고, 그 차이를 다음의 사용을 위해 저장하여, 타워(2)에 대한 다음의 건조사이클을 종결시킬때를 결정한다.

고정된 정화사이클 소요시간의 종료시에 밸브(8)는 폐쇄되어 정화배기흐름을 종결시키고, 타워(2)는 라인압력으로 재가압되어 이것의 첫번째 건조사이클의 개시를 위해 준비상태로 된다.

타워(1)의 최초 건조사이클에 대하여, 소정의 시간이 고정된후에 전환이 일어난다. 즉, 상기 설명한 관계에 따라, 재생사이클로부터 파라메타를 제어할 수 있는 타워(1)의 재생사이클을 앞서 설정할수는 없으므로 타워(1)은 고정된 정화사이클의 소요시간보다 긴 소정의 고정시간 도안 공기를 건조시키고, 상기 설명한 바와같이 시스템온도를 검출하여 생성된 신호를 모니터하고 비교함으로서 다음번 전환이 제어된다. 그러나, 첫째 사이클에 대해서, 타워(1)의 소정소요시간의 건조사이클 종료시에 타워는 밸브(5)를 폐쇄하고 밸브(6), (7)를 개방함으로서 전환되어 압축된 모든 공기흐름은 타워(2)를 통해 상방으로 흐르기 시작하고, 타워(2)에 존재하는 일부의 건조생성물은 오리피스(24)에 의해 대기압 가까이로 조절되어 타워(1)를 통해 하방으로 흘러가 타워(1)를 재생시킨다. 이런 타워(2)의 건조사이클 초기에, 최초전환에 의해 센서(31), (34)로 검출된 온도 또는 비례신호는 제어장치(30)의 메모리에 저장되고, 고정된 정화 시간간격(예를들면 4분)동안 타워(1)가 재생된후에 센서(31)로 검출된 신호를 타워(1)의 재생사이클 초기에 센서(31)로 검출한 값에서 감산한다. 이 차이는 단지 타워(2)에 대해 상기 설명한 첫째 재생사이클 동안 제어장치(30)의 메모리에 저장되어, 다음번 기준 파라메타의 생성을 타워(1)의 다음번 건조사이클 동안 생성되는 온도센서의 신호차이와 비교하여 다른 전환작동으로 건조사이클의 종결을 제어한다. 동시에 타워(1)의 재생사이클은 밸브(7)를 폐쇄함으로써 종결되고 타워(1)은 재가압되어 타워(2)로 부터의 가스건조 작동을 전환하는 준비상태로 된다.

타워(1)은 완전히 재가압되도록 충분한 시간을 부가(예를들면 1분 부가)한 후, 센서(34)로부터의 신호를 모니터하고 상기 설명한 수학적 조건을 제어장치(30)내의 마이크로프로세서작동을 통해 작동시킨다. 이러한 조건이 만족되면, 다시한번 전환이 일어나 타워(2)는 다시한번 재생사이클을 시작하고, 타워(1)은 다시 건조사이클로 된다. 타워(1)과 (2)사이의 이런 일련의 사이클전환으로 건조기가 작동상태에 있는한 타워는 통상의 방식대로 교대로 역할을 수행하며 무한정 반복된다.

여기서 주목할 것으로 건조기자체, 배관 및 밸브설비 및 압축공기 건조와 건조제 재생모오드는 모두 종래 기술에 공지된 것이며, 본 발명은 특히 이런 건조기의 사이클을 제어하는 신규의 향상된 구조 및 방법과, 건조기장치 및 사이클 제어시스템을 지닌 신규의 건조기 시스템에 관한 것이다.

본 제어시스템의 효과는 건조기상의 수요량에 반비례로 건조사이클 시간을 늘리는 것으로, 예를들면, 이런 제어시스템에 의해 전체하중에 대해 총 10분의 사이클로 작동되도록 설계된 압력스윙식 건조기는 1/2하중에서 20분의 사이클로, 1/3하중에서 30분의 사이클로 작동할 수 있다.

또한 본 발명은, 매우 느린속도에서 흡수열은 발생하자마다 주위 대기로 소산될 수 있으므로 최대사이클 시간을 제한하는 설비를 지닌다. 즉, 주위공기로의 열손실율은 건조제상에 발생한 흡수열의 속도와 동일하고, 이런 상태하에서 흡수열은 다음번의 건조제 재생에 필요한 열을 공급하는데 사용할 수 없다.

본 발명에 따르면, 개개건조기의 작동특성, 타워내 온도센서의 위치로 주어진 비례상수 K는 건조된 공기 생성물의 소정 이슬점에 따라 선택되어 예를들면, 바람직한 건조기배치에 의해 비례상수 K는 다음과 같은 인출공기 이슬점을 제공한다.

요약하면, 본 발명은 건조된 압축가스 생성물의 수요량에 응한 압력스윙식 건조기의 사이클요건을 제어하는 것으로, 온도센서는 건조제베드에 면한 위치에서 그 온도크기를 에너지값에 대한 표시로서 모니터하고, 온도신호정보를 사용하여 인출구가 스트리임으로의 흡수열손실을 최소로 하기위해 가스건조사이클의 길이를 조정한다. 종래 공지된 수요량 제어시스템은 타워내 건조제로 제거된 수분량과, 재생시 건조제로부터의 수분을 제거시키기 위해 필요한 정화량을 측정하는 것으로, 즉 건제조베드에 면한 질량 이동위치에 의존하는 것이다. 물의 이동은 건조기의 궁극적인 목적(즉, 가스건조)에 관해서는 가장 중요하지만 건조기의 효율적인 작동과 관련해서는 단지 두번째로 중요한 뿐으로, 단지 감지할 수 있는 에너지를 저장하는 건조제의 용량을 적당히 활용함으로써 최적의 작동을 달성할 수 있다.

본 발명은 온도센서만 사용하여 수요량 제어시스템을 활성화시키면 되므로, 다른 많은 수요량 제어시스템에 비해 본질적으로 더욱 확실하며, 안정적이고 경제적이다. 예를들면, 공지된 다른 시스템은 공기 또는 건조제의 수분함량, 공기흐름속도 또는 압력을 측정하기 위해 센서를 사용하고 있다. 또한 본 발명의 수요량 제어시스템은 단일위치에서 시간에 따라 한점에서 다른점으로의 온도변화를 기준으로 제어가 행해지기 때문에 절대온도값의 측정에 의존하지 않으며, 단일센서로 임계수학적조건의 반대편상의 값을 제어하는 양쪽온도 판독값을 기준으로 하므로, 이들 제어값을 생성할때 2개의 다른 탐침자 사이의 절대적인 온도 판독값을 비교하는 경우가 결코 없다.

따라서, 다른 온도변환기 사이의 교정정확도에 대한 염려가 없으며 일반적으로 교정오차는 이런 제어시스템에 사용된 온도차이값에 영향을 주지 않는다.

본 발명의 다른 실시예에서는 실질적으로 상기 설명한 바와같은 제어 요소를 사용하나 고정된 소요시간의 가스건조사이클과, 정화시간을 제어하여 규정시킨 정화사이클을 채택한다. 이런 대체실시예에 따르면, 다소 상기 규정한 것과 반대방법으로 제어작동하며, 고정된 소요시간의 주기, 예를들면, 5분간 타워는 가스건조 사이클내의 라인으로 존재하며, 상기 규정한 바와같이 최초 및 종료온도가 측정된다. 즉, 건조사이클 동안 타워내 하류에 있는 2개의 온도센서에 의해 최초 및 종료온도가 판독되고, 다시 이들 최초 및 종료온도판독값 사이의 차이크기를 실험적으로 결정한 상수로 곱하고, 이결과를 타워하류내 2개의 온도센서중 하나에서 발생하는 정화온도 강하와 비교하고 정화흐름에 대해 계산한다.

이 위치에서의 정화흐름온도강하가 건조사이클 조건에 계산된 기본 파라메타값을 초과할 경우 정화사이클을 종결한다.

본 발명의 상기 대체실시예는 매우 낮은 이슬점(예를들면 -100℉)을 얻기위해 가장 적합하다. 그러나, 이런 낮은 이슬점 또는 정화공기의 사용을 최소로 하면서 다른 소정의 목적을 얻기위해서는, 전체사이클시간에 제한이 가해지는 등과 같은 여러제한이 필요하며, 예를들면 -100℉의 이슬점을 얻기위해서는 정화사이클시간을 대략 4분, 또는 이중타워건조기의 타워마다 2분으로 제한할 필요가 있다.

상기 설명한 바로부터, 본 발명은 압축공기를 건조시키기위해 더욱 일반적으로는 건조혼합율로부터 가스분류를 제거하기 위한 신규의 향상된 방법 및 장치로서, 각종의 변형실시예가 가능하므로 본 발명은 상기 설명에만 한정되지않고 폭넓게 구성될 수 있다.

Claims (31)

1. 반복연속가스건조사이클에서 가스혼합물의 스트리임을 건조제 타워(1, 2)를 포함하는 도관(3), (4), (9), (18), (22)에 주어진 흐름방향으로 통과시켜 각각의 건조사이클 동안 가스혼합물로부터 가스를 흡수하도록 밸브(5), (6), (7), (8), (23)이 선택적 작동하고, 이런 가스건조사이클의 연속사이클 사이에 밸브(5), (6), (7), (8), (23)가 작동하여 가스상 매체의 스트리임을 상기 주어진 흐름방향에 반대인 역흐름방향으로 건조제 타워(1), (2)로 향하게하여 건조제타워(1), (2)에 의한 가스흡수로 형성된 적어도 일부의 생성물을 제거하여 건조제타워(1), (2)를 재생시킴으로서 연속적인 가스건조사이클에서 건조제타워(1), (2)가 가스흡수를 효율적으로 실행하게 되는 가스혼합물로부터 가스를 추출하는 장치에 있어서, 상기 도관(3), (4), (9), (18), (22)의 선택된 장소에 위치하여 이도관(3), (4), (9), (18), (22)내에 검출된 온도에 반응하여 제어신호를 발생하는 열센서(31), (33) ; 상기 주어진 흐름방향에 관하여 상기 열센서(31), (33)에서부터 도관(3), (4), (9), (18), (22)상류에 위치하여 이 도관(3), (4), (9), (18), (22)내에 검출된 온도에 반응하여 제어신호를 발생하는 열센서(32), (34) ; 상기 열센서(32), (34)에 의해 재생사이클의 초기 및 종료시에 발생한 제어신호 사이의 차이에 비례적인 제 1 제어파라메타를 계산하도록 작동하고, 연속적인 가스건조사이클의 처음에 상기 열센서(31), (33)으로 발생한 제어신호와 상기 연속적인 가스건조사이클 동안의 간격에서 발생한 제어신호 사이의 차이로 이루어진 제 2 제어파라메타를 반복 계산하도록 작동하여 상기 제1 및 제 2 제어파라메타를 반복비교하도록 작동하고, 상기 제 2 제어파라메타의 크기가 상기 제 1 제어파라메타의 크기를 초과할 경우 상기 연속적인 가스건조사이클을 종결하도록 밸브(5), (6), (7), (8), (23)을 조작하도록 작동하는 제어장치(30) ; 및 상기 각각의 열센서(31), (33), (32), (34)와 상기 제어장치(30)사이에 작동통신을 공급하는 신호출력라인(29)로 이루어져서 연속적인 가스건조사이클의 소요시간을 한정하는 것을 특징으로 하는 압력스윙식건조제 재생방식건조기용 가스건조사이클의 소요시간 한정 제어시스템.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 열센서(31), (33), (32), (34)가 온도검출기인 것을 특징으로 하는 압력스윙식건조제 재생방식건조기용 가스건조사이클의 소요시간 한정 제어시스템.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 온도검출기는 제 1 검출기쌍으로 이루어지며, 상기 제어시스템은 처음 언급한 가스흐름통로내 상기 제 1 쌍의 온도검출기 위치에 대응한 위치내에 다른 가스흐름통로에 관하여 위치한 제 2 의 검출기쌍을 지지는 것을 특징으로 하는 압력스윙식건조제 재생방식건조기용 가스건조사이클의 소요시간 한정 제어시스템.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 제어장치(30)는 가스흐름통로 중의 하나의 다음번 가스건조사이클의 종료시에 밸브(5), (6), (7), (8), (23)을 조작하도록 작동하여 동일 도관(3), (4), (9), (18), (22)의 재생사이클을 개시하고 다른 도관(3), (4), (9), (18), (22)내 다른 가스건조사이클을 개시시키는 것을 특징으로 하는 압력스윙식건조제 재생방식건조기용 가스건조사이클의 소요시간 한정 제어시스템.
5. 제 2 항에 있어서, 상기 열센서(31), (32), (33), (34)가 상기 건조제 타워(1), (2)내에 위치한 것을 특징으로 하는 압력스윙식건조제 재생방식건조기용 가스건조사이클의 소요시간 한정 제어시스템.
6. 가스 혼합물의 스트리임을 건조제타워를 포함하는 흐름통로에 주어진 흐름방향으로 통과시켜 가스혼합물로부터 가스를 흡수하여 주어진 상태의 출력가스 스트리임을 생성하도록 가스혼합물로부터 가스를 추출하도록 작동하고, 또한 상기 주어진 흐름방향에 반대인 역흐름방향으로 건조제 타워에 가스상매체의 스트리임을 주기적으로 향하게하여 이런 가스혼합물로부터 가스의 흡수시 형성된 적어도 일부의 생성물을 탈착시켜 건조제 타워를 재생시킴으로서 연속교대로 흡수 및 탈착사이클을 실행하도록 작동하는 방법에 있어서, 가스탈착사이클의 개시시 가스흐름통로내 제 1 선택장소에서 열에너지 성분값에 대응하는 제 1 신호를 생성하고 ; 상기 가스탈착사이클의 종결시 상기 제 1 선택장소에서 상기 열에너지 성분값에 대응하는 제 2 신호를 생성하고 ; 상기 제1 및 제 2 신호사이의 차이크기에 비례적인 제 1 제어파라메타를 생성하고 ; 상기 주어진 흐름방향으로 가스혼합물의 연속흐름을 가스흐름통로로 향하게 하여 가스흡수사이클을 개시하고 ; 상기 개시단계와 동시에, 상기 주어진 흐름방향에 관하여 상기 제 1 선택장소로부터 흐름통로하류내에 제 2 선택장소에서 열에너지성분값에 대응하는 제 3 신호를 생성하고 ; 상기 가스흡수동안 상기 제 2 선택장소에서 열에너지성분을 모니터하고, 상기 제 3 신호와, 상기 제 2 선택장소에서 모니터된 열에너지 성분값에 대응하는 제 4 신호사이의 차이로서 제 2 제어파라메타를 계산하고 ; 상기 제1 및 제 2 제어파라메타를 비교하고 ; 상기 제 2 제어파라메타의 크기가 상기 제 1 제어파라메타크기를 초과할때까지 상기 모니터, 계산 및 비교단계를 차례로 반복하고 ; 상기 제 2 제어파라메타크기가 상기 제 1 제어파라메타 크기를 초과할경우 상기 가스흡수사이클을 종결시키는 단계로 이루어지는 가스흡수사이클과 그 다음 가스탈착사이클의 소요시간을 제한하는 것을 특징으로 하는 압력스윙식건조제 재생방식건조기용 건조사이클의 소요시간을 제한시키는 방법.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 제 1 제어파라메타를 생성하는 단계가 상기 제1 및 제 2 신호 사이의 차이크기와 상기 제1 및 제 2 선택 장소의 특정위치와 상기 출력 가스스트리임으로 주어진 상태의 특정값과 관련하여 결정된 비례상수의 수학적곱을 형성하는 것으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 압력스윙식건조제 재생방식 건조기용건조사이클의 소요시간을 제한시키는 방법.
8. 제 7 항에 있어서, 상기 주어진 상태가 상기 출력가스스트리임으로 이슬점을 포함하는 것을 특징으로 하는 압력스윙식건조제 재생방식건조기용 건조사이클의 소요시간을 제한시키는 방법.
9. 제 6 항에 있어서, 상기 제1, 제2, 제3 신호가 상기 제1, 제 2 선택장소에서 검출된 온도에 비례적인 신호인 것을 특징으로 하는 압력스윙식건조제 재생방식 건조기용 건조사이클의 소요시간을 제한시키는 방법.
10. 가스혼합물의 스트리임과 가스상 정화매체의 스트리임이 교대로 통과하는 도관(3), (4), (9), (18), (22) ; 상기 도관(3), (4), (9), (18), (22)내에 배치되어, 가스혼합물이 가스흡수사이클에서 이들을 통과할 경우 가스혼합물로부터 가스성분을 흡수하도록 작용하고, 또한 가스탈착사이클에서 가스상 정화 매체가 통과할 경우 이런 가스성분을 탈착하도록 작동하는 건조제 ; 상기 도관(3), (4), (9), (18), (22)을 통과하는 가스혼합물의 통로와 가스상 정화매체 스트리임의 통로를 제어하도록 작동하는 밸브(5, 6, 7, 8, 23) ; 상기 도관(3), (4), (9), (18), (22)내의 제 1 선택장소에 위치한 열센서(31), (33) ; 가스흡입시 상기 도관(3), (4), (9), (18), (22)내에 가스혼합물 흐름방향에대하여 상기 열센서(31), (33)으로부터 상류인 제 2 선택장소에 위치한 열센서(32), (34) ; 상기 밸브(5), (6), (7), (8), (23)과 공동작동하여 상기 열센서(31), (33), (32), (34)으로 생성한 제어신호사이의 주어진 관계를 만족할때 상기 도관(3), (4), (9), (18), (22)에 대한 가스혼합물 스트리임의 통과를 종결시키고, 가스탈착사이클의 개시 및 종료시에 상기 열센서(32), (34)로 생성한 제어신호사이의 차이에 비례적인 제 1 제어파라메타를 계산하도록 작동하고, 또한 가스흡착사이클의 개시에서 상기 제 1 검출기 수단으로 생성한 제어신호 및 이런 가스흡수사이클 동안의 다음번 시간에서 생성한 제어신호 사이의 차이인 제 2 제어파라메타를 계산하도록 작동하며, 또한, 상기 제 2 제어파라메타의 크기가 상기 제 1 제어파라메타의 크기를 초과할 경우 상기 제1 및 제 2 제어파라메타를 비교하고, 상기 흐름제어수단을 조작하여 가스흡수사이클을 종결시키도록 작동하는 제어장치(30) ; 및 상기 열센서(31), (33), (32), (34)와 상기 제어장치(30)사이를 작동적으로 연통시키는 신호출력라인(29)으로 이루어져서 가스혼합물로부터 가스성분을 추출하는 것을 특징으로 하는 압력스윙식건조제 재생방식건조기용 가스성분 추출장치.
11. 제10항에 있어서, 상기 열센서(31), (33), (32), (34)가 온도검출기인 것을 특징으로 하는 압력스윙식건조제 재생방식건조기용 가스성분 추출장치.
12. 제10항에 있어서, 상기 제 1 선택장소가 상기 건조제수단내의 장소인 것을 특징으로 하는 압력스윙식건조제 재생방식건조기용 가스성분 추출장치.
13. 제10항에 있어서, 상기 도관(3), (4), (9), (18), (22)은 타워(1), (2)을 포함하고, 상기 건조제는 상기 타워(1), (2)내에 함유된 건조제 물질의 베드로 이루어지는 것을 특징으로 하는 압력스윙식건조제 재생방식건조기용 가스성분 추출장치.
14. 제10항에 있어서, 상기 타워(1), (2)는 상기 건조제 물질의 베드를 각각 함유하는 한쌍의 건조기 타워로 이루어지는 것을 특징으로 하는 압력스윙식건조제 재생방식 건조기용 가스성분 추출장치.
15. 제10항에 있어서, 상기 건조기 타워(1), (2)는 각각 일부의 개별적인 도관(3), (4), (9), (18), (22)를 형성하고, 이 도관(3), (4), (9), (18), (22)는 상기 밸브(5), (6), (7), (8), (23)에 의해 서로 연결되어 가스흡착과 가스탈착사이클의 작동사이에 연속적으로 타워쌍을 교체시키도록 작동하는 것을 특징으로 하는 압력스윙식건조제 재생방식 건조기용 가스성분 추출장치.
16. 반복연속 가스건조 사이클에서 가스혼합물의 스트리임을 건조제 타워(1, 2)를 포함하는 도관(3), (4), (9), (18), (22)에 주어진 흐름방향으로 통과시켜 각각의 건조사이클 동안 가스혼합물로부터 가스를 흡수하도록 밸브(5), (6), (7), (8), (23)이 선택적으로 작동하고, 또한 이런 가스건조 사이클의 연속사이클 사이에 밸브(5), (6), (7), (8), (23)이 작동하여 가스상매체의 스트리임을 상기 주어진 흐름방향에 반대인 역흐름 방향으로 건조제 타워(1), (2)로 향하게하여 건조제타워(1), (2)에 의한 가스흡수로 형성된 적어도 일부의 생성물을 제거하여 건조제타워(1), (2)를 재생시킴으로서 연속적인 가스건조 사이클에서 건조제타워(1), (2)가 가스흡수를 효율적으로 실행하게되는, 가스혼합물로부터 가스를 추출하는 장치에 있어서, 가스흐름통로내의 선택된 장소에 위치하여 이런 가스흐름통로내에 검출된 요도에 반응하여 제어신호를 발생하는 열센서(31), (33) ; 상기 주어진 흐름방향에 관하여 상기 연센서(31), (33)에서부터 도관(3), (4), (9), (18), (22) 하류에 위치하여 이 도관(3), (4), (9), (18), (22)내에 검출된 온도에 반응하여 제어신호를 발생하는 열센서(32, 34) ; 상기 열센서(32), (34)에 의해 건조사이클의 초기 및 종료시에 발생한 제어신호 사이의 차이에 비례적인 제 1 제어파라메타를 계산하도록 작동하고, 연속적인 재생사이클의 처음에 상기 열센서(31), (33)으로 발생한 제어신호와 상기 연속적인 재생사이클 동안의 간격에서 발생한 제어신호 사이의 차이로 이루어진 제 2 제어파라메타를 반복 계산하도록 작동하며, 상기 제1 및 제 2 제어파라메타를 반복 비교하도록 작동하여 상기 제 2 제어파라메타의 크기가 상기 제 1 제어파라메타의 크기를 초과할 경우 상기 연속재생 사이클을 종결하도록 밸브(5), (6), (7), (8), (23)을 조작하도록 작동하는 제어장치(30) ; 및 상기 각각의 열센서(31), (33), (32), (34)가 상기 제어수단사이에 작동통신을 공급하는 신호출력라인(29)로 이루어져서 연속적인 가스건조사이클의 소요시간을 한정하는 것을 특징으로 하는 압력스윙식건조제 재생방식 건조기용 가스건조사이클의 소요시간 한정 제어시스템.
17. 가스 혼합물의 스트리임을 건조제타워를 포함하는 흐름통로에 주어진 흐름방향으로 통과시켜 가스혼합물로부터 가스를 흡수하여 주어진 상태의 출력가스 스트리임을 생성하도록 가스혼합물로부터 가스를 추출하도록 작동하고, 또한, 상기 주어진 흐름방향에 반대인 역흐름방향으로 건조제타워에 가스상매체의 스트리임을 주기적으로 향하게하여 이런 가스혼합물로부터 가스의 흡수시 형성된 적어도 일부의 생성물을 탈착시켜 건조제타워를 재생시킴으로서 연속교대로 흡수 및 탈착사이클을 실행하도록 작동하는 방법에 있어서, 가스흡수 사이클의 개시시 가스흐름통로내 제 1 선택장소에서 열에너지성분값에 대응하는 제 1 신호를 생성하고 ; 상기 가스흡수사이클의 종결시 상기 제 1 선택장소에서 상기 열에너지 성분값에 대응하는 제 2 신호를 생성하고 ; 상기 제1 및 제 2 신호사이의 차이크기에 비례적인 제 1 제어파라메타를 생성하고 ; 상기 역흐름방향으로 가스상 매체의 연속흐름을 가스흐름통로로 향하게 하여 가스탈착사이클을 개시하고 ; 상기 개시단계와 동시에, 상기 역흐름방향에 관하여 상기 제 1 선택장소로부터 흐름통로 하류내에 제 2 선택장소에서 열에너지성분값에 대응하는 제 3 신호를 생성하고 ; 상기 가스탈착동안 상기 제 2 선택장소에서 열에너지성분을 모니터하고, 상기 제 3 신호와, 상기 제 2 선택장소에서 모니터된 열에너지 성분값에 대응하는 제 4 신호사이의 차이로서 제 2 제어파라메타를 계산하고 ; 상기 제1 및 제 2 제어파라메타를 비교하고 ; 상기 제 2 제어파라메타의 크기가 상기 제 1 제어파라메타 크기를 초과할때까지 상기 모니터, 계산 및 비교단계를 차례로 반복하고 ; 상기 제 2 제어파라메타 크기가 상기 제 1 제어파라메타 크기를 초과할 경우 상기 가스흡수 사이클을 종결시키는 단계로 이루어지는 가스탈착 사이클과 그 다음 가스흡수사이클의 소요시간을 제한하는 것을 특징으로 하는 압력스윙식건조제 재생방식 건조기용 가스건조 사이클의 소요시간을 제한하는 방법.
18. 가스혼합물의스트리임과 가스상 정화매체의 스트리임이 교대로 통과하는 도관(3), (4), (8), (18), (22) ; 상기 도관(3), (4), (9), (18), (22)내에 배치되어 가스혼합물이 가스흡수 사이클에서 이들을 통과할 경우 가스혼합물로부터 가스성분을 흡수하도록 작용하고, 또한 가스탈착사이클에서 가스상 정화매체가 통과할 경우 이런 가스성분을 탈착하도록 작동하는 건조제 ; 상기 흐름통로를 통과하는 가스혼합물을 통로와 가스상 정화매체의 스트리임통로를 제어하도록 작동하는 밸브(5), (6), (7), (8), (23) ; 상기 도관(3), (4), (9), (18), (22)내의 제 1 선택장소에 위치한 열센서(31, 33); 가스흡수시 상기 도관(3), (4), (9), (18), (22)내의 가스혼합물 흐름방향에 대하여 상기 열센서(31), (33)으로부터 하류인 제 2 선택장소에 위치한 열센서(32, 34) ; 상기 밸브(5), (6), (7), (8), (23)과 공동작동하여 상기 열센서(31), (33) 및 열센서(32), (34)로 생성한 제어신호사이의 주어진 관계를 만족할때 상기 도관(3), (4), (9), (18), (22)에 대한 가스정화매체의 통과를 종결시키고, 가스흡수 사이클의 개시 및 종료시에 상기 열센서(32), (34)로 생성한 제어신호 사이의 차이에 비례적인 제 1 제어파라메타를 계산하도록 작동하고, 또한 가스탈착 사이클의 개시에서 상기 열센서(31), (33)로 생성한 제어신호 및 이 가스탈착사이클 동안의 다음번 시간에서 생성한 제어신호 사이의 차이인 제 2 제어파라메타를 계산하도록 작동하며, 또는 상기 제 2 제어파라메타의 크기가 상기 제 1 제어파라메타의 크기를 초과할 경우 상기 제1 및 제 2 제어파라메타를 비교하고, 상기 밸브(5), (6), (7), (8), (23)를 조작하여 가스탈착 사이클을 종결시키도록 작동하는 제어장치(30) ; 및 상기 열센서(31), (33), (32), (34)과 상기 제어장치사이를 작동적으로 연통시키는 신호출력라인(29)으로 이루어져서 가스혼합물로부터 가스성분을 추출하는 것을 특징으로 하는 압력스윙식건조제 재생방식 건조기용 가스성분 추출장치.
19. 가스건조사이클과 건조제 정화사이클을 번갈아 계속 작동시키는데 사용되는 건조제베드를 지니는 압력스윙식건조제 재생방식의 건조기에 있어서, 건조제베드의 가스흐름 방출영역에서 상기 일련의 사이클중 다른쪽으로 주어진 사이클의 시작에서부터 끝까지의 온도변화로서 제 1 온도 파라메타를 결정하고 ; 상기 주어진 사이클에 연속하는 각각의 사이클동안 건조제베드의 가스흐름인입 영역내 온도변화로서 제 2 온도파라메타를 모니터하고 ; 상기 제1 및 제 2 온도파라메타의 비율을 결정하고 ; 상기 비율이 소정값일 경우 상기 각각의 사이클을 종결하는 단계로 이루어지는 상기 일련의 사이클 중 하나인 사이클의 소요시간을 변동시키는 것을 특징으로 하는 압력스윙식건조제 재생방식 건조기용 가스건조사이클의 소요시간을 변화시키는 방법.
20. 제19항에 있어서, 상기 제 1 결정단계 및 상기 모니터단계는 각각의 열센서로 행해지는 것을 특징으로 하는 압력스윙식건조제 재생방식 건조기용 가스건조사이클의 소요시간을 변화시키는 방법.
21. 제20항에 있어서, 상기 다른쪽 일련의 사이클의 소요시간을 상수로 유지되는 것을 특징으로 하는 압력스윙식건조제 재생방식 건조기용 가스건조 사이클의 소요시간을 변화시키는 방법.
22. 제21항에 있어서, 상기 종결단계는 건조제베드를 상기 각각의 사이클에서 상기 연소적인 다른 일련의 사이클을 시작하도록 전환함으로서 달성되는 것을 특징으로 하는 압력스윙식건조제 재생방식 건조기용 가스건조사이클의 소요시간을 변화시키는 방법.
23. 제22항에 있어서, 상기 제 1 결정 모니터, 제 2 결정 및 종결단계를 차례로 반복하는 것을 특징으로 하는 압력스윙식건조제 재생방식 건조기용 가스건조사이클의 소요시간을 변화시키는 방법.
24. 열센서(31), (33)로 주어진 재생사이클의 개시부터 종료까지 건조제베드의 가스흐름 방출영역내 제 1 온도변화 크기로 결정하고 ; 상기 주어진 재생사이클에 이은 건조사이클 동안 상기 건조사이클의 개시에서부터 상기 열센서(31), (33)에서 가스흐름 인입영역을 향해 위치한 상기 일부의 건조제베드에 제 2 온도변화 크기를 열센서(32), (34)로 모니터하고 ; 상기 제1 및 제 2 도 온도변화비율을 결정하고 ; 상기 비율이 소정값에 달할때 상기 가스건조사이클을 종결시키는 단계로 건조기의 연속작용동안 이루어지는 것을 특징으로 하는 압력스윙식건조제 재생방식의 건조기용 건조사이클의 소요시간을 변화시키는 방법.
25. 제24항에 있어서, 상기 재생 및 가스건조사이클에서 상기 제 1 결정, 모니터, 제 2 결정 및 종결단계를 차례로 반복하는 것을 특징으로 하는 압력스윙식건조제 재생방식의 건조기용 건조사이클의 소요시간을 변화시키는 방법.
26. 제25항에 있어서, 상기 재생사이클의 소요시간은 상수인 것을 특징으로 하는 압력스윙식건조제 재생방식의 건조기용 건조사이클의 소요시간을 변화시키는 방법.
27. 제26항에 있어서, 상기 재생사이클의 종결은 상기 재생사이클을 시작하도록 상기 건조제 베드를 전환시키는 것에 의해 달성되는 것을 특징으로 하는 압력스윙식건조제 재생방식의 건조기용 건조사이클의 소요시간을 변화시키는 방법.
28. 열센서(31), (33)로 주어진 가스건조사이클의 개시부터 종료까지 건조제베드의 가스흐름 방출영역내 제 1 온도 변화크기를 결정하고 ; 상기 주어진 가스건조 사이클에 뒤이은 재생사이클 동안 상기 재생사이클의 개시에서부터 상기 열센서(31), (33)에서 가스흐름 인입영역을 향해 위치한 상기 일부의 건조제베드내 제 2 온도변화크기를 열센서(32), (34)로 모니터하고 ; 상기 제1 및 제 2 온도변화율을 결정하고 ; 상기율이 소정값에 달할때 상기 재생사이클을 종결시키는 단계로 이루어지면서 건조기의 연속작동동안 압력스윙 건조제 재생방식의 건조기의 재생사이클의 소요시간을 변화시키는 것을 특징으로 하는 압력스윙식건조제 재생방식의 건조기용 건조사이클의 소요시간을 변화시키는 방법.
29. 제28항에 있어서, 상기 번갈은 건조 및 재생사이클에서 상기 제 1 결정, 모니터, 제 2 결정 및 종결단계를 차례로 반복하는 것을 특징으로 하는 압력스윙식건조제 재생방식의 건조기용 건조사이클의 소요시간을 변화시키는 방법.
30. 제29항에 있어서, 상기 가스건조사이클의 소요시간은 상수인 것을 특징으로 하는 압력스윙식건조제 재생방식의 건조기용 건조사이클의 소요시간을 변화시키는 방법.
31. 제30항에 있어서, 상기 가스건조사이클의 종결은 상기 가스건조 사이클을 시작하도록 상기 건조제 베드를 전환시키는 것에 의해 달성되는 것을 특징으로 하는 압력스윙식건조제 재생방식의 건조기용 건조사이클의 소요시간을 변화시키는 방법.

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