WO2010013920A2 - 호흡용 공기 공급 시스템 - Google Patents

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WO2010013920A2
WO2010013920A2 PCT/KR2009/004174 KR2009004174W WO2010013920A2 WO 2010013920 A2 WO2010013920 A2 WO 2010013920A2 KR 2009004174 W KR2009004174 W KR 2009004174W WO 2010013920 A2 WO2010013920 A2 WO 2010013920A2
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air
air supply
supply unit
breathing
plant
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PCT/KR2009/004174
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김범수
김홍준
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에스케이에너지 주식회사
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62B—DEVICES, APPARATUS OR METHODS FOR LIFE-SAVING
    • A62B15/00—Installations affording protection against poisonous or injurious substances, e.g. with separate breathing apparatus
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62B—DEVICES, APPARATUS OR METHODS FOR LIFE-SAVING
    • A62B7/00—Respiratory apparatus
    • A62B7/10—Respiratory apparatus with filter elements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/56—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours with multiple filtering elements, characterised by their mutual disposition
    • B01D46/62—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours with multiple filtering elements, characterised by their mutual disposition connected in series

Definitions

  • the present invention relates to a breathing air supply system, and more particularly to a breathing air supply system to improve the reliability of the air supply through a triple air supply structure.
  • the work to be performed in a confined space is often required, and since the confined work space does not have a smooth air supply from the outside, it is necessary to provide workers with a separate breathing air.
  • the present invention has been made to solve the above problems, to provide a breathing air supply system that can stably supply fresh breathing air for improving the working environment and health of workers.
  • the air supply system for the hob in the breathing air supply system for supplying the breathing air to the work space, receiving compressed air from the atmosphere after drying and filtering the breathing air to the work space
  • the main air supply unit a compression tank for compressing air from the atmosphere to supply compressed air
  • a receiving tank having a pressure measuring unit for providing a space for accommodating the compressed air, and measuring the air pressure therein, the accommodation It characterized in that it comprises an air dryer for removing the moisture of the compressed air discharged from the tank, and a filter unit for removing the foreign matter of the compressed air passed through the air dryer.
  • the pressure measuring unit characterized in that it comprises a warning sound generating means for generating a warning sound when the measured pressure inside the receiving tank is less than the set pressure.
  • the main air supply unit is characterized in that it further comprises a dew point meter for measuring the moisture content of the compressed air passed through the air dryer.
  • the moisture content of the compressed air measured by the dew point measuring device is more than the set value is characterized in that the drive of the air dryer is stopped, and the breathing air is supplied to the workspace from the emergency air supply.
  • the filter unit may include a first filter unit for removing foreign substances having a particle size of 1 ⁇ m or more, a second filter unit for removing foreign substances having a particle size of 0.1 ⁇ m or more, and a third filter for removing foreign substances having a particle size of 0.01 ⁇ m or more. It is characterized by including a wealth.
  • the pre-filter is first installed to remove the foreign matter having a particle size of 5 ⁇ m or more.
  • the main air supply unit may further include a carbon monoxide meter for measuring the amount of carbon monoxide in the compressed air passing through the filter unit.
  • the operation of the main air supply, or the plant air supply, or the main air supply and the plant air supply is stopped, and the emergency air It characterized in that for supplying the breathing air to the workspace from the supply.
  • the rear cooler for primarily removing the moisture of the compressed air to meet the inlet air temperature conditions of the air dryer.
  • the plant air supply unit may receive the industrial air from a plant air supply unit supplying the industrial air to the process plant and supply the industrial air to the accommodation tank.
  • the plant air supply unit may further include a backup control valve for controlling supply of the industrial air delivered from the plant air supply unit, an oxygen analyzer measuring oxygen content of the industrial air delivered, and an oxygen analyzer measured by the oxygen analyzer. It characterized in that it comprises a backup auxiliary control valve for controlling the supply of the industrial air delivered in accordance with the oxygen content.
  • the backup valve control valve is characterized in that the control so that the industrial air is delivered from the plant air supply when the measured pressure of the receiving tank by the pressure measuring unit is less than the set value.
  • the emergency air supply unit may include an air cylinder unit for storing breathing air, and an emergency control valve for controlling the breathing air stored in the air cylinder unit to be supplied to the work space.
  • the air cylinder portion is composed of a plurality, each of the air cylinder portion is characterized in that it comprises a plurality of air cylinders.
  • the emergency air supply unit may further include a cylinder control valve for controlling whether the air cylinder is opened, and a pressure control valve for controlling the pressure of the breathing air supplied from the air cylinder. .
  • the triple air supply structure is adopted in supplying air to the work space, and the reliability of the air supply is improved by organically controlling the operation of each air supply unit.
  • FIG. 1 is a diagram schematically showing the operation of a breathing air supply system according to a preferred embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic structural diagram of a respiratory air supply system according to a preferred embodiment of the present invention.
  • FIG 3 is a detailed view of the emergency air supply unit according to a preferred embodiment of the present invention.
  • main air supply unit 210 compressor
  • FIG. 1 is a diagram schematically showing the operation of a breathing air supply system according to a preferred embodiment of the present invention.
  • the breathing air supply system 100 is the triple air of the main air supply unit 200, the plant air supply unit 300, and the emergency air supply unit 400 It is a technical feature to improve the reliability of air supply by adopting a supply structure and organically controlling the operation of each air supply unit 200, 300, 400.
  • the breathing air supply system 100 primarily supplies breathing air to the work space through the main air supply unit 200, and secondly, when the air supply through the main air supply unit 200 is not smooth.
  • the plant air supply unit 300 supplies air to the work space, and the air supplied from the plant air supply unit 300 does not meet the standard of breathing air, or the main air supply unit 200 and / or the plant air supply unit If the air supply to the workspace by the 300 is not smooth, the emergency air supply unit 400 is operated to supply air.
  • FIG. 2 is a schematic structural diagram of a respiratory air supply system according to a preferred embodiment of the present invention
  • Figure 3 is a detailed view of the emergency air supply unit according to a preferred embodiment of the present invention, refer to the respiratory air supply system ( 100 is characterized in that it comprises a main air supply unit 200, a plant air supply unit 300, and an emergency air supply unit 400.
  • the main air supply unit 200 is for supplying compressed air from the atmosphere to the first to supply the respiratory air to the work space through the drying or filtering operation, the compressor 210, the receiving tank 220, the air dryer 230 ) And a filter unit 240.
  • Compressor 210 is to compress and supply air from the atmosphere, it is preferable that an oil-free screw compressor is used so that no oil is contained in the breathing air.
  • the compressor 210 is a reciprocating type that compresses air by reciprocating a piston in a cylinder, a screw type that compresses by two rotors of a screw type, and a turbine at high speed (3 to 4). It is possible to adopt both of the turbo type to compress the air according to the rotation per minute rotation, and to supply the compressed air at a predetermined pressure (for example, 6 ⁇ 7kgf / cm2).
  • the receiving tank 220 is to provide a storage space for receiving the compressed air by the compressor, it is preferably made of stainless steel to withstand the pressure of the compressed air.
  • the pressure measuring unit 225 is installed at one side of the receiving tank 220 to measure the pressure of the compressed air accommodated therein.
  • the pressure measuring unit 225 not only displays the pressure inside the receiving tank but also includes a warning sound generating means (not shown) so that the measured pressure becomes a set value (for example, 6.0 kgf / cm 2 ) or less and an alarm sounds. It is preferable.
  • the pressure measuring unit 225 is connected to the backup control valve 320 to control the operation of the plant air supply unit 300 to be described later when the measured pressure is less than the set value.
  • an after cooler 215 is provided to remove this.
  • Air dryer 230 is to remove the moisture contained in the compressed air to meet the breathing air standard, it is connected through the receiving tank 220 and the flexible hose. Since the compressed air contains a large amount of moisture, it is not suitable as the air for breathing, but also condensed by the temperature difference with the outside, which may cause rusting of other devices or devices, which may cause fixing. This is because it is preferable to remove through.
  • the air dryer 230 uses an adsorbent such as silica gel, alumina gel, synthetic zeolite, and the like to dehumidify by adsorbing water vapor in compressed air.
  • an adsorbent such as silica gel, alumina gel, synthetic zeolite, and the like to dehumidify by adsorbing water vapor in compressed air.
  • absorption type absorbing type and cooling type which condensing water vapor by dehumidifying by forcibly cooling air can be used.
  • a dew point measuring device 235 for measuring the moisture content of the compressed air in order to measure the moisture content of the compressed air passing through the air dryer 230 to check whether it is suitable as breathing air.
  • the moisture content of the compressed air measured by the dew point measuring instrument 235 is more than the set value, the driving of the air dryer 230 is stopped, and the breathing air is supplied from the emergency air supply unit 400 to the workspace.
  • the filter unit 240 is to remove foreign substances such as dust in the compressed air (for example, dust) to meet the respiratory air standard, and to prevent failure caused by foreign substances in other devices or devices, and the air dryer 230 ) Is connected via a flexible hose.
  • the filter unit 240 is preferably controlled to be less than 1mg / m 3 , preferably less than 0.01mg / m 3 so that the foreign matter content in the compressed air to meet the respiratory air standard, for this purpose, the multi-filter structure It is preferable to adopt.
  • FIG. 2 shows a triple filter unit 240, a first filter unit 241 capable of removing 90% or more of foreign substances having a particle size of 1 ⁇ m or more, and a particle size of 0.1 ⁇ m or more.
  • Pre-filter 225 is preferably installed between the receiving tank 220 and the air dryer 230 to remove foreign matter (for example, 5 ⁇ m or more) having a large particle size before being supplied to the air dryer 230.
  • the carbon monoxide meter 245 is preferably installed in order to measure carbon monoxide contained in the compressed air passing through the filter unit 240 and check whether it is suitable as respiratory air.
  • the carbon monoxide amount of the compressed air measured by the carbon monoxide meter 245 is equal to or greater than the set value (5 ppm)
  • the plant air supply unit 300 receives the industrial air from the plant air supply unit 300 which supplies the industrial air to the process equipment when the pressure of the air supplied from the main air supply unit 200 is equal to or less than the reference pressure. Secondary supply of breathing air to the 100, when receiving the industrial air from the plant air supply 300 according to the opening and closing of the backup control valve 320 is suitable as the breathing air receiving tank 220 Supply this air.
  • the backup control valve 320 is connected to the pressure measuring unit 225 for measuring the pressure of the receiving tank 220 is opened when the measured pressure is less than the set value (for example, 6kgf / cm2) Industrial air is received from the plant air supply unit 300.
  • the industrial air delivered from the plant air supply unit 300 may be insufficient as oxygen for breathing due to lack of oxygen content, it is supplied according to the measurement result of the oxygen analyzer (O 2 Analyzer) 340 for measuring oxygen content of the industrial air. It is desirable to control whether or not. Therefore, the oxygen analyzer 340 is preferably installed between the backup control valve 320 and the receiving tank 220, the supply is supplied by the backup auxiliary control valve 330 when it is not suitable as the breathing air as a result of the measurement. More preferably, it is configured to be blocked.
  • the oxygen analyzer 340 is to control the opening and closing of the backup auxiliary auxiliary control valve 330 by analyzing the oxygen content of the industrial air, the backup auxiliary auxiliary control valve 330 when the oxygen content is less than 21% Control to close.
  • the oxygen analyzer 340 is composed of an electrochemical cell-type oxygen sensor and an outgoing circuit that outputs a standard current signal proportional to the concentration by receiving an electrical signal of the oxygen sensor in order to minimize the influence of ambient temperature and interference gas. It is preferably an electrochemical cell type oxygen analyzer.
  • the emergency air supply unit 400 supplies the air for breathing during the evacuation of workers working in the work space in an emergency in which the air supply by the main air supply unit 200 and the plant air supply unit 300 is not smooth. It is to. That is, the emergency air supply unit 400 is a case where the pressure of the air delivered to the workspace by the main air supply unit 200 and the plant air supply unit 300 is less than the set value (for example, 4.5kgf / cm 2 ) or the plant When the oxygen content of the industrial air supplied from the air supply unit 300 is equal to or less than the set value (oxygen concentration 21%), it is controlled to supply breathing air to the work space.
  • the set value for example, 4.5kgf / cm 2
  • the emergency air supply unit 400 is preferably controlled automatically in case of emergency, the emergency control valve 440 is automatically opened when the operating conditions of the emergency air supply unit 400 as described above occurs. It is preferable to install it.
  • the emergency air supply unit 400 includes air cylinder portions 410a and 410b for accommodating a predetermined amount of breathing air, and the air cylinder portions 410a and 410b include a plurality of air cylinder portions 410a and 410b. It is preferable to include, and each of the air cylinder portion 410a, 410b more preferably includes a plurality of air cylinder (415a, 415b). This is to provide emergency air to the work space stably even in case of some failure by configuring a plurality of air cylinders 410a and 410b and / or air cylinders 415a and 415b. Meanwhile, although FIG. 3 illustrates that the air cylinder part includes two cylinder parts 410a and 410b for convenience of illustration, the present invention is not limited thereto.
  • the emergency air supply unit 400 preferably includes cylinder control valves 420a and 420b for controlling whether the respective air cylinders 410a and 410b are opened.
  • the pressure of the breathing air discharged from the air cylinders 410a and 410b to supply the breathing air at a constant pressure to the work space is preferable to further include a pressure control valve (430a, 430b) for adjusting the pressure.
  • the emergency air supply unit 400 is to prepare for any situation, so each valve is preferably controlled by both automatic and manual, and a warning sound generating means is attached so that a warning sound sounds in case of a failure. It would be desirable to be.

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Abstract

본 발명은 작업공간에 호흡용 공기를 공급하는 호흡용 공기 공급 시스템에 관한 것으로, 대기로부터 압축공기를 공급받아 건조 및 필터링 후 호흡용 공기를 작업공간에 공급하는 메인 공기 공급부, 공정 플랜트에 사용되는 공업용 공기를 상기 작업공간에 공급하는 플랜트 공기 공급부, 및 비상시 호흡용 공기를 상기 작업공간에 공급하기 위한 비상용 공기 공급부를 포함하여 3중 공기 공급 구조를 채택하고 각 공기 공급부의 작동을 유기적으로 제어함으로써 공기 공급의 신뢰성을 향상시킨다.

Description

호흡용 공기 공급 시스템
본 발명은 호흡용 공기 공급 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 3중 공기 공급 구조를 통해 공기 공급의 신뢰성을 향상시킨 호흡용 공기 공급 시스템에 관한 것이다.
산업현장에서는 밀폐된 공간에서 수행되는 작업이 필요한 경우가 많으며, 이 밀폐된 작업 공간은 외부로부터 공기 공급이 원활하지 않기 때문에 작업자들에게 별도의 호흡용 공기의 공급이 필수적으로 요구된다.
특히, 석유 화학 관련분야에서는 공정 진행 중에 사용된 폐촉매를 작업자들이 반응로에 들어가 수거하는 작업이 실시되고 있으며, 이 반응로 내에는 분진 뿐만 아니라 몸에 해로운 화학약품들이 남아 있어 작업자들의 작업 환경 개선과 건강을 위해서 신선한 호흡용 공기의 공급이 필수적이다.
종래에는 공정 진행 중에 사용되는 공업용 공기를 작업공간에 임시적으로 공급하거나, 작업자들이 별도의 비상 공기 공급용 마스크를 착용하고 작업에 임하는 경우가 많았다.
그러나, 공정 진행 중에 사용되는 공업용 공기는 타공정의 공업용 공기 수요량에 따라 공급이 제한적이었으며, 특히 갑자기 공업용 공기의 공급이 정지되는 경우 작업자들에게 심각한 피해를 끼칠 우려가 있었다. 나아가, 별도의 정화수단을 부가하지 않고 공업용 공기를 작업공간에 공급하는 경우 공급도중에 이물질이 함유되어 호흡용 공기로서 부적합한 공기가 공급될 위험이 있었다.
또한, 마스크를 통해 공기를 공급하는 경우에는 작업자들의 작업 능률을 저하시키는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 작업자들의 작업 환경 개선 및 건강을 위해 신선한 호흡용 공기를 안정적으로 공급할 수 있는 호흡용 공기 공급 시스템을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 호홉용 공기 공급 시스템은, 작업공간에 호흡용 공기를 공급하는 호흡용 공기 공급 시스템에 있어서, 대기로부터 압축공기를 공급받아 건조 및 필터링 후 호흡용 공기를 작업공간에 공급하는 메인 공기 공급부, 공정 플랜트에 사용되는 공업용 공기를 상기 작업공간에 공급하는 플랜트 공기 공급부, 및 비상시 호흡용 공기를 상기 작업공간에 공급하기 위한 비상용 공기 공급부를 포함하고, 상기 플랜트 공기 공급부는 상기 메인 공기 공급부의 공기 전달이 원활하지 않은 경우 작동되며, 상기 비상용 공기 공급부는 상기 메인 공기 공급부 및 상기 플랜트 공기 공급부의 공기 전달이 원활하지 않거나 상기 플랜트 공기 공급부로부터 전달되는 상기 공업용 공기의 산소함량이 상기 호흡용 공기로 부적합할 경우 작동되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 메인 공기 공급부는, 대기로부터 공기를 압축하여 압축공기를 공급하는 압축기, 상기 압축공기를 수용하기 위한 공간을 제공하고, 내부의 공기 압력을 측정하는 압력 측정부를 구비하는 수용탱크, 상기 수용탱크로부터 배출되는 압축공기의 수분을 제거하는 에어 드라이어, 및 상기 에어 드라이어를 통과한 상기 압축공기의 이물질을 제거하는 필터부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 압력 측정부는, 상기 수용탱크 내부의 측정 압력이 설정 압력 이하인 경우 경고음을 발생하는 경고음 발생수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 메인 공기 공급부는 상기 에어 드라이어를 통과한 상기 압축 공기의 수분량을 측정하기 위한 이슬점 측정기를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 이슬점 측정기에 의해 측정된 상기 압축공기의 수분량이 설정값 이상인 경우 상기 에어 드라이어의 구동을 정지하고, 상기 비상용 공기 공급부로부터 상기 작업공간에 상기 호흡용 공기를 공급하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 필터부는, 입자크기가 1㎛ 이상인 이물질을 제거하는 제1 필터부, 입자크기가 0.1㎛ 이상인 이물질을 제거하는 제2 필터부, 및 입자크기가 0.01㎛ 이상인 이물질을 제거하는 제3 필터부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 수용탱크와 상기 에어 드라이어 사이에는 입자크기가 5㎛ 이상인 이물질을 1차적으로 제거하는 프리 필터가 설치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 메인 공기 공급부는 상기 필터부를 통과한 상기 압축공기의 일산화탄소량을 측정하기 위한 일산화탄소 측정기를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 일산화 탄소 측정기에 의해 측정된 상기 압축공기의 일산화탄소량이 설정값 이상인 경우 상기 메인 공기 공급부, 또는 상기 플랜트 공기 공급부, 또는 상기 메인 공기 공급부 및 상기 플랜트 공기 공급부의 작동을 정지하고, 상기 비상용 공기 공급부로부터 상기 작업공간에 상기 호흡용 공기를 공급하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 압축기와 상기 수용탱크 사이에는 상기 에어 드라이어의 입구 공기 온도조건에 적합하도록 상기 압축공기의 수분을 1차적으로 제거하는 후부 냉각기가 설치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 플랜트 공기 공급부는, 상기 공정 플랜트에 상기 공업용 공기를 공급하는 플랜트 공기 공급부로부터 상기 공업용 공기를 전달받아 상기 수용탱크에 공급하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 플랜트 공기 공급부는, 상기 플랜트 공기 공급부로부터 전달되는 상기 공업용 공기의 공급을 제어하는 백업부 조절 밸브, 전달된 상기 공업용 공기의 산소함량을 측정하는 산소분석기, 및 상기 산소분석기에 의해 측정된 산소함량에 따라 전달된 상기 공업용 공기의 공급을 제어하는 백업부 보조 조절 밸브를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 백업부 조절 밸브는 상기 압력 측정부에 의한 상기 수용탱크의 측정 압력이 설정값 이하인 경우 상기 플랜트 공기 공급부로부터 상기 공업용 공기가 전달되도록 제어하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 비상용 공기 공급부는, 호흡용 공기를 저장하는 에어 실린더부, 및 상기 에어 실린더부에 저장된 상기 호흡용 공기가 상기 작업공간에 공급되도록 제어하는 비상용 조절 밸브를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 에어 실린더부는 복수개로 구성되고, 각각의 상기 에어 실린더부는 복수개의 에어 실린더를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 비상용 공기 공급부는, 상기 에어 실린더부의 개방여부를 제어하는 실린더부 조절 밸브, 및 상기 에어 실린더부로부터 공급되는 상기 호흡용 공기의 압력을 제어하는 압력 조절 밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 작업공간에 공기를 공급함에 있어 3중 공기 공급 구조를 채택하고, 각 공기 공급부의 작동을 유기적으로 제어함으로써 공기 공급의 신뢰성을 향상시킨다.
또한, 호흡용 공기로서 적합한지 여부를 체크하는 수단을 구비하여 적합하지 않은 경우 비상용 공기 공급부를 작동시킴으로써 비상시에도 작업자들에게 신선한 호흡용 공기를 제공한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 호흡용 공기 공급 시스템의 작동을 개략적으로 나타내는 다이어그램이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 호흡용 공기 공급 시스템의 개략적인 구조도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시에에 따른 비상용 공기 공급부의 상세도이다.
<도면 부호의 설명>
200 : 메인 공기 공급부 210 : 압축기
220 : 수용탱크 230 : 에어 드라이어
240 : 필터부 235 : 이슬점 측정기
245 : 일산화탄소 측정기 300 : 플랜트 공기 공급부
340 : 산소분석기 400 : 비상용 공기 공급부
본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 호흡용 공기 공급 시스템의 작동을 개략적으로 나타내는 다이어그램이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 호흡용 공기 공급 시스템(100)은 메인 공기 공급부(200), 플랜트 공기 공급부(300), 및 비상용 공기 공급부(400)의 3중 공기 공급 구조를 채택하는 동시에, 각 공기 공급부(200, 300, 400)의 작동을 유기적으로 제어함으로써 공기 공급의 신뢰성을 향상시키는 것을 기술적 특징으로 한다.
즉, 호흡용 공기 공급 시스템(100)은 1차적으로 메인 공기 공급부(200)를 통해 작업공간에 호흡용 공기를 공급하고, 메인 공기 공급부(200)를 통한 공기 공급이 원활하지 않은 경우 2차적으로 플랜트 공기 공급부(300)가 작업공간에 공기를 공급하며, 플랜트 공기 공급부(300)로부터 공급되는 공기가 호흡용 공기의 규격기준을 만족하지 못하거나, 메인 공기 공급부(200) 및/또는 플랜트 공기 공급부(300)에 의해 작업공간에 전달되는 공기공급이 원활하지 않은 경우 3차적으로 비상용 공기 공급부(400)가 공기를 공급하도록 작동된다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 호흡용 공기 공급 시스템의 개략적인 구조도이고, 도 3은 본 발명의 바람직한 실시에에 따른 비상 공기 공급부의 상세도로서, 이를 참조하면 호흡용 공기 공급 시스템(100)은 메인 공기 공급부(200), 플랜트 공기 공급부(300), 및 비상용 공기 공급부(400)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
메인 공기 공급부(200)는 대기로부터 압축공기를 공급받아 건조 또는 필터링 작업을 거쳐 호흡용 공기를 작업공간에 1차적으로 공급하기 위한 것으로서, 압축기(210), 수용탱크(220), 에어 드라이어(230), 필터부(240)로 구성된다.
압축기(210)는 대기로부터 공기를 압축하여 공급하기 위한 것으로, 호흡용 공기에 오일이 함유되지 않도록 무급유(oil-free) 스크류 압축기가 사용되는 것이 바람직하다.
여기서, 압축기(210)는 실린더 내를 피스톤이 왕복운동함으로써 공기를 압축하는 왕복식, 나사형태의 암.수 두 개의 로터(Rotor)에 의해 압축하는 나사식, 및 터빈을 고속으로(3~4만 회전/분) 회전시킴에 따라 공기를 압축하는 터보식 모두 채택가능하며, 소정의 압력(예를 들어, 6~7kgf/㎠)으로 압축 공기를 공급한다.
수용탱크(receiver tank; 220)는 압축기에 의해 압축된 공기를 수용하기 위한 저장공간을 제공하기 위한 것으로서, 압축공기의 압력을 견디기 위해 스테인리스 스틸(stainless steel)로 제조되는 것이 바람직하다.
여기서, 수용탱크(220)의 일측에는 내부에 수용된 압축공기의 압력을 측정하기 위해 압력측정부(225)가 설치된다. 압력측정부(225)는 수용탱크 내부의 압력을 디스플레이할 뿐만 아니라 측정 압력이 설정값(예를 들어, 6.0kgf/cm2) 이하가 되며 경고음이 울리도록 경고음 발생수단(미도시)를 포함하는 것이 바람직하다. 한편, 압력측정부(225)는 측정 압력이 설정값 이하가 되면 후술하는 플랜트 공기 공급부(300)의 작동을 제어하도록 백업부 제어 밸브(320)와 연결되어 있다.
한편, 압축기(210)와 수용탱크(220)의 사이에는 압축기로부터 송출되는 고온의 압축 공기를 에어 드라이어로 공급하기 전에 에어 드라이어의 입구 공기온도조건(약 35℃)에 적합하도록 1차 냉각시켜 수분을 제거하기 위한 후부 냉각기(after cooler; 215)가 설치되어 있는 것이 바람직하다.
에어 드라이어(230)는 압축 공기에 포함된 수분을 호흡용 공기 규격에 맞도록 제거하기 위한 것으로서, 수용탱크(220)와 플렉시블 호스를 통해 연결된다. 압축공기에는 다량의 수분이 함유되어 있어 호흡용 공기로서 적합하지 않을 뿐만 아니라 외부와의 온도차이에 의해 응축되어 다른 장치 또는 기기의 녹발생을 촉진시켜 고정의 원인이 될 수 있으므로 에어 드라이어(230)를 통해 제거되는 것이 바람직하기 때문이다.
여기서, 에어 드라이어(230)는 실리카젤, 알루미나젤, 합성 제오라이트 등의 흡착제를 이용하여 압축공기 중의 수증기를 흡착시켜 제습하는 흡착식, 염화리튬 수용액, 토리에칠렌 그리콜 등의 흡착액을 사용하여 수분을 흡수하는 흡수식, 및 공기를 강제로 냉각시킴으로서 수증기를 응축시켜 제습하는 냉각식 모두 사용가능하다.
한편, 에어 드라이어(230)를 통과한 압축공기의 수분량을 측정하여 호흡용 공기로서의 적합 여부를 체크하기 위해 압축 공기의 수분량을 측정하기 위한 이슬점 측정기(235)가 설치되는 것이 바람직하다. 이슬점 측정기(235)에 의해 측정된 압축공기의 수분량이 설정값 이상인 경우 에어 드라이어(230)의 구동을 정지하고, 비상용 공기 공급부(400)로부터 작업공간에 호흡용 공기를 공급되도록 제어된다.
필터부(240)는 압축공기 중의 분진과 같은 이물질(예를 들어, 분진)을 호흡용 공기 규격에 맞도록 제거하고, 다른 장치 또는 기기의 이물질에 의한 고장을 방지하기 위한 것으로서, 에어 드라이어(230)와 플렉스블 호스를 통해 연결된다.
여기서, 필터부(240)는 압축공기 중의 이물질 함량이 호흡용 공기 규격을 만족하도록 1mg/m3 미만, 바람직하게는 0.01mg/m3 미만이 되도록 제어하는 것이 바람직하며, 이를 위해 다중 필터 구조를 채택하는 것이 바람직하다.
예를 들어, 도 2에는 삼중 구조의 필터부(240)가 도시되어 있으며, 입자크기가 1㎛이상인 이물질 등을 90% 이상 제거할 수 있는 제1 필터부(241), 입자크기가 0.1㎛이상인 이물질 등을 90% 이상 제거할 수 있는 제2 필터부(243), 및 입자크기가 0.01㎛이상인 이물질 등을 90% 이상 제거할 수 있는 제3 필터부(245)로 구성된다.
한편, 도 2에 도시한 바와 같이, 에어 드라이어(230)로 공급되기 전 입자크기가 큰 이물질(예를 들어, 5㎛ 이상)을 제거하기 위해 수용탱크(220)와 에어 드라이어(230) 사이에 프리 필터(pre-filter; 225)가 설치되는 것이 바람직하다.
나아가, 필터부(240)를 통과한 압축공기 중에 포함된 일산화탄소를 측정하여 호흡용 공기로서 적합한지 체크하기 위해 일산화탄소 측정기(245)가 설치되는 것이 바람직하다. 일산화 탄소 측정기(245)에 의해 측정된 압축공기의 일산화탄소량이 설정값(5ppm) 이상인 경우 메인 공기 공급부(200), 또는 플랜트 공기 공급부(300), 또는 메인 공기 공급부(200) 및 상기 플랜트 공기 공급부(300)의 작동을 정지하고, 비상용 공기 공급부(400)로부터 작업공간에 호흡용 공기가 공급되도록 제어된다.
플랜트 공기 공급부(300)는 메인 공기 공급부(200)로부터 공급되는 공기의 압력이 기준압력 이하일 때, 공정 설비에 공업용 공기를 공급하는 플랜트 공기 공급부(300)로부터 공업용 공기를 전달받아 호흡용 공기 공급 시스템(100)에 2차적으로 호흡용 공기를 공급하기 위한 것으로서, 백업부 조절 밸브(320)의 개폐여부에 따라 플랜트 공기 공급부(300)로부터 공업용 공기를 전달받아 호흡용 공기로서 적합한 경우 수용탱크(220)에 이 공기를 공급한다.
여기서, 백업부 조절밸브(320)는 수용탱크(220)의 압력을 측정하는 압력측정부(225)와 연결되어 측정 압력이 설정값(예를 들어, 6kgf/㎠) 미만일 경우 개방(open)되어 플랜트 공기 공급부(300)로부터 공업용 공기를 전달받는다.
한편, 플랜트 공기 공급부(300)로부터 전달되는 공업용 공기는 산소함량이 부족하여 호흡용 공기로서 부적합할 수 있으므로 공업용 공기의 산소함량을 측정하는 산소분석기(O2 Analyzer; 340)의 측정 결과에 따라 공급 여부가 제어되는 것이 바람직하다. 따라서, 백업부 조절밸브(320)와 수용탱크(220) 사이에는 산소분석기(340)가 설치되는 것이 바람직하며, 그 측정결과 호흡용 공기로서 부적합한 경우 백업부 보조 조절밸브(330)에 의해 공급이 차단되도록 구성되는 것이 더욱 바람직하다.
여기서, 산소분석기(340)는 공업용 공기의 산소의 함량을 분석하여 백업부 보조 조절밸브(330)의 개폐여부를 제어하기 위한 것으로서, 산소함량이 21% 미만인 경우 백업부 보조 조절밸브(330)가 폐쇄(close)되도록 제어한다. 이 산소분석기(340)는 주변온도의 영향 및 간섭가스의 영향을 최소화하기 위해, 전기화학전지식 산소센서와 이 산소센서의 전기적인 신호를 받아 농도를 비례하는 표준 전류 신호를 출력하는 발신회로로 구성된 전기화학전지식 산소분석기인 것이 바람직하다.
비상용 공기 공급부(400)는 메인 공기 공급부(200) 및 플랜트 공기 공급부(300)에 의한 공기 공급이 원활하지 못한 비상시에, 작업공간에서 작업중인 작업자들이 대피하는 동안의 호흡용 공기를 3차적으로 공급하기 위한 것이다. 즉, 비상용 공기 공급부(400)는 메인 공기 공급부(200) 및 플랜트 공기 공급부(300)에 의해 작업공간에 전달되는 공기의 압력이 설정값(예를 들어, 4.5kgf/cm2) 이하인 경우 또는 플랜트 공기 공급부(300)로부터 공급되는 공업용 공기의 산소함량이 설정값(산소농도가 21%) 이하인 경우에 작업공간에 호흡용 공기를 공급하도록 제어된다.
여기서, 비상용 공기 공급부(400)는 만약의 사태에 대비하여 자동으로 제어되는 것이 바람직하며, 상술한 바와 같은 비상용 공기 공급부(400)의 작동 조건이 발생하는 경우 비상용 제어 밸브(440)가 자동으로 개방되도록 설치되는 것이 바람직하다.
또한, 비상용 공기 공급부(400)는 소정량의 호흡용 공기를 수용하는 에어 실린더부(410a, 410b)를 포함하며, 이 에어 실린더부(410a, 410b)는 복수개의 에어 실린더부(410a, 410b)를 포함하는 것이 바람직하며, 각 에어 실린더부(410a, 410b)는 복수개의 에어 실린더(415a, 415b)를 포함하는 것이 더욱 바람직하다. 이는 에어 실린더부(410a, 410b) 및/또는 에어 실린더(415a, 415b)를 복수개로 구성함으로써 일부의 고장시에도 안정적으로 작업공간에 비상용 공기를 공급하기 위함이다. 한편, 도 3에는 도시의 편의를 위해 에어 실린더부가 2개의 실린더부(410a, 410b)로 구성되는 것으로 도시하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
나아가, 비상용 공기 공급부(400)는 각각의 에어 실린더부(410a, 410b)의 개방여부를 제어하는 실린더부 조절 밸브(420a, 420b)를 포함하는 것이 바람직하다. 또한, 에어 실린더부(410a, 410b)에는 고압의 호흡용 공기가 저장되어 있으므로, 작업 공간에 일정압력으로 호흡용 공기를 공급하기 위해 에어 실린더부(410a, 410b)로부터 토출되는 호흡용 공기의 압력을 조절하기 위한 압력 조절 밸브(430a, 430b)를 더 포함하는 것이 바람직하다.
한편, 도면에 도시하지는 아니하였으나 비상용 공기 공급부(400)는 만약의 사태를 대비하기 위한 것이므로 각 밸브는 자동/수동 겸용으로 제어되는 것이 바람직하며, 고장이 발생한 경우 경고음이 울리도록 경고음 발생수단이 부착되는 것이 바람직할 것이다.
이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명에 따른 호흡용 공기 공급 시스템은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다고 할 것이다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.

Claims (16)

  1. 작업공간에 호흡용 공기를 공급하는 호흡용 공기 공급 시스템에 있어서,
    대기로부터 압축공기를 공급받아 건조 및 필터링 후 호흡용 공기를 작업공간에 공급하는 메인 공기 공급부;
    공정 플랜트에 사용되는 공업용 공기를 상기 작업공간에 공급하는 플랜트 공기 공급부; 및
    비상시 호흡용 공기를 상기 작업공간에 공급하기 위한 비상용 공기 공급부
    를 포함하고,
    상기 플랜트 공기 공급부는 상기 메인 공기 공급부의 공기 전달이 원활하지 않은 경우 작동되며,
    상기 비상용 공기 공급부는 상기 메인 공기 공급부 및 상기 플랜트 공기 공급부의 공기 전달이 원활하지 않거나 상기 플랜트 공기 공급부로부터 전달되는 상기 공업용 공기의 산소함량이 상기 호흡용 공기로 부적합할 경우 작동되는 것을 특징으로 하는 호흡용 공기 공급 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 메인 공기 공급부는,
    대기로부터 공기를 압축하여 압축공기를 공급하는 압축기;
    상기 압축공기를 수용하기 위한 공간을 제공하고, 내부의 공기 압력을 측정하는 압력 측정부를 구비하는 수용탱크;
    상기 수용탱크로부터 배출되는 압축공기의 수분을 제거하는 에어 드라이어; 및
    상기 에어 드라이어를 통과한 상기 압축공기의 이물질을 제거하는 필터부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 호흡용 공기 공급 시스템.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 압력 측정부는,
    상기 수용탱크 내부의 측정 압력이 설정 압력 이하인 경우 경고음을 발생하는 경고음 발생수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 호흡용 공기 공급 시스템.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 메인 공기 공급부는 상기 에어 드라이어를 통과한 상기 압축 공기의 수분량을 측정하기 위한 이슬점 측정기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 호흡용 공기 공급 시스템.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 이슬점 측정기에 의해 측정된 상기 압축공기의 수분량이 설정값 이상인 경우 상기 에어 드라이어의 구동을 정지하고,
    상기 비상용 공기 공급부로부터 상기 작업공간에 상기 호흡용 공기를 공급하는 것을 특징으로 하는 호흡용 공기 공급 시스템.
  6. 청구항 2에 있어서,
    상기 필터부는,
    입자크기가 1㎛ 이상인 이물질을 제거하는 제1 필터부;
    입자크기가 0.1㎛ 이상인 이물질을 제거하는 제2 필터부; 및
    입자크기가 0.01㎛ 이상인 이물질을 제거하는 제3 필터부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 호흡용 공기 공급 시스템.
  7. 청구항 2에 있어서,
    상기 수용탱크와 상기 에어 드라이어 사이에는 입자크기가 5㎛ 이상인 이물질을 1차적으로 제거하는 프리 필터(pre-filter)가 설치되는 것을 특징으로 하는 호흡용 공기 공급 시스템.
  8. 청구항 2에 있어서,
    상기 메인 공기 공급부는 상기 필터부를 통과한 상기 압축공기의 일산화탄소량을 측정하기 위한 일산화탄소 측정기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 호흡용 공기 공급 시스템.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 일산화 탄소 측정기에 의해 측정된 상기 압축공기의 일산화탄소량이 설정값 이상인 경우 상기 메인 공기 공급부, 또는 상기 플랜트 공기 공급부, 또는 상기 메인 공기 공급부 및 상기 플랜트 공기 공급부의 작동을 정지하고,
    상기 비상용 공기 공급부로부터 상기 작업공간에 상기 호흡용 공기를 공급하는 것을 특징으로 하는 호흡용 공기 공급 시스템
  10. 청구항 2에 있어서,
    상기 압축기와 상기 수용탱크 사이에는 상기 에어 드라이어의 입구 공기 온도조건에 적합하도록 상기 압축공기의 수분을 1차적으로 제거하는 후부 냉각기가 설치되는 것을 특징으로 하는 호흡용 공기 공급 시스템.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 플랜트 공기 공급부는,
    상기 공정 플랜트에 상기 공업용 공기를 공급하는 플랜트 공기 공급부로부터 상기 공업용 공기를 전달받아 상기 수용탱크에 공급하는 것을 특징으로 하는 호흡용 공기 공급 시스템.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 플랜트 공기 공급부는,
    상기 플랜트 공기 공급부로부터 전달되는 상기 공업용 공기의 공급을 제어하는 백업부 조절 밸브;
    전달된 상기 공업용 공기의 산소함량을 측정하는 산소분석기; 및
    상기 산소분석기에 의해 측정된 산소함량에 따라 전달된 상기 공업용 공기의 공급을 제어하는 백업부 보조 조절 밸브
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 호흡용 공기 공급 시스템.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 백업부 조절 밸브는 상기 압력 측정부에 의한 상기 수용탱크의 측정 압력이 설정값 이하인 경우 상기 플랜트 공기 공급부로부터 상기 공업용 공기가 전달되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 호흡용 공기 공급 시스템.
  14. 청구항 1에 있어서,
    상기 비상용 공기 공급부는,
    호흡용 공기를 저장하는 에어 실린더부; 및
    상기 에어 실린더부에 저장된 상기 호흡용 공기가 상기 작업공간에 공급되도록 제어하는 비상용 조절 밸브
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 호흡용 공기 공급 시스템.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 에어 실린더부는 복수개로 구성되고,
    각각의 상기 에어 실린더부는 복수개의 에어 실린더를 포함하는 것을 특징으로 하는 호흡용 공기 공급 시스템.
  16. 청구항 14에 있어서,
    상기 비상용 공기 공급부는,
    상기 에어 실린더부의 개방여부를 제어하는 실린더부 조절 밸브; 및
    상기 에어 실린더부로부터 공급되는 상기 호흡용 공기의 압력을 제어하는 압력 조절 밸브
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 호흡용 공기 공급 시스템.
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