KR101920962B1

KR101920962B1 - 제습탱크의 냉각기와 가열기의 유동방향이 동일한 퍼지 및 논-퍼지 겸용 압축공기 건조방법 및 장치

Info

Publication number: KR101920962B1
Application number: KR1020160105906A
Authority: KR
Inventors: 이우재
Original assignee: 주식회사 은하에어테크
Priority date: 2016-08-22
Filing date: 2016-08-22
Publication date: 2019-02-13
Also published as: KR20180021416A

Abstract

본 발명은 제습제를 이용하여 습공기에 포함된 수분을 제거하는 압축 건조공기를 생산하는 압축공기 건조방법 및 장치에 관한 것으로서 특히, 제습탱크의 재생공정 중 제습탱크로 유입되는 가열기(加熱氣) 및 냉각기(冷却氣)의 유동 방향을 동일하게 구성함으로써, 유로의 잔류수분을 최소화함으로써 압축공기 건조효율을 높이도록 구성된 퍼지 및 논퍼지 겸용 압축공기 건조방법 및 장치에 관한 것이다.

Description

제습탱크의 냉각기와 가열기의 유동방향이 동일한 퍼지 및 논-퍼지 겸용 압축공기 건조방법 및 장치 {Purge and non-purge type compressed air dryer that the air flow direction of recycling process in recyling tank is same }

일반적으로 공기 속에 포함된 수분을 제거하는 압축공기 건조장치는 각종 자동화 설비, 반도체 제조라인, 도장라인, 수분과 접촉시 화학반응을 일으키는 화학공정 등 넓은 산업 분야에서 사용되고 있다.

압축공기 건조장치는 냉동 콤프레셔를 이용하여 압축공기의 온도를 떨어뜨린 다음 공기 속에 포함된 수분을 응축시켜 제습하는 냉동식과, 제습제가 충전된 탱크에 수분이 포함된 습공기를 통과시켜 습공기 속에 포함된 수분이 제습제에 흡착되도록 하는 흡착식으로 구분된다.

흡착식 압축공기 건조장치는 제습제의 재생방법에 따라 열원이 필요 없는 기바열식과 열원이 필요한 가열식으로 분류된다.

비가열식은 열원이 필요없는 만큼 재생고정에 필요한 압축공기의 소모가 많아 에너지 소모가 큰 단점이 있고, 가열식은 열원(히터)에 의해 제습제를 재생하는 만큼 비가열식에 비해 에너지 소비가 적은 장점이 있다.

상기 흡착식 압축공기 건조장치는 제습제가 충전된 두 개의 탱크를 구성하여 한 개의 탱크가 습공기의 제습공정(건조공기 생산공정)을 수행하는 동안 다른 탱크는 제습제를 건조하는 재생공정을 거치고, 일정한 시간이 지난 후 습공기 제습공정이던 탱크는 재생공정으로 전환되며, 재생공정이던 탱크는 제습공정으로 전환된다.

상기 재생공정은 제습제 가열과정과 제습제 냉각과정으로 구성된다.

제습제 가열과정은 블로우어로 흡입된 공기를 히터로 가열한 가열기(加熱氣)를 재생할 제습제가 충전된 탱크로 유동시켜 가열함으로써 제습제에 흡착된 수분을 증발시켜 공기와 함께 탱크 외부로 배출시키는 과정이다.

그리고 제습제 냉각과정은 가열된 제습제를 냉각시키는 과정이다.

종래의 압축공기 건조장치의 재생공정 중 제습제 가열과정과 제습제 냉각과정은 탱크의 유동 방향이 달라서 유로 상에 잔류하는 수분으로 노점에 영향을 주어 압축공기 건조효율이 떨어지는 문제점이 있었다.

또한, 상기 재생공정 중 제습제 냉각과정에서는 건조된 제습제의 건조도를 유지하기 위해 제습공정 중인 탱크에서 생산된 건조 압축공기 일부를 분기시켜 제습제 냉각과정에 사용하고 있는데, 생산된 건조 압축공기는 7.0 ~ 9.0 kgf/㎠의 압력을 갖는데 이러한 고압으로 압축된 압축공기를 재생단계에 사용한 후 외부로 배출하므로 에너지 효율이 매우 떨어지는 문제점이 있다.

또한, 종래의 압축공기 건조장치는 제습공정에서 생산된 건조 압축공기 일부(약 8%)를 분기시키기 위해 유량조절밸브 또는 비례제어밸브를 사용하여 건조 압축공기 일부를 분기시키도록 구성되어 있는데, 일반적으로 유량조절밸브나 비례제어밸브는 고가이면서 고장이 잦고, 정확하게 유량을 제어하는 밸브는 매우 고가이므로 생산비용과 유지 및 보수 비용이 많이 소요되는 문제점이 있다.

문헌 1. 대한민국특허청 등록특허공보 제10-1518297호, "압축 건조공기를 이용한 재생탱크 쿨링형 압축공기 건조방법 및 장치" 문헌 2. 대한민국특허청 등록특허공보 제10-150913호, "냉각단계 중 압축습공기 일부로 냉각 후 쿨러를 거쳐 합류토록 한 압축공기 건조방법 및 장치" 문헌 3. 대한민국특허청 등록특허공보 제10-1509152호, "냉각단계 중 압축습공기 냉각 후 제습탱크로 순환시키는 압축공기 건조방법 및 장치"

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 압축공기 건조장치의 재생공정 중 제습제 가열과정과 제습제 냉각과정에서 탱크를 유동하는 공기의 유동방향을 동일하게 구성함으로써 유로 상에 수분이 잔류하지 않도록 하여 압축공기 건조효율이 저하되지 않는 압축공기 건조방법 및 장치를 제공하는 것이 본 발명의 목적이다.

또한, 제습제 냉각과정에서 사용된 압축공기를 외부로 배출하지 않고 회수함으로써 에너지 소비를 최소화할 수 있는 압축공기 건조방법 및 장치를 제공하는 것이 본 발명의 목적이다.

또한, 매우 고가이고, 생산비용과 유지 및 보수 비용이 많이 소요되는 유량조절밸브 대신에 구조가 단순하고 저렴한 온/오프 밸브와 매뉴얼 밸브를 조합한 유량조절키트를 구성함으로써, 정확하게 유량을 조절하면서도 생산비용과 유지 및 보수비용을 절감할 수 있는 압축공기 건조방법 및 장치를 제공하는 것이 본 발명의 목적이다.

또한, 압축공기 건조장치의 블로우어나 쿨러 등의 주요 부품을 유지, 보수할 때 압축공기 건조장치의 운용을 중지하지 않고 계속 가동하면서 주요 부품을 유지, 보수할 수 있는 압축공기 건조방법 및 장치를 제공하는 것이 본 발명의 목적이다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 압축공기 건조방법은 유입라인(112)으로 유입된 습한 압축공기를 제습제가 충전되고 병렬로 설치된 두 개의 탱크 중 어느 하나의 탱크에 통과시켜 생산된 건조 압축공기를 배출라인(113)으로 배출하는 제습공정; 외부의 공기를 블로우어(106)로 흡입하여 히팅라인(114)으로 공급하고, 히팅라인(114)에 설치된 히터(107)로 가열하여 재생공정 중 가열과정을 수행하는 탱크에 통과시켜 탱크 내부의 제습제를 가열 재생시킨 후 외부로 배출하는 논-퍼지 타입으로 운용되거나, 상기 블로우어(106)의 가동을 중지한 상태에서 제습공정을 통해 생산된 압축 건조공기 중 일부를 배출라인(113)으로부터 압축공기 재생라인(118)으로 분기하여 히팅라인(114)으로 공급하고, 히팅라인(114)에 설치된 히터(107)로 가열하여 재생공정 중 가열과정을 수행하는 탱크에 통과시켜 탱크 내부의 제습제를 가열 재생시킨 후 외부로 배출하는 퍼지 타입으로 운용되는 재생공정 중 가열과정; 상기 제습공정을 통해 생산된 건조 압축공기 중 일부를 분기시켜 재생공정 중 가열과정이 끝난 탱크 내부로 유동시켜 탱크 내부의 제습제를 냉각시키되, 상기 재생공정 중 가열과정에서 히터로 가열된 가열기가 유동하는 동일한 방향으로 건조 압축공기를 유동시켜 탱크 내부의 제습제를 냉각시킨 후, 가열된 건조 압축공기를 쿨러로 냉각시켜 회수하는 논-퍼지 타입으로 운영되거나, 상기 퍼지 타입의 재생공정 중 가열과정이 끝난 후 히터(107)의 작동을 중지한 상태에서 상기 재생공정 중 가열과정과 동일한 압축공기 유동방향으로 건조 압축공기를 유동시켜 제습제를 냉각시킨 후 외부로 배출하는 퍼지 타입으로 운용되는 재생공정 중 냉각과정;으로 구성됨으로써, 병렬로 설치된 탱크 중 어느 하나가 제습공정을 수행하는 동안 다른 탱크는 재생공정을 수행하고, 재생공정이 완료된 탱크는 제습공정으로 전환되고, 제습공정이던 탱크는 재생공정으로 전환되도록 구성되고, 재생공정 중 가열과정과 냉각과정에서 탱크 내부를 유동하는 공기의 유동방향이 동일하게 구성된다.

이때, 상기 논-퍼지 타입으로 운용되는 재생공정 중 냉각과정에서는 배출라인(113)에 설치된 유량조절키트(150)를 통해 제습공정인 탱크에서 생산된 건조된 압축공기를 배출라인(113)으로 유동시키는 압축공기 양과 논-퍼지 타입으로 운용되는 재생공정 중 냉각과정인 탱크로 유동시키는 압축공기 양을 조절하도록 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 유량조절키트(150)는 배출라인(113)을 개폐하는 서플라이밸브(151)가 형성되고, 상기 배출라인(113)을 우회하는 우회라인(122)을 형성하되, 상기 우회라인(122)은 배출라인(113)의 서플라이밸브(151) 앞, 뒤 지점을 연결하도록 우회라인(122)을 형성하며, 상기 우회라인(122)에는 우회라인(122)을 개폐하는 aux밸브(153)와, 매뉴얼밸브(152)가 설치됨으로써, 서플라이밸브(151)를 잠그고 우회라인(122)의 aux밸브(153)를 개방한 상태에서 매뉴얼밸브(152)를 통해 유량을 조절하도록 구성된 것을 특징으로 한다.

그리고 본 발명에 의한 제습탱크의 냉각기와 가열기의 유동방향이 동일한 퍼지 및 논-퍼지 겸용 압축공기 건조장치는 유입라인(112)의 단부에 설치된 제1방향조절밸브 세트(130); 배출라인(113)의 단부에 설치된 제2방향조절밸브 세트(140); 내부에 제습제가 충전되고, 상기 제1방향조절밸브 세트(130)와 제2방향조절밸브 세트(140)의 사이에 병렬로 설치되어 제1방향조절밸브 세트(130) 및 제2방향조절밸브 세트(140)를 연결하는 제1탱크(103) 및 제2탱크(104); 히팅라인밸브(115)를 구비하여 블로우어(105)와 제2방향조절밸브 세트(140)를 연결하는 히팅라인(114); 상기 히팅라인(114)에 설치되어 블로우어(105)로부터 공급되어 히팅라인(114)을 유동하는 공기를 가열하는 히터(107); 리턴라인밸브(117)를 구비하여 상기 배출라인(113)과 제1방향전환밸브 세트(130)를 연결함으로써, 제1탱크(103) 또는 제2탱크(104) 중 냉각과정에서 사용된 건조 압축공기를 배출라인(113)으로 회수하는 리턴라인(116); 상기 리턴라인(116)에 설치되어 냉각과정에서 사용된 건조 압축공기를 냉각시키는 쿨러(108); 압축공기 재생라인 밸브(119)를 구비하여 상기 배출라인(113)과 히팅라인(114)을 연결함으로써, 배출라인(113)을 유동하는 건조 압축공기 일부를 분기시켜 제1탱크(103) 또는 제2탱크(104)의 재생공정으로고 압축공기를 공급하는 압축공기 재생라인(118); 및 상기 배출라인(113)에 설치되어 배출라인(113)을 유동하는 건조 압축공기의 유량을 조절함으로써, 제2방향전환밸브 세트(140)에서 냉각과정인 탱크로 분기되는 건조 압축공기의 유량을 조절하는 유량조절키트(150);를 포함하여 구성된다.

이때, 상기 유량조절키트(140)는 배출라인(113)에 설치되어 배출라인(113)을 개폐하는 서플라이 밸브(151); 배출라인(113)에 설치된 서플라이 밸브(151) 앞, 뒤 지점을 연결하는 우회라인(122); 상기 우회라인(122)에 설치되어 우회라인(122)을 개폐하는 aux밸브(153); 및 상기 우회라인(122)에 설치되어 개폐정도를 조절함으로써 우회라인(122)을 유동하는 압축공기 유량을 조절하는 매뉴얼 밸브(152);로 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 히팅라인(114)의 히터(107)와 블로우어(105) 사이에는 체크밸브(106)가 설치된 것을 특징으로 한다.

상기와 같이 구성된 본 발명은 압축공기 건조장치의 재생공정 중 제습제 가열과정과 제습제 냉각과정에서 탱크를 유동하는 공기의 유동방향을 동일하게 구성함으로써 유로 상에 수분이 잔류하지 않아 압축공기 건조효율이 우수하다.

또한, 제습제 냉각과정에서 사용된 압축공기를 외부로 배출하지 않고 회수함으로써 에너지 소비를 최소화할 수 있다.

또한, 매우 고가이고, 생산비용과 유지 및 보수 비용이 많이 소요되는 유량조절밸브 대신에 구조가 단순하고 저렴한 온/오프 밸브와 매뉴얼 밸브를 조합한 유량조절키트를 구성함으로써, 정확하게 유량을 조절하면서도 생산비용과 유지 및 보수비용을 절감할 수 있다.

또한, 압축공기 건조장치의 블로우어나 쿨러 등의 주요 부품을 유지, 보수할 때 압축공기 건조장치의 운용을 중지하지 않고 계속 가동하면서 주요 부품을 유지, 보수할 수 있다.

도 1은 본 발명에 의한 압축공기 건조장치 회로도.
도 2 내지 도 5는 본 발명에 의한 압축공기 건조장치가 정상적으로 운용되는 논-퍼지타입 상태에서의 압축공기 흐름도.
도 6 내지 도 9는 본 발명에 의한 압축공기 건조장치가 유지, 보수를 위한 퍼지타입 상태에서의 압축공기 흐름도.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예 및 첨부하는 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명하되, 도면의 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭함을 전제하여 설명하기로 한다.

발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에서 어느 하나의 구성요소가 다른 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 당해 구성요소만으로 이루어지는 것으로 한정되어 해석되지 아니하며, 다른 구성요소들을 더 포함할 수 있는 것으로 이해되어야 한다.

본 발명에 의한 압축공기 건조장치는 도 1에 도시한 바와 같이, 유입라인(112) 끝에 제1방향전환밸브 세트(130)가 설치되고, 배출라인(113) 끝에 제2방향전환밸브 세트(140)가 설치된다.

상기 제1방향전환밸브 세트(130)는 4개의 밸브(131,132,133,144)가 도 1과 같이 직렬과 병렬로 구성되고, 제2방향전환밸브 세트(140)는 4개의 밸브 (141,142,143,144)가 도 1과 같이 직렬과 병렬로 구성된다.

그리고 상기 제1방향전환밸브 세트(130)와 제2방향전환밸브 세트(140) 사이에는 내부에 제습제가 충전된 제1탱크(103) 및 제2탱크(104)가 병렬로 연결되어 제1방향전환밸브 세트(130)와 제2방향전환밸브 세트(140)를 연결하여 유로를 형성한다.

상기 제1방향전환밸브 세트(130)에는 히팅라인(114)이 연결되는데, 상기 히팅라인(114)에는 외부의 공기를 흡입하여 압축공기 건조장치 내부로 공기를 흡입 공급하는 블로우어(105)와, 히팅라인(114) 내부를 유동하는 공기를 가열하는 히터(107)가 설치된다.

그리고 상기 제2방향전환밸브 세트(140)에는 리턴라인(116)의 한쪽 끝이 연결되는데, 상기 리턴라인(116)에는 리턴라인(116)을 유동하는 공기를 냉각시키는 쿨러(108)가 설치되고, 상기 리턴라인(116)의 다른 한쪽은 배출라인(113)과 연결된다.

그리고 도 1과 같이 상기 히팅라인(114)과 배출라인(113)을 연결하는 압축공기 재생라인(118)이 형성된다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 의한 압축공기 건조장치의 구동에 대해 상세하게 설명한다.

상기 제1탱크(103) 및 제2탱크(104)가 유입라인(112)과 배출라인(113) 사이에 병렬로 설치되고, 상기 제1탱크(103) 또는 제2탱크(104) 중 어느 한 탱크가 유입구(101)를 통해 유입된 습한 압축공기를 제습하는 제습공정을 수행하는 동안, 다른 탱크는 내부의 제습제를 건조 재생시키는 재생공정을 수행한다.

재생공정이 끝나면 유로가 바뀌면서 재생이 끝난 탱크가 제습공정으로 전환되고, 제습공정을 수행하던 탱크는 재생공정으로 전환되어 제습제에 흡착된 수분을 건조시켜 재생시키도록 구성된다.

일반적으로 제습공정 및 재생공정은 4시간 동아 ㄴ수행되는데, 재생공정 중 가열과정과 재생공정 중 냉각과정은 각각 2시간씩 수행된다.

도 2는 제1탱크(103)가 습한 압축공기를 건조 압축공기로 건조시키는 제습공정을 수행하고, 제2탱크(104)는 내부의 제습제를 재생하는 재생공정 중 가열과정을 수행하는 상태에서의 압축공기 유동을 도시한 도면이다.

도 2에 도시한 바와 같이, 유입구(101)로 유입된 습한 압축공기는 유입라인(112)을 따라 유동하여 제1방향조절밸브 세트(130)의 개폐조합(131밸브 열리고 132,133밸브 닫힘)에 의해 제1탱크(103)의 하부로 공급된다.

제1탱크(103)의 하부로 공급된 습한 압축공기는 제1탱크(103) 내부를 통과하며 수분이 제습제에 흡착되고, 제2방향전환밸브 세트(140)의 개폐조합(143밸브 열리고 141,144밸브 닫힘)으로 건조 압축공기가 배출라인(113)을 따라 토출구(102)로 배출된다.

상기와 같이 제1탱크(103)가 제습공정을 수행하는 동안 제2탱크(104)는 재생공정 중 가열과정을 수행하는데, 도 2와 같이 블로우어(105)의 구동에 의해 외부의 공기를 흡입하여 히팅라인(114)으로 공급된다.

이때, 도면에는 도시하지 않았으나, 외부의 공기가 흡입되는 지점에 석션필터(suction filter)ㄹㄹ 설치함으로써 공기에 포함된 먼지 등의 이물질을 걸러내도록 구성하는 것이 바람직하다.

도 2와 같이 블로우어(105)에서 흡입된 공기가 히팅라인(114)을 유동하다가 히팅라인(114)에 설치된 히터(107)로 가열된 후, 제2방향전환밸브 세트(140)의 밸브 개폐조합(142밸브 열리고 141,144밸브 닫힘)으로 제2탱크(104)의 상부로 유입되고, 제2탱크(104) 내부를 통과하며 제습제를 가열하여 제습제에 흡착된 수분을 증발시킨 후 제2탱크(104) 하부로 배출된다.

제2탱크(104) 하부로 배출된 습한 압축공기는 제1방향전환밸브 세트(130)의 밸브 개폐조합(134 밸브 열리고 132,133 밸브 닫힘)에 의해 머플러(109)로 배출(머플러 밸브 111 열림)된다.

상기와 같이 제2탱크(104)는 재생공정 중 가열과정을 거친 후 도 3과 같이 재생공정 중 냉각과정을 수행하여 가열된 제2탱크(104) 내부의 제습제를 냉각시킨다. 이때, 제1탱크(103)의 제습공정에서의 압축공기 유동은 도 2와 동일하게 이루어진다.

도 3과 같이 히팅라인(114)의 히팅라인 밸브(115)를 닫아 히팅라인(114)을 폐쇄하고, 블로우어(105)와 히터(107)의 가동을 중지한다.

제2탱크(104)의 재생공정 중 냉각과정에서 사용되는 공기는 도 3과 같이 제1탱크(103)에서 생산된 건조된 압축공기 일부를 분기시켜 사용한다.

도 3과 같이 제2방향전환밸브 세트(140)의 밸브 개폐조합(143,144 밸브 열리고 141,142 밸브 닫힘)에 의해 제1탱크(103)에서 생산된 건조 압축공기 중 일부가 제2탱크(104)의 상부로 유입된다.

이때, 제1탱크(103)에서 생산되어 배출되는 건조 압축공기 양을 100%라 하면, 제2방향전환밸브 세트(140)에서 분기되어 제2탱크(104)로 유동하는 건조 압축공기 양은 약 8%정도로 압축공기 유량을 조절한다.

상기와 같이 제2탱크(103)로 분기되는 압축공기 유량을 조절하기 위해 143 밸브와 144 밸브를 유량조절밸브 또는 비례제어밸브로 구성할 수도 있지만, 유량조절밸브나 비례제어밸브는 매우 고가이므로 생산비용과 유지,보수 비용이 많이 소요된다.

본 발명에서는 143 밸브 및 144 밸브를 일반적인 개폐밸브(온/오프 밸브)로 구성하고 도 1 내지 도 3과 같이 배출라인(113)에 일반적은 개폐밸브로 구성된 유량조절키트(150)를 설치함으로써, 정확하게 유량을 조절하면서도 생산비용 및 유지, 보수 비용을 절감하도록 구성된다.

배출라인(113)에 설치되는 유량조절키트(150)는 배출라인(113)을 여닫는 서플라이밸브(151)와, 상기 서플라이밸브(151) 앞,뒤 지점의 배출라인(113)을 우회하는 별도의 우회라인(122)과, 상기 우회라인(122)에 직렬로 설치되는 매뉴얼밸브(152) 및 aux밸브(153)로 구성된다.

상기와 같이 구성된 유량조절키트(150)를 이용하여 제2방향전환밸브 세트(140)에서 제2탱크(104)로 분기되는 건조 압축공기 유량을 조정하는 과정은 다음과 같다.

먼저, 유량조절키트(150)의 서플라이밸브(151)를 닫고, 우회라인(122)의 aux밸브(153)를 열어 배출라인(113)으로부터 토출구(102)로 유동하는 압축공기 유동을 우회라인(122)으로 우회 유동시키고, 매뉴얼밸브(152)의 열림 정도를 조절함으로써 토출구(102)로 배출되는 건조 압축공기 양을 제한한다.

상기와 같이 유량조절키트(150)를 통해 토출구(102)로 배출되는 건조 압축공기 량을 제한하면 토출구(102)로 배출되는 압축공기 양이 줄어들고, 줄어든 압축공기 양만큼 도 3과 같이 제2방향전환밸브 세트(140)를 통해 제2탱크(104)의 상부로 유입되어 하부로 배출되며 제2탱크(104) 내부의 제습제를 냉각시킨다.

제습제를 냉각시킨 후 제2탱크(104) 하부로 배출된 압축공기는 제1방향전환밸브 세트(130)의 밸브 개폐조합(134 밸브 열리고 132,133,111 밸브 닫힘)에 의해 리턴라인(116)으로 유동하고(이때, 리턴라인 밸브 117은 열림), 쿨러(108)로 냉각되어 배출라인(113)으로 합류되어 토출구(102)로 배출된다.

즉, 도 3과 같이 재상공정 중 냉각과정에 사용된 압축공기를 외부로 배출하지 않고 쿨러(108)가 냉각시켜 회수함으로써, 에너지를 절감할 수 있다.

또한, 도 2 및 도 3과 같이, 재생공정 중 가열과정에서 제2탱크(104)를 유동하는 공기 유동방향과, 재생공정 중 냉각과정에서 제2탱크(104)를 유동하는 공기 유동방향이 동일하므로 유로(파이프 및 탱크)에 수분이 거의 잔류하지 않게 되고, 노점(dew point)에 영향을 주지 않아 압축공기 건조효율이 우수하다.

상술한 과정을 통해 제1탱크(103)는 2시간 동안의 제습공정이 수행되고, 제2탱크(104)는 1시간 동안의 재생공정 중 가열과정과 1시간 동안의 재생공정 중 냉각과정을 수행한 후, 제1탱크(103)는 제습공정에서 재생공정으로 전환되고, 제2탱크(104)는 재생공정에서 제습공정으로 전환된다.

도 4는 제2탱크(104)가 제습공정을 수행하고, 제1탱크(103)가 재생공정 중 가열과정을 수행하는 상태에서의 회로 내 압축공기 유동을 도시한 도면으로서, 제1방향전환밸브 세트(130) 및 제2방향전환밸브 세트(140)에 의해 제1탱크(103) 또는 제2탱크(104)로 향하는 압축공기의 유동방향만 바뀌고 다른 것은 도 2와 동일하다.

마찬가지로 도 5는 제2탱크(104)가 제습공정을 수행하고, 제1탱크(103)가 재생공정 중 냉각과정을 수행하는 상태에서의 회로 내 압축공기 유동을 도시한 도면인데, 제1방향전환밸브 세트(130) 및 제2방향전환밸브 세트(140)에 의해 제1탱크(103) 또는 제2탱크(104)로 향하는 압축공기의 유동방향만 바뀌고 다른 것은 도 2와 동일하다.

도 2 내지 도 5에 도시한 본 발명은 압축공기 건조장치에서 생산되어 재생공정 중 냉각과정에서 사용된 압축공기를 외부로 배출하지 않고 회수하는 논-퍼지(Non-purge) 타입으로 운용되어 압축공기의 손실이 없으므로 생산효율이 우수하고 에너지 소비가 적다.

그런데, 압축공기 건조장치를 구성하는 구성품이 고장나면 이를 수리 또는 교체하여야 하는데, 압축공기 건조장치의 가동을 중지한 후 수리 또는 교체하여야 한다.

본 발명은 블로우어(105) 또는 히터(107)와 같은 주요 구성품이 고장나더라도 압축공기 건조장치의 가동을 중지하지 않고, 회로 내 압축공기가 유동하는 유로를 변경하여 퍼지(Purge) 타입으로 계속 가동하면서 고장난 구성품을 수리 또는 교체할 수 있도록 구성된다.

도 6 내지 도 9는 고장난 구성품을 수리하기 위해 고장난 구성품의 가동을 중지하고, 압축공기 건조장치를 퍼지(Purge) 타입으로 가동하는 상태의 압축공기 유동을 도시한 도면이다.

도 6은 압축공기 건조장치가 퍼지타입으로 운용될 때, 제1탱크(103)가 제습공정을 수행하고, 제2탱크(104)가 재생공정 중 가열과정을 수행하는 상태를 도시한 도면이다.

블로우어(105)가 고장난 경우 블로우어(105) 가동을 중지하고, 배출라인(113)과 연결된 압축공기 재생라인(118)의 압축공기 재생라인 밸브(119)를 개방하여 배출라인(113)을 유동하는 건조 압축공기를 압축공기 재생라인(118)으로 일부 분기시킨다.

상기 압축공기 재생라인(118)에는 매뉴얼 밸브(121)가 설치됨으로써, 상기 매뉴얼 밸브(121)의 개방정도를 조절함으로써, 배출라인(113)에서 압축공기 재생라인(118)으로 분기되는 건조 압축공기의 유량을 조절할 수 있다.

상기와 같이 압축공기 재생라인(118)으로 분기 유입된 건조 압축공기는 도 6과 같이 히팅라인(114)으로 유동하고, 히터(107)에 의해 가열되어 제1방향전환밸브 세트(130)로 유동한다.

이때, 히팅라인(114)의 블로우어(105) 전방에는 체크밸브(106)가 설치됨으로써, 압축공기 재생라인(118)에서 히팅라인(114)으로 유동하는 건조 압축공기가 블로우어(105)를 통해 외부로 빠져나가지 못하도록 한다.

히팅라인(114)을 유동하며 히터(107)에 의해 가열된 건조 압축공기는 제2방향전환밸브 세트(140)의 밸브 개폐조합(142 밸브 열리고 141,144 밸브 닫힘)에 의해 제2탱크(104) 상부로 유동하여 제2탱크(104) 하부로 유동 배출된다.

제2탱크(104) 하부로 배출된 습한 압축공기는 제1방향전환밸브 세트(130)의 밸브 개폐조합(132,133 밸브 닫히고 134 밸브 열림)에 의해 머플러(109)를 통해 외부로 배출된다. 이때, 머플러밸브(111)는 열린 상태이다.

상기와 같이 논-퍼지(Non-purge) 타입으로 제2탱크(104)가 재생공정 중 가열단계를 수행한 후, 도 7과 같이 논-퍼지(Non-purge) 타입으로 제2탱크(104)가 재생공정 중 냉각단계를 수행한다.

제2탱크(104)의 재생공정 중 냉각단계는 도 7에 도시한 바와 같이, 도 6에 도시한 재생공정 중 가열단계의 압축공기 유동상태가 모두 동일하고 다만, 히터(107)의 가동이 중지되어 건조 압축공기로 제2탱크(104) 내부의 제습제를 냉각시킨다.

상기와 같이 퍼지 타입으로 운용되는 상태에서 제2탱크(104)의 재생공정이 완료되면 제2탱크(104)가 제습고정으로 전환되고, 제1탱크(103)는 재생공정으로 전환된다.

도 8과 같이, 제1탱크(103)의 재생공정 중 가열과정의 압축공기 유동은 제1방향전환밸브 세트(130) 및 제2방향전환밸브 세트(140)에 의해 제1탱크(103) 또는 제2탱크(104)로 향하는 압축공기의 유동방향만 바뀌고 다른 것은 도 6과 동일하다.

마찬가지로 도 9와 같이, 제1탱크(103)의 재생공정 중 냉각과정의 압축공기 유동은 제1방향전환밸브 세트(130) 및 제2방향전환밸브 세트(140)에 의해 제1탱크(103) 또는 제2탱크(104)로 향하는 압축공기의 유동방향만 바뀌고 다른 것은 도 7과 동일하다.

이상에서 살펴본 바와 같이,본 발명은 압축공기 건조장치의 재생공정 중 제습제 가열과정과 제습제 냉각과정에서 탱크를 유동하는 공기의 유동방향을 동일하게 구성함으로써 유로 상에 수분이 잔류하지 않아 압축공기 건조효율이 우수하다.

이상 상술한 실시예를 통해 본 발명의 기술적 사상을 살펴보았다.

본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기재사항으로부터 상기 살펴본 실시예를 다양하게 변형하거나 변경할 수 있음은 자명하다.

또한, 비록 명시적으로 도시되거나 설명되지 아니하였다 하여도 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기재사항으로부터 본 발명에 의한 기술적 사상을 포함하는 다양한 형태의 변형을 할 수 있음은 자명하며, 이는 여전히 본 발명의 권리범위에 속한다.

첨부하는 도면을 참조하여 설명된 상기의 실시예는 본 발명을 설명하기 위한 목적으로 기술된 것이며 본 발명의 권리범위는 이러한 실시예에 국한되지 아니한다.

101 : 유입구
102 : 배출구
103 : 제1탱크
104 : 제2탱크
105 : 블로우어
106 : 체크밸브
107 : 히터
108 : 쿨러
109 : 머플러
111 : 머플러 밸브
112 : 유입라인
113 : 배출라인
114 : 히팅라인
115 : 히팅라인밸브
116 : 리턴라인
117 : 리턴라인밸브
118 : 압축공기 재생라인
119 : 압축공기 재생라인 밸브
121 : 매뉴얼밸브
122 : 우회라인
130 : 제1방향전환밸브 세트
131~134 : 밸브
140 : 제2방향전환밸브 세트
141~144 : 밸브
150 : 유량조절키트
151 : 서플라이 밸브
152 : 매뉴얼 밸브
135 : aux밸브

Claims

유입라인(112)으로 유입된 습한 압축공기를 제습제가 충전되고 병렬로 설치된 두 개의 탱크 중 어느 하나의 탱크에 통과시켜 생산된 건조 압축공기를 배출라인(113)으로 배출하는 제습공정;
외부의 공기를 블로우어(105)로 흡입하여 히팅라인(114)으로 공급하고, 히팅라인(114)에 설치된 히터(107)로 가열하여 재생공정 중 가열과정을 수행하는 탱크에 통과시켜 탱크 내부의 제습제를 가열 재생시킨 후 외부로 배출하는 논-퍼지 타입으로 운용되거나,
상기 블로우어(105)의 가동을 중지한 상태에서 제습공정을 통해 생산된 압축 건조공기 중 일부를 배출라인(113)으로부터 압축공기 재생라인(118)으로 분기하여 히팅라인(114)으로 공급하고, 히팅라인(114)에 설치된 히터(107)로 가열하여 재생공정 중 가열과정을 수행하는 탱크에 통과시켜 탱크 내부의 제습제를 가열 재생시킨 후 외부로 배출하는 퍼지 타입으로 운용되는 재생공정 중 가열과정;
상기 제습공정을 통해 생산된 건조 압축공기 중 일부를 분기시켜 재생공정 중 가열과정이 끝난 탱크 내부로 유동시켜 탱크 내부의 제습제를 냉각시키되, 상기 재생공정 중 가열과정에서 히터로 가열된 가열기가 유동하는 동일한 방향으로 건조 압축공기를 유동시켜 탱크 내부의 제습제를 냉각시킨 후, 가열된 건조 압축공기를 쿨러로 냉각시켜 회수하고,
배출라인(113)을 개폐하는 서플라이밸브(151)가 형성되고, 상기 배출라인(113)을 우회하는 우회라인(122)을 형성하되, 상기 우회라인(122)은 배출라인(113)의 서플라이밸브(151) 앞, 뒤 지점을 연결하도록 우회라인(122)을 형성하며, 상기 우회라인(122)에는 우회라인(122)을 개폐하는 aux밸브(153)와, 매뉴얼밸브(152)가 설치됨으로써 서플라이밸브(151)를 잠그고 우회라인(122)의 aux밸브(153)를 개방한 상태에서 매뉴얼밸브(152)를 통해 유량을 조절하도록 구성된 유량조절키트(150)를 구비하여 논-퍼지 타입으로 운영되거나,
상기 퍼지 타입의 재생공정 중 가열과정이 끝난 후 히터(107)의 작동을 중지한 상태에서 상기 재생공정 중 가열과정과 동일한 압축공기 유동방향으로 건조 압축공기를 유동시켜 제습제를 냉각시킨 후 외부로 배출하는 퍼지 타입으로 운용되는 재생공정 중 냉각과정;으로 구성됨으로써,
병렬로 설치된 탱크 중 어느 하나가 제습공정을 수행하는 동안 다른 탱크는 재생공정을 수행하고, 재생공정이 완료된 탱크는 제습공정으로 전환되고, 제습공정이던 탱크는 재생공정으로 전환되도록 구성되고,
재생공정 중 가열과정과 냉각과정에서 탱크 내부를 유동하는 공기의 유동방향이 동일하게 구성된 것을 특징으로 하는 제습탱크의 냉각기와 가열기의 유동방향이 동일한 퍼지 및 논-퍼지 겸용 압축공기 건조방법.
삭제
삭제
유입라인(112)의 단부에 설치된 제1방향조절밸브 세트(130);
배출라인(113)의 단부에 설치된 제2방향조절밸브 세트(140);
내부에 제습제가 충전되고, 상기 제1방향조절밸브 세트(130)와 제2방향조절밸브 세트(140)의 사이에 병렬로 설치되어 제1방향조절밸브 세트(130) 및 제2방향조절밸브 세트(140)를 연결하는 제1탱크(103) 및 제2탱크(104);
히팅라인밸브(115)를 구비하여 블로우어(105)와 제2방향조절밸브 세트(140)를 연결하는 히팅라인(114);
상기 히팅라인(114)에 설치되어 블로우어(105)로부터 공급되어 히팅라인(114)을 유동하는 공기를 가열하는 히터(107);
리턴라인밸브(117)를 구비하여 상기 배출라인(113)과 제1방향전환밸브 세트(130)를 연결함으로써, 제1탱크(103) 또는 제2탱크(104) 중 냉각과정에서 사용된 건조 압축공기를 배출라인(113)으로 회수하는 리턴라인(116);
상기 리턴라인(116)에 설치되어 냉각과정에서 사용된 건조 압축공기를 냉각시키는 쿨러(108);
압축공기 재생라인 밸브(119)를 구비하여 상기 배출라인(113)과 히팅라인(114)을 연결함으로써, 배출라인(113)을 유동하는 건조 압축공기 일부를 분기시켜 제1탱크(103) 또는 제2탱크(104)의 재생공정으로 압축공기를 공급하는 압축공기 재생라인(118); 및
배출라인(113)에 설치되어 배출라인(113)을 개폐하는 서플라이 밸브(151)와, 상기 서플라이 밸브(151) 앞, 뒤 지점을 연결하는 우회라인(122)과, 상기 우회라인(122)에 설치되어 우회라인(122)을 개폐하는 aux밸브(153)와, 상기 우회라인(122)에 설치되어 개폐정도를 조절함으로써 우회라인(122)을 유동하는 압축공기 유량을 조절하는 매뉴얼 밸브(152)로 구성되어 배출라인(113)을 유동하는 건조 압축공기의 유량을 조절함으로써, 제2방향전환밸브 세트(140)에서 냉각과정인 탱크로 분기되는 건조 압축공기의 유량을 조절하는 유량조절키트(150);를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 제습탱크의 냉각기와 가열기의 유동방향이 동일한 퍼지 및 논-퍼지 겸용 압축공기 건조장치.
삭제
제4항에 있어서,
상기 히팅라인(114)의 히터(107)와 블로우어(105) 사이에는 체크밸브(106)가 설치된 것을 특징으로 하는 제습탱크의 냉각기와 가열기의 유동방향이 동일한 퍼지 및 논-퍼지 겸용 압축공기 건조장치.