KR100964591B1 - 압축기 장치 - Google Patents

Abstract

입구(3)와 출구(4)를 구비한 압축기(2)와, 이 압축기(2)의 출구(4)를 사용자 네트워크(6)에 연결하는 압축 공기 라인(5)과, 각각 입구(14)와 출구(15)를 구비하며 건조제 또는 건조용 약품으로 채워진 2개 이상의 공기 수용기(13, 16)를 포함하고 상기 압축 공기 라인(5)에 통합되는 건조기로서 상기 공기 수용기(13, 16)는 번갈아 작동하여 하나의 공기 수용기(13)가 압축 가스를 건조시키는 동안 다른 하나의 공기 수용기(16)는 재생되는 것인 건조기(7)와, 압축기(2)가 무부하 또는 부분 부하로 작동하는 경우 압축기에 의해 압축된 가스의 적어도 일부를 분출시키는 분출 장치(28)를 포함하며, 분출 장치(28)를 통해 분출되는 압축 가스의 일부가 재생용 공기 수용기(13)를 통과하도록 안내할 수 있는 안내 수단이 마련되는 것을 특징으로 하는 개량된 압축기 장치가 개시된다.

Description

압축기 장치{IMPROVED COMPRESSOR DEVICE}

본 발명은 개량된 압축기 장치에 관한 것이다.

본 발명은 특히, 입구와 출구를 구비한 압축기와, 압축기의 출구를 사용자 네트워크와 연결하는 압축 공기 라인과, 각각 흡입부와 출력부를 구비하며 건조제 또는 건조용 약품으로 채워진 2개 이상의 공기 수용기를 포함하고 상기 압축 공기 라인에 통합되는 건조기로서, 상기 공기 수용기는 번갈아 작동하여 하나의 공기 수용기가 압축 가스를 건조시키는 동안 다른 하나의 공기 수용기는 재생되는 것인 건조기와, 압축기가 무부하 또는 부분 부하로 작동하는 경우 압축기에 의해 압축된 가스의 적어도 일부를 분출시키는 분출 장치를 포함하는 형태의 압축기 장치에 관한 것이다.

전부하(full load) 작동에서, 즉 압축기가 최대 출력으로 작동하는 작동 조건에서, 최대 출력의 압축 가스 전체는 압축기의 출구에서 재생용 공기 수용기를 통해 보내져서 상기 압축 가스의 열을 이용하여 상기 공기 수용기의 건조용 약품으로부터 수분을 제거하며 이에 따라 건조용 약품을 재생시킨다.

그러나, 부분 부하 작동에서, 즉 압축기에서 압축된 공기의 일부만이 사용되는 경우, 압축기의 초과 출력은 압축기의 출구에서 분출 장치를 통해 대기로 분출된다.

무부하 작동에서, 다시 말하면 압축 가스가 사용되지 않는 경우, 압축기의 전체 출력은 상기 분출 장치를 통해 대기로 분출된다.

이러한 형태의 공지된 압축기 장치의 단점은, 부분 부하 작동에서, 압축기의 유효 출력 중 일부만이 재생용 공기 수용기의 건조용 약품을 재생시키는 데 사용되며, 이에 따라 특정 상황에서는 건조용 약품의 재생이 불충분하게 이루어지는 결과를 야기할 수도 있다는 점이다.

또한, 상기 단점은, 압축기 장치가 무부하 작동 조건에서 작동하는 경우, 압축기의 출력 전체가 분출되며 이에 따라 재생용 공기 수용기의 건조용 약품을 재생시키는 데 압축 가스의 출력이 전혀 유효하지 않기 때문에, 더 큰 단점이 된다.

본 발명은 소비와 무관하게, 그리고 이에 따라 압축기 장치가 전부하, 부분 부하 또는 무부하에서 작동하는가의 여부와 무관하게 항상 압축기의 출력 전체가 건조용 약품을 재생하는 데 사용되는 압축기 장치를 제공함으로써 전술한 단점들과 다른 단점들을 해소하는 것을 목적으로 한다.

이를 위해, 본 발명은 분출 장치를 통해 분출되는 압축 가스의 일부가 해당 재생용 공기 수용기를 통과하도록 안내할 수 있는 안내 수단이 마련되는 전술한 형태의 개량된 압축기 장치에 관한 것이다.

이러한 방식으로, 충분한 양의 가온된 압축 가스가 항상 재생용 공기 수용기를 통해 흐르도록 하여 언제나 건조용 약품의 효율적인 재생을 보장한다.

실제의 실시예에 따르면, 상기 안내 수단은 상기 공기 수용기의 흡입부들 사이에 있는 하나 또는 수개의 연결용 파이프를 포함하며, 분출 장치는 이들 연결용 파이프 중 하나에 연결되는 분기부에 의해 형성된다.

바람직하게는, 압축기가 무부하로 작동하는 경우에 작동되는 스로틀 밸브(throttle valve)가 압축기의 입구에 마련되어, 스로틀링의 결과로 압축 공기가 무부하 상태에서 추가적으로 가열되며, 이에 따라 보다 효율적인 재생이 이루어진다.

본 발명의 특징을 더 잘 설명하기 위해, 첨부한 도면을 참고하여 이후의 본 발명에 따른 개량된 압축기 장치의 바람직한 실시예를 비한정적인 예로서만 제시한다.

도 1은 본 발명에 따른 개량된 압축기 장치를 도시한 도면이다.

도 2, 도 3 및 도 4는 다른 작동 조건에서의 도 1의 압축기 장치를 도시한 도면이다.

도 1의 압축기 장치(1)는 입구(3)와 출구(4)를 구비한 압축기(2), 이 압축기(2)의 출구(4)를 사용자 네트워크(6)와 연결하는 압축 공기 라인(5), 그리고 이 압축 공기 라인(5)에 통합되는 건조기(7)를 주요 구성으로 한다.

상기 압축기(2)는 이 경우에 압력 파이프(10)에 의해서 직렬로 연결된 고압단(9)과 저압단(8)을 주요 구성으로 하며, 상기 압축기 내에서 인터쿨러(11)와 물분리기(water separator)(12)는 직렬로 통합된다.

상기 건조기(7)는, 출구(15)와 입구(14)를 구비하며 실리카겔 또는 임의의 다른 건조용 약품을 포함하는 단열된 제1 공기 수용기(13)와, 또한 출구(18)와 입구(17)를 구비하며 건조용 약품으로서 실리카겔을 포함하는 단열된 제2 공기 수용기(16)를 포함한다.

2개의 공기 수용기(13, 16) 모두의 출구(15, 18) 각각은 분리 파이프(19)와 이 파이프(19)의 각각의 분리부(19A, 19B)에 있는 밸브(20)를 매개로 하여 압축 공기 라인(5)과 연결되며, 이에 따라 압축 공기 라인(5)은 압축 공기 라인(5) 상의 분리부(19A, 19B)의 전술한 연결부들 사이에서 차단된다.

상기 입구(14)는 2개의 정지 코크(cock)(22)를 구비한 제1 연결용 파이프(21), 반대방향으로 작동하는 역류 방지 밸브들(no-return valves)을 구비한 제2 연결용 파이프(23) 및 2개의 정지 코크(26)를 구비한 제3 연결용 파이프(25)의 3개의 연결용 파이프에 각각 상호 연결된다.

제1 연결용 파이프와 제2 연결용 파이프는 쿨러(27)에 의해 연결되며, 상기 쿨러의 입구는 제2 연결용 파이프(23)와 연결되는데, 보다 구체적으로는 제2 연결용 파이프(23)의 역류 방지 밸브들(24) 사이에서 제2 연결용 파이프와 연결되고, 상기 쿨러의 출구는 제1 연결용 파이프(21)와 연결되는데, 보다 구체적으로는 제1 연결용 파이프(21)의 정지 코크들(22) 사이에서 제1 연결용 파이프와 연결된다.

압축 가스를 분출시키기 위한 분출 장치(blow-off device)(28)는, 정지 코크들(22) 사이에서 제1 연결용 파이프(21)와 연결되며 대기로 개방된 분기부의 형태 로 마련된다.

상기 분출 장치(28)에는, 분출 장치(28)의 출력부에 소음기(30)뿐만 아니라 정지 코크(29)도 마련된다.

또한, 이 경우 상기 분출 장치(28)는 제3 연결용 파이프(25)와 연결되는데, 보다 구체적으로는 제3 연결용 파이프의 정지 코크들(26) 사이에서, 그리고 정지 코크(29)에 대해 하류에서 제3 연결용 파이프와 연결된다.

또한, 도시되지는 않았지만, 상기 압축기 장치(1)에는 제어기가 마련되어, 압축기 장치(1)에서 요구되는 작동 조건에 따라 압축기(2)의 작동 조건을 설정할 수 있도록 하고 밸브(20) 및 정지 코크(22, 26)를 개방하거나 폐쇄시킬 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 압축기 장치(1)에는 온도, 압력 및 필요하다면 이슬점을 측정하는 계측 장치가 마련될 수도 있으며, 상기 계측 장치는 압축기 장치(1)를 제어하기 위해 상기 제어기에 연결된다.

본 발명에 따른 개량된 압축기 장치(1)의 작동은 간단하고 도 1 내지 도 4에 도시되어 있으며, 밸브(20)와 정지 코크(22, 26)는 폐쇄된 경우 검정색으로, 그리고 개방된 경우 흰색으로 표현되고, 압축 가스가 진행하는 경로는 굵게 표시된다.

도 1은 압축기(2)가 전부하, 즉 압축기의 최대 용량으로 작동하는 경우의 압축기 장치(1)를 도시한다.

이 경우, 압축기(2)의 출구(4)에서 나오는 비냉각 압축 가스 유동 전체는 공기 수용기(13)를 통하여 역류하도록, 즉 출구(15)로부터 입구(14)까지 공기 수용기를 통과하도록 안내되며, 상기 가스 유동은 압축 가스에 포함된 열을 이용하여 건조용 약품 또는 건조제, 예컨대 실리카겔을 재생시킨다.

다음으로, 상기 압축 가스 유동은 가스 유동을 냉각시키는 쿨러(27)로 향하며, 그 후 압축 가스를 건조시키기 위해 공기 수용기(16)를 통과하도록 안내된다.

이때, 상기 공기 수용기(16)의 출구(18)는 도시되지 않은 하나 또는 몇몇의 압축 가스 소비자들과 연결된 사용자 네트워크(6)와 연결된다.

도 2는 부분 부하 작동 시의 압축기 장치(1)를 나타내며, 사용자 네트워크(6)는 압축기(2)의 출력 중 단지 일부만을 필요로 한다.

이 경우, 전부하에서와 같이, 압축 가스의 전체 출력은 건조용 약품을 재생시키기 위해 재생용 공기 수용기(13)를 통하여 역류하도록 안내되지만, 상기 전체 출력은 공기 수용기(13)를 통과한 후에, 소비자 네트워크(6)의 한정된 수요에 의해 요구되어 쿨러(27)와 건조용 공기 수용기(16)를 통해 상기 네트워크(6)에 공급되는 부분(가스의 제1 부분)과, 본 발명에 따른 분출 장치(28)를 통해 대기로 분출되는 초과 부분(가스의 제2 부분)으로 나뉜다.

본 발명에 따르면, 네트워크(6)에 의해 요구되는 출력만이 재생용 용기(13)를 통해 보내지고 초과 출력은 먼저 재생용 공기 수용기(13)를 통과하지 않고 압축기(2)의 출구(4)에서 대기로 직접 분출되는 공지된 시스템과는 달리, 부분 부하의 경우에도, 압축기(2)의 전체 출력이 재생용 공기 수용기를 통해 흐른다.

본 발명에 따른 압축기 장치(1)는 또한 부분 부하에서 재생용 공기 수용기(13)의 건조용 약품이 항상 최적으로 재생된다는 장점을 갖는다.

도 3은 부분 부하 작동의 대안을 도시하며, 분출 장치(28)를 통해 대기로 분출되는 초과 출력은 이 경우 쿨러(27)에 대해 하류가 아니라 상류로 분기되므로, 냉각에 있어서 대기로 분출된 상기 출력 이상의 추가적인 에너지가 필요하지 않다.

도 4는 압축기 장치(1)의 무부하 작동을 도시하며, 이 경우 사용자 네트워크(6)는 압축 가스를 취하지 않는다.

이 경우, 상기 압축기(2)는 아이들(idle) 상태로 동작하고 가압하지 않으며, 최소량의 가스가 흡입되어 압축되고 대기로 분출된다.

공지된 압축기 장치와는 달리, 본 발명의 경우, 압축 가스는 출구(4)로 직접 배출되지 않고, 우선 재생용 공기 수용기를 통해 보내지며 그 후 분출 장치(28)를 통해 대기로 분출된다.

이런 방식으로, 무부하 작동 중에도, 재생용 공기 수용기(13) 내에 있는 건조용 약품의 최소한의 재생이 보장된다.

이 경우, 압축 가스가 분출 장치(28)를 통해 사용자 네트워크(6)로부터 대기로 빠져나가지 못하도록, 분출되는 출력이 공기 수용기(13)와 역류 방지 밸브(24) 사이에서 분기된다는 점은 명백하다.

압축기(2)의 입구(3)에는 적어도 무부하 작동에서 작동되는 스로틀 장치가 선택적으로 마련될 수도 있다.

이러한 스로틀링(throttling) 때문에, 압축 가스는 압축기의 출구(4)에서 더 높은 온도에 도달하고, 그 결과 더 가온된 가스가 재생용 공기 수용기를 통해 보내 지므로, 건조용 약품의 재생이 보다 향상된다.

각각의 정지 코크(22, 26)와 역류 방지 밸브(24)를 구비한 연결용 파이프(21, 23, 25) 및 밸브(20) 대신에, 부분 부하 그리고 무부하 작동에서 압축 가스의 초과된 미사용 부분을 재생용 공기 수용기(13)를 통해 보낼 수 있도록, 다른 수단이 마련될 수 있다는 점은 명백하다.

또한, 분출이 반드시 대기에서 이루어져야 하는 것은 아니며, 예컨대 의료용 가스의 경우에는, 압축기(2)의 출구(4)의 압력보다 낮은 압력으로 제어된 환경에서 분출이 이루어질 수 있다는 것은 명백하다.

상기 압축기(2)가 반드시 다단 압축기일 필요는 없다.

공기 수용기(13, 16)에서 출구(15, 18)와 흡입부(14, 17)라는 용어는 건조용 공기 수용기로서의 공기 수용기의 작동 기능에 따라 선택된다. 주어진 예에서, 건조용 약품을 재생하는 동안, 압축 가스는 해당 공기 수용기(13)를 통해 역류하는데, 즉 출구로부터 입구까지 흐른다.

본 발명이 전술한 개량된 압축기 장치로 한정되지 않는다는 것과, 본 발명의 범주 내에 있으면서도 모든 종류의 형상 및 조합에 적용될 수 있다는 것은 명백하다.

Claims (13)

1. 입구(3)와 출구(4)를 구비한 압축기(2); 이 압축기(2)의 출구(4)를 사용자 네트워크(6)에 연결하는 압축 공기 라인(5); 각각 입구(14)와 출구(15)를 구비하며 건조제 또는 건조용 약품으로 채워진 2개 이상의 공기 수용기(13, 16)를 포함하고 상기 압축 공기 라인(5)에 통합되는 건조기(7)로서, 상기 공기 수용기(13, 16)는 번갈아 작동하여 하나의 공기 수용기(16)가 압축 가스를 건조시키는 동안 다른 하나의 공기 수용기(13)는 압축된 가스에 포함된 열을 이용하여 재생되는 것인 건조기(7); 및 압축기(2)가 무부하 또는 부분 부하로 작동하는 경우 압축기에 의해 압축된 가스의 적어도 일부를 분출시키는 분출 장치(28)를 포함하며, 상기 분출 장치(28)를 통해 분출되는 상기 압축된 가스의 적어도 일부가 분출 장치(28)를 통하여 대기로 분출되기 이전에, 압축기로부터 나온 압축된 가스의 전체 비냉각 출력이 먼저 재생용 상기 공기 수용기(13)를 통과하여 재생용 상기 공기 수용기(13)를 재생하도록 안내되도록 하는 안내 수단이 마련되는 것을 특징으로 하는 압축기 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 안내 수단은 상기 공기 수용기(13, 16)의 입구들(14, 17) 사이에 하나 또는 여러 개의 연결용 파이프(21, 23, 25)를 포함하며, 상기 분출 장치(28)는 상기 연결용 파이프들 중 하나에 연결되는 분기부 형태인 것을 특징으로 하는 압축기 장치.
3. 제2항에 있어서, 해당 제1 연결용 파이프(21)에는 2개의 정지 코크(22)가 마련되며, 상기 2개의 정지 코크(22) 사이의 분출 장치(28)는 제1 연결용 파이프(21) 와 연결되는 것을 특징으로 하는 압축기 장치.
4. 제3항에 있어서, 적어도 제2 연결용 파이프(23)에는 반대로 작동하는 2개의 역류 방지 밸브(24)가 마련되고, 제1 연결용 파이프(21)와 제2 연결용 파이프(23)가 쿨러(27)에 의해 가교되며, 이 쿨러는 흡입부가 제2 연결용 파이프(23)의 역류 방지 밸브(24) 사이에 연결되고 출력부가 제1 연결용 파이프(21)의 정지 코크(22) 사이에 연결되는 것을 특징으로 하는 압축기 장치.
5. 제3항 또는 제4항에 있어서, 상기 분출 장치(28)에는 정지 코크(29)가 마련되는 것을 특징으로 하는 압축기 장치.
6. 제5항에 있어서, 2개의 정지 코크(26)를 구비한 제3 연결용 파이프(25)를 포함하며, 상기 분출 장치(28)는 분출 장치(28)의 상기 정지 코크(29)에 대해 하류에서 제3 연결용 파이프와 연결되는 것을 특징으로 하는 압축기 장치.
7. 제1항에 있어서, 상기 분출 장치(28)는 대기로 개방되는 것을 특징으로 하는 압축기 장치.
8. 제7항에 있어서, 상기 분출 장치(28)에는 소음기(30)가 마련되는 것을 특징 으로 하는 압축기 장치.
9. 제1항에 있어서, 상기 압축기(2)의 입구(3)는 적어도 압축기(2)가 무부하로 작동하는 경우에 작동할 수 있는 스로틀 밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 압축기 장치.
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