WO2011025136A2

WO2011025136A2 - 압축공기 건조장치

Info

Publication number: WO2011025136A2
Application number: PCT/KR2010/003987
Authority: WO
Inventors: 강승구
Original assignee: Kang Seung-Koo
Priority date: 2009-08-24
Filing date: 2010-06-21
Publication date: 2011-03-03
Also published as: JP2013502322A; KR200449957Y1; WO2011025136A3

Abstract

본 고안은 압축공기 배관라인을 흐르는 압축공기에 포함된 수분과 유분 및 이물질을 제거하는 압축공기 건조장치에 관한 것으로서, 압축공기에 포함된 수분과 유분 및 이물질을 원심력과 중력을 이용하여 분리함으로써 깨끗하고 건조한 압축공기를 얻을 수 있으면서도 분리된 이물질이 안내관에 의해 차단되어 건조된 압축공기에 혼입되지 않게 되므로 건조 효율 및 정화 효율이 우수한 압축공기 건조장치에 관한 것이다.

Description

【명세서】

【발명의 명칭】

압축공기 건조장치

【기술분야】

본 고안은 압축공기 배관라인을 흐르는 압축공기에 포함된 수분 (水粉)과 유 분 (油粉) 및 이물질을 제거하는 압축공기 건조장치에 관한 것으로서， 특히 추가적 인 동력을 소모하지 않으면서 압축공기의 유입에너지에 의한 원심력을 이용하여 웅 축수와 유분 및 이물질을 제거할 수 있도록 한 압축공기 건조장치에 관한 것이다.

【배경기술】

일반적으로 압축공기를 이용하여 작업을 수행하는 에어 드라이버 등의 에어 구동장치는 압축기에서 생성된 압축공기를 에어 구동장치로 공급하기 위한 압축공 기 배관라인을 구비하고 있다. 그런데， 상기한 압축공기 배관라인을 따라 흐르는 압축공기에는 압축기의 작동과정에서 발생하는 웅축수와 유분 및 이물질이 포함되 어 있다. 즉, 압축기를 이용하여 압축공기를 만들게 되면， 공기 중의 수분이 함께 압축되어 웅축수가 생성되고 압축기의 윤활유 중 일부가 유분으로서 압축공기에 포 함되는 것이다.

이러한 웅축수와 유분 및 이물질들은 에어 구동장치의 작동 과정에서 오작동 을 유발하거나 에어 구동장치의 고장을 야기한다는 점에서 반드시 제거할 필요가 있다.

이에 따라 압축공기 배관라인을 따라 흐르는 압축공기에 포함된 웅축수 및 이물질을 제거하기 위한 방법이 다양하게 연구되고 있다. 특히 웅축수를 제거하기 위한 방법으로, 압축공기를 냉각시켜 웅축수를 제거하는 방법， 흡습제를 이용하여 웅축수를 흡수하여 제거하는 방법， 흡수필터를 이용하여 웅축수를 제거하는 방법 등이 주로 사용되고 있다.

넁동식 압축공기 건조장치는， 상기한 압축공기를 넁각시켜 웅축수를 제거하 는 방법을 적용한 것으로, 넁동기를 이용하여 압축공기를 넁각시킴으로써 압축공기 중의 웅축수를 동결시켜 제거하는 장치이나， 가격이 고가이며 냉동기의 구동을 위 하여 계속 전기를 사용하게 되므로 유지비가 많이 소요되는 단점이 있다.

또, 흡수식 압축공기 건조장치는, 실리카 겔 등의 흡습제를 이용하여 웅축수 를 제거하는 장치이나， 장기간 사용시 홉습 효율이 저하되므로 수분을 흡수한 흡습 제를 계속 반복하여 가열해야 하므로 유지비가 많이 소요되고 가격이 고가인 단점 이 있다.

또한, 필터식 압축공기 건조장치는， 흡수필터를 이용하여 웅축수 및 이물질 을 제거하는 장치이나， 흡수필터의 특성상 건조효율이 높지 않고 필터를 자주 교환 해 주어야 하는 단점이 있다.

상기한 종래의 압축공기 건조장치들은 각각 장단점이 있으나, 필터식 압축공 기 건조장치를 제의하면 웅축수만 제거할 수 있을 뿐 유분이나 이물질은 제거할 수 없으므로, 이들을 제거하기 위한 별도의 공정이 요구된다. 이에 따라 본 출원인은 압축공기 배관라인으로부터 유입되는 압축공기의 유 입 에너지를 최대한 회전력으로 전환시킴으로써 원심력을 이용하여 웅축수와 불순 물 등의 이물질을 제거할 수 있도록 한 압축공기 건조장치를 20-2009-000000호로 출원한 바 있다.

그런데, 상기한 선출원은 도 1에 도시된 바와 같이， 압축공기가유입되는 입 구부로부터 멀어져 원심력이 약해지면, 압축공기에서 분리되어 본체의 내벽을 따라 침강하는 이물질 중 일부가 압축공기의 와류에 흔 되어 상승기류를 타고 건조된 압축공기와 함께 배출되는 문제점이 있다.

【발명의 상세한 설명】

【기술적 과제】

본 고안은 상기한 종래 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서， 동력을 이용하지 않고 압축공기에 포함된 웅축수와 유분 등의 이물질을 제거함에 있어서 원심력에 의해 분리된 이물질이 건조된 압축공기에 흔합되지 않도록 함으로써 건조 및 정화효율을 향상시킬 수 있도록 한 압축공기 건조장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

【기술적 해결방법】

상기한 목적을 달성하기 위한 본 고안의 압축공기 건조장치는, 압축공기가 이동되는 배관라인에 설치되고 선회류를 이용하여 압축공기를 건조시키는 하나 이 상의 건조부와， 상기 건조부에서 분리된 이물질을 배출하는 드레인부를 포함하는 압축공기 건조장치에 있어서, 상기 건조부는， 증앙 부분에 아래로 요입된 원통형 요입부가 구비된 원통 형상의 챔버와， 상기 챔버에 편심되게 연결되도록 형성되어 상기 챔버로 유입된 압축공기가 챔버 내부에서 와류를 형성하도톡 하는 유입구와， 하단부가 상기 요입부에 삽입되도록 상기 챔버의 상단 중앙부에 설치되어 건조된 압축공기가 배출되도록 하는 안내관과， 상기 안내관에 연결되도록 형성된 배출구를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또， 본 고안의 압축공기 건조장치는, 상기 안내관의 외주면과의 사이에 압축 공기가 유동하는 공기 유통공이 형성되고 상기 챔버의 내벽과의 사이에 수분과 유 분을 포함하는 이물질이 배출되는 이물질 배출구가 형성되도록 상기 챔버의 저면에 설치된 차폐부재를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 고안의 압축공기 건조장치에 따르면, 상기 차폐부재는, 상기 공기 유통공이 형성되는 내주면에서 하향 절곡된 연장부를 구비한 것을 특징으로 한다. 또, 본 고안의 압축공기 건조장치에 따르면， 상기 안내관의 하단보다 아래에 위치한 상기 드레인부에 이르도록 상기 차폐부재의 연장부에 설치된 차폐관을 더 포함하고， 상기 이물질 배출구에 이어지는 배출 구멍이 상기 차폐부재와 상기 챔버 의 저면 사이에 형성되어， 이물질이 상기 배출 구멍을 통해 상기 차폐관과 상기 드 레인부의 내벽 사이로 흘러내리도톡 한 것을 특징으로 한다.

또한, 본 고안의 압축공기 건조장치에 따르면, 상기 건조부의 상측에 상기 건조부에서 건조된 압축공기를 추가로 건조시킴과 아울러 그 과정에서 발생한 이물 질을 상기 건조부의 하부에 구비된 드레인부로 배출하는 2차 건조부가 더 구비되 고， 상기 2차 건조부는, 중앙 부분에 아래로 요입된 원통형 요입부가 구비된 원통 형상의 2차 챔버와， 상기 2차 챔버에 편심되게 연결되도록 형성되어 상기 건조부의 안내관과 연통되는 2차 유입구와， 상기 2차 챔버의 중앙에 하단부가 상기 요입부에 삽입되도록 상기 2차 챔버의 상단에 설치되며 상기 건조부의 배출구에 연통되는 2 차 안내관과， 상기 2차 챔버의 가장자리 하측에 형성되어 상기 차폐부재의 하측에 구비된 이물질 배출구에 연통하도록 형성된 2차 이물질 배출구를 포함하는 것을 특 징으로 한다.

또， 본 고안의 압축공기 건조장치에 따르면, 상기 건조부 및 그 하측의 드레 인부가 복수개 구비되어 병렬로 설치되며, 한 건조부의 배출구가 다른 건조부의 유 입구에 연결되는 방식으로 직렬 연결되어 다단 건조가 이루어지도록 한 것올 특징 으로 한다.

【유리한 효과】

본 고안의 압축공기 건조장치는， 압축공기가 선회하면서 발생하는 원심력에 의해 수분 등의 이물질이 분리됨과 아울러 분리된 이물질이 안내관에 의해 차단되 어 건조된 압축공기에 흔입되지 않게 되므로 건조 효율 및 정화 효율이 향상되는 효과가 있다.

또， 본 고안의 압축공기 건조장치에 따르면， ¾버의 하측부에 차폐부재가 형 성되어 차폐부재의 위쪽에서만 압축공기가 선회하도록 하므로， 원심력이 강화되어 압축공기에 포함된 이물질의 분리가 원활해지는 효과가 있다.

또한， 본 고안의 압축공기 건조장치에 따르면, 차폐부재의 내주면에 하향 절 곡된 연장부가 건조된 압축공기를 안내관의 하부로 안내하게 되므로 압축공기의 유 동이 원활해지는 효과가 있다.

또, 본 고안의 압축공기 건조장치에 따르면, 차폐부재의 연장부에 설치된 차 폐관으로 인해 이물질이 안내관측으로 유입되는 것이 방지되어 건조 효을 및 정화 효율이 향상되는 효과가 있다.

또한， 본 고안의 압축공기 건조장치에 따르면， 건조부의 상측에 2차 건조부 를 두거나 다수의 건조부를 병렬로 설치한 후 이들을 직렬 연결함으로써 건조 및 정화 공정을 반복 실시하여 건조 효율 및 정화 효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있 다.

【도면의 간단한 설명】

도 1은 종래의 압축공기 건조장치가 도시된 참고도.

도 2는 본 고안에 의한 압축공기 건조장치의 구성도.

도 3은 도 2의 "A"부 상세도.

도 4는 본 고안의 압축공기 건조장치에서의 공기흐름이 도시된 도면.

도 5는 본 고안의 원리 설명을 위한 참고도.

도 6은 본 고안의 압축공기 건조장치의 다른 실시예가 도시된 구성도.

도 7과 도 8은 본 고안의 압축공기 건조장치의 변형예가 도시된 구성도. <도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

10 ： 건조부

11 ： 챔버

12 ： 요입부

13 ： 유입구

14 ： 안내관

15 ： 배출구 16 차폐부재

16a • 고 ᄋ토고

^• 方시 τ ^方

16b ： 이물질배출구

16c ： 연장부

16d ： 배출구멍

17 차폐관

20 드레인부

25 플로트

26 드레인밸브

30 2차 건조부

31 2차 챔버

32 요입부

33 2차 유입구

34 2차 안내관

35 2차 이물질배출구

【발명의 실시를 위한 최선의 형태】

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 압축공기 건조장치를 설명하면 다 음과 같다.

도 2는 본 고안에 의한 압축공기 건조장치의 구성도이고， 도 3은 도 2의 "Α" 부 상세도이며， 도 4는 본 고안의 압축공기 건조장치에서의 공기흐름이 도시된 도 면이고， 도 5는 본 고안의 원리 설명을 위한 참고도이다. 그리고， 도 6은 본 고안 의 압축공기 건조장치의 다른 실시예가 도시된 구성도이며, 도 7과 도 8은 본 고안 의 압축공기 건조장치의 변형예가 도시된 구성도이다. 본 고안의 압축공기 건조장치는, 압축공기가 이동되는 배관라인에 설치되고 선회류를 이용하여 압축공기를 건조시키는 하나 이상의 건조부 (10)와, 상기 건조부 (10)에서 분리된 이물질을 배출하는 드레인부 (20)를 포함하여 이루어진다.

여기서, 상기 건조부 (10)는， 증앙 부분에 아래로 요입된 원통형 요입부 (12) 가 구비된 원통 형상의 챔버 (11)와， 상기 챔버 (11)에 편심되게 연결되도록 형성되 어 압축공기가 상기 챔버 (11)의 내부에서 와류를 형성하도록 하는 유입구 (13)와， 하단부가 상기 요입부 (12)에 삽입되도록 상기 챔버 (11)의 상단 중앙부에 설치되어 건조된 압축공기가 배출되도록 하는 안내관 (14)과， 상기 안내관 (14)에 연결되도록 형성된 배출구 (15)와, 상기 챔버 (11)의 저면에 설치되며 상기 안내관 (14)의 외주면 과의 사이에 압축공기가 유동하는 공기 유통공 (16a)이 형성되고 상기 챔버 (11)의 내벽과의 사이에 수분과 유분을 포함하는 이물질이 배출되는 이물질 배출구 (16b)가 형성되도록 한 차폐부재 (16)를 포함하여 이루어진다.

또한, 상기 공기 유통공 (16a)이 형성되는 상기 차폐부재 (16)의 내주면은 하 향 절곡되어 연장부 (16c)를 형성하며， 상기 연장부 (16c)에는 차폐관 (17)이 설치되 된다. 이때, 상기 차폐관 (17)은 그 하단부가 상기 안내관 (14)의 하단보다 아래에 위치한 상기 드레인부 (20)에 이르도톡 한다. 이에 따라， 상기 차폐부재 (16)와 상기 챔버 (11)의 저면 사이에 형성된 배출 구멍 (16d)이 상기 이물질 배출구 (16b)에 연통 되어, 이물질이 상기 배출 구멍 (_16d)을 통해 상기 차폐관 (17)과 상기 드레인부 (20) 의 내벽 사이로 흘러내리게 된다.

그리고 상기 드레인부 (20)는 하부에 웅축수 출구가 구비된 원통 형상으로 형 성되며, 상기 웅축수 출구를 개폐시키는 드레인 밸브 (26) 및 유량에 따라 승강되어 상기 드레인 밸브를 작동시키는 플로트 (25)를 포함한다. 상기와 같이 구성된 본 고안의 압축공기 건조장치는 선회류를 이용하여 압축 공기를 건조 및 정화시키게 되며, 안내관과 차폐부재를 이용하여 분리된 이물질이 건조된 압축공기에 흔입되지 않도록 함으로써 건조 및 정화 효율이 향상되도록 한 다.

유입구 (13)를 통해 유입된 압축공기는 챔버 (11) 내부에서 와류를 형성하게 되고， 이 와류에 의해 형성되는 원심력에 의해 압축공기에 포함된 수분이나 유분 및 이물질이 분리되어 상기 챔버 (11)의 내벽을 따라 홀러내리게 된다. 이후， 이물 질은 상기 챔버 (11)에 설치된 차폐부재 (16)와 챔버 (11)의 내벽 사이에 형성된 이물 질 배출구 (16b)와 상기 차폐부재 (16)의 하부에 형성된 배출 구멍 (16d)을 거쳐 드레 인부 (20)로 홀러내리게 된다. 이때， 상기 차폐부재 (16)의 연장부 (16c)에 설치된 차 폐관 (17)으로 인해 이물질이 드레인부 (20)의 중앙 측으로 유입되지 않게 된다. 상 기 드레인부 (20)로 홀러내린 이물질에는 수분이 웅축된 웅축수가 포함되어 있으므 로 응축수와 함께 상기 드레인부 (20)에 포집되며， 웅축수의 양이 일정 이상이 되면 상기 드레인부 (20)의 플로트 (25)가 상승하면서 드레인 밸브 (26)가 드레인 출구를 개방하여 웅축수를 배출하게 된다.

그리고 원심력에 의해 수분을 포함하는 이물질이 분리되어 건조 및 정화된 압축공기는 와류에 의해 상기 챔버 (11)의 중앙 부분으로 모인 후, 상기 안내관 (14) 과 차폐부재 (16)의 내주면 사이에 형성된 공기 유통공 (16a)을 통해 상기 차폐부재 (16)의 하부로 유동하며, 상기 안내관 (14)의 하단 부분에서 상승기류를 형성하여 상기 안내관 (14)을 거쳐 배출구 (15)로 빠져나가게 된다. 한편， 본 고안의 압축공기 건조장치는 도 6에 도시된 바와 같이 , 상기 건조 부 (10)의 상측에 상기 건조부 (10)에서 건조된 압축공기를 추가로 건조시킴과 아을 러 그 과정에서 발생한 이물질을 상기 건조부 (10)의 하부에 구비된 드레인부 (20)로 배출하는 2차 건조부 (30)를 더 설치하는 방식으로 구성할 수 있다.

여기서， 상기 2차 건조부 (30)는， 중앙 부분에 아래로 요입된 원통형 요입부 (32)가 구비된 원통 형상의 2차 햄버 (31)와, 상기 2차 ¾버(31)에 편심되게 연결되 도록 형성되어 상기 건조부 (10)의 안내관 (14)과 연통되는 2차 유입구 (33)와， 상기 2차 챔버 (31)의 중앙에 하단부가 상기 요입부 (32)에 삽입되도록 상기 2차 챔버 (31) 의 상단에 설치되며 상기 건조부 (10)의 배출구 (15)에 연통되는 2차 안내관 (34)과, 상기 2차 챔버 (31)의 가장자리 하측에 형성되어 상기 차폐부재 (16)의 하측에 구비 된 이물질 배출구 (16b)에 연통하도록 형성된 2차 이물질 배출구 (35)를 포함하여 이 루어진다. 상기와 같이 구성된 본 고안의 다른 실시 예는 건조부에서 1차 건조된 압축 공기를 2차 건조부에서 추가로 건조 및 정화시킴으로써 건조 효율 및 정화 효율이 더욱 향상되도록 한다.

상기 건조부 (10)의 안내관 (14)을 통해 빠져나온 건조된 압축공기는 2차 유입 구 (33)를 통해 2차 챔버 (31)로 유입되어 와류를 형성함으로써 건조된 압축공기 내 에 남아 있는 수분이나 이물질을 원심력을 이용하여 분리하게 된다. 분리된 이물질 은 2차 이물질 배출구 (35)를 통해 상기 이물질 배출구 (16b)로 빠져나가게 되고， 추 가 건조된 압축공기는 2차 안내관 (34)과 배출구 (15)를 거쳐 빠져나가게 된다. 이상에서는 건조부가 하나이거나 건조부를 상하로 배치한 경우를 설명하였으 나， 도 7과 도 8에 도시된 바와 같이 상기 건조부 (10) 및 그 하측의 드레인부 (20) 가 복수개 구비되어 병렬로 설치할 수도 있다. 도 7은 상기 건조부 및 드레인부를 2개씩 설치한 경우를 도시한 것이고, 도 8은 상기 건조부 및 드레인부를 3개씩 설 치한 것을 도시한 것이다. 이 경우 한 건조부의 배출구 (15)가 다른 건조부의 유입구 (13)에 연결되는 방 식으로 직렬 연결하여 다단 건조가 이루어지도톡 함은 당연하며， 이물질의 분리 및 배출과 건조공기의 유동은 상기한 내용과 대동소이하므로 생략하기로 한다.

이상에서는 본 고안의 바람직한 실시 예를 설명하였으나， 본 고안의 범위는 이 같은 특정 실시 예에만 한정되지 않으며, 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자 라면 본 고안의 실용신안등록청구범위 내에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경이 가능할 것이다.

Claims

【청구의 범위】

【청구항 1]

압축공기가 이동되는 배관라인에 설치되고 선회류를 이용하여 압축공기를 건 조시키는 하나 이상의 건조부 (10)와， 상기 건조부 (10)에서 분리된 이물질을 배출하 는 드레인부 (20)를 포함하는 압축공기 건조장치에 있어서,

상기 건조부 (10)는，

중앙 부분에 아래로 요입된 원통형 요입부 (12)가 구비된 원통 형상의 챔버

(11)와,

상기 챔버 (11)에 편심되게 연결되도톡 형성되어 상기 챔버 (11)로 유입된 압 축공기가 ¾버(11) 내부에서 와류를 형성하도록 하는 유입구 (13)와

하단부가 상기 요입부 (12)에 삽입되도록 상기 챔버 (11)의 상단 중앙부에 설 치되어 건조된 압축공기가 배출되도록 하는 안내관 (14)과，

상기 안내관 (14)의 외주면과의 사이에 압축공기가 유동하는 공기 유통공 (16a)이 형성되고 상기 챔버 (11)의 내벽과의 사이에 수분과 유분을 포함하는 이물 질이 배출되는 이물질 배출구 (16b)가 형성되도록 상기 챔버 (11)의 저면에 설치된 차폐부재 (16)와，

상기 안내관 (14)에 연결되도록 형성된 배출구 (15)를 포함하는 것을 특징으로 하는 압축공기 건조장치 .

【청구항 2】

제 1항에 있어서，

상기 차폐부재 (16)는, 상기 공기 유통공 (16a)이 형성되는 내주면에서 하향 절곡된 연장부 (16c)를 구비한 것을 특징으로 하는 압축공기 건조장치.

【청구항 3】

제 2항에 있어서,

상기 안내관 (14)의 하단보다 아래에 위치한 상기 드레인부 (20)에 이르도톡 상기 차폐부재 (16)의 연장부 (16c)에 설치된 차폐관 (17)을 더 포함하고，

상기 이물질 배출구 (16b)에 이어지는 배출 구멍 (16d)이 상기 차폐부재 (16)와 상기 챔버 (11)의 저면 사이에 형성되어 , 이물질이 상기 배출 구멍 (16d)을 통해 상 기 차폐관 (17)과 상기 드레인부 (20)의 내벽 사이로 홀러내리도록 한 것을 특징으로 하는 압축공기 건조장치 . 【청구항 4】

제 1항에 있어서，

상기 건조부 (10)의 상측에 상기 건조부 (10)에서 건조된 압축공기를 추가로 건조시 킴과 아울러 그 과정에서 발생한 이물질을 상기 건조부 (10)의 하부에 구비된 드레인부 (20)로 배출하는 2차 건조부 (30)가 더 구비되고 ,

상기 2차 건조부 (30)는， 중앙 부분에 아래로 요입된 원통형 요입부 (32)가 구 비된 원통 형상의 2차 챔버 (31)와, 상기 2차 챔버 (31)에 편심되게 연결되도록 형성 되어 상기 건조부 (10)의 안내관 (14)과 연통되는 2차 유입구 (33)와， 상기 2차 챔버 (31)의 중앙에 하단부가 상기 요입부 (32)에 삽입되도록 상기 2차 챔버 (31)의 상단 에 설치되며 상기 건조부 ( 10)의 배출구 (15)에 연통되는 2차 안내관 (34)과， 상기 2 차 챔버 (31)의 가장자리 하측에 형성되어 상기 차폐부재 (16)의 하측에 구비된 이물 질 배출구 (16b)에 연통하도록 형성 된 2차 이물질 배출구 (35)를 포함하는 것을 특징 으로 하는 압축공기 건조장치 .

【청구항 5]

제 1항에 있어서，

상기 건조부 (10) 및 그 하축의 드레인부 (20)가 복수개 구비 되어 병 렬로 설치 되며，

한 건조부의 배출구 (15)가 다른 건조부의 유입구 (13)에 연결되는 방식으로 직 렬 연결되어 다단 건조가 이루어지도록 한 것을 특징으로 하는 압축공기 건조장 치 .