KR20120058936A - 액체 분배장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 액체를 공급하는 유입관과, 상기 유입관으로부터 액체가 긍급되는 하우징과, 상기 하우징 내부에 수평방향으로 배치되어 상기 하우징을 상부 및 하부공간으로 구획하고, 상기 유입관으로부터 상기 상부공간으로 공급된 액체를 설정된 비율로 하강시키도록 복수개의 통공이 형성되는 다공판과, 상기 다공판으로부터 하강하는 액체를 상기 다공판의 설정 비율에 대응하여 상기 하우징의 하부공간에서 분배시키는 복수개의 격벽부와, 상기 격벽부로 인하여 분리된 공간을 통해 외부로 상기 액체를 각각 배출하는 복수개의 분기부 및 상기 분기부들을 개폐시키는 밸브부를 포함하는 액체 분배장치를 제공한다.
본 발명에 의한 액체 분배장치는 일정한 비율의 액체를 연속적으로 공급할 수 있고, 또한 밸브부의 개폐를 자동으로 제어하여 다양한 공급비율로 액체를 조절할 수 있는 효과가 있다. 게다가, 단순한 구조로 조립이 용이하고, 소모되는 구성물이 없어 유지관리가 편리하며, 보수 시 비용 및 시간을 단축할 수 있는 효과가 있다.

Description

액체 분배장치{Liquid Splitter}

본 발명은 액체 분배장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 액체의 공급 비율을 정확하게 조절하고, 연속적으로 일정 비율의 액체를 공급할 수 있는 액체 분배장치에 관한 것이다.

일반적으로 액체 분배장치는 석유정유, 석유화학 및 정밀화학과 유해가스 또는 유기물의 제거를 위하여 증류, 흡수, 냉각 원리를 한 세척탑 및 흡수탑 등에 사용되는 액체 분배장치이다.

현재 공업적으로 사용되고 있는 증류, 흡수, 및 냉각을 위한 장치로 컬럼(Column)이 있는데 이는 기액 접촉을 통해 원하는 물질을 분리하는 것이다. 최근에는 에너지 절약 및 투자비 절감을 위해 분리벽형 증류탑(Divide wall Column)이 사용되는데, 이는 2개의 컬럼을 하나의 컬럼으로 합친 구조로 상부측의 액체를 하부 두 개의 분리벽으로 원하는 비율로 분배를 해 주어야 하고, 이때 상기 액체 분배장치에서 액체의 공급 비율을 조정하게 된다.

그러나 상기와 같은 종래의 액체 분배장치는 축의 회전운동을 통해 피더(Feeder)를 양 측으로 설정각도 회전하여 일정 시간 머무르는 동안, 즉 양 측 중 일측에 정지한 시간과 타 측에 정지한 시간의 비율에 따라 액체를 공급하는 비율이 정해지는 구조를 갖는다. 따라서 피더가 일 측에서 타 측으로 회전하는 동안 액체의 지속적인 공급이 이루어지지 않아 맥동현상이 발생하게 되고, 패킹(Packing)의 성능을 저하시키는 문제점이 발생한다.

또한, 상기 축의 계속적인 회전운동으로 압축공기 소모량이 증가하고, 내구성이 떨어져 일정기간 운전 시 주요 부품을 교체해야 하며, 상기 축이 좌우로 회전하여 설정시간 동안 머무르는 동안 액체를 공급하며 분배 비율을 조정하는데, 실제 시간비율과 분배비율에 차이가 발생하여 사전에 액체를 통해 그 차이를 항상 교정해야하는 문제점이 발생한다.

본 발명은 액체 분배장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 액체의 공급 비율을 정확하게 조절하고, 연속적으로 일정 비유의 액체를 공급할 수 있는 액체 분배장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 액체를 공급하는 유입관과, 상기 유입관으로부터 액체가 긍급되는 하우징과, 상기 하우징 내부에 수평방향으로 배치되어 상기 하우징을 상부 및 하부공간으로 구획하고, 상기 유입관으로부터 상기 상부공간으로 공급된 액체를 설정된 비율로 하강시키도록 복수개의 통공이 형성되는 다공판과, 상기 다공판으로부터 하강하는 액체를 상기 다공판의 설정 비율에 대응하여 상기 하우징의 하부공간에서 분배시키는 복수개의 격벽부와, 상기 격벽부로 인하여 분리된 공간을 통해 외부로 상기 액체를 각각 배출하는 복수개의 분기부 및 상기 분기부들을 개폐시키는 밸브부를 포함하는 액체 분배장치를 제공한다.

상기 액체 분배장치는 상기 다공판의 상부공간과 하부공간의 공기압을 일정하게 유지시키는 압력보정관을 더 포함할 수 있다.

상기 액체 분배장치는 상기 유입관과 상기 다공판 사이에 배치되어, 상기 유입관으로부터 공급되는 상기 액체가 상기 다공판 상면에 골고루 공급되도록 하는 급수부재를 더 포함할 수 있다.

상기 다공판은 상기 상부공간으로 공급된 액체를 상기 하부공간으로 배출함에 있어서, 액체의 배출양이 다르게 형성되도록 제1구획부 및 제2구획부가 형성될 수 있다.

상기 액체 분배장치는 상기 제1구획부에 형성되는 통공의 개수가 상기 제2구획부에 형성되는 통공의 개수보다 많도록 형성될 수 있다.

상기 격벽부는 상기 하우징의 하부공간이 상기 제1구획부 및 제2구획부에 각각 대응하도록 제1챔버 및 제2챔버로 구획하고, 상기 제1챔버와 제2챔버를 분기시키는 제1격벽과, 상기 제2챔버에 내부에 형성되어 상기 제1격벽과 수직방향으로 형성되는 복수개의 제2격벽들을 포함할 수 있다.

상기 제1격벽은 상기 제1챔버 또는 상기 제2챔버 내부에 상기 액체가 만충되는 경우, 상기 제1격벽의 상단으로부터 상기 제1챔버와 상기 제2챔버가 연통되도록 형성될 수 있다.

상기 제2격벽들은 상기 제2챔버 내부에서 상기 액체의 저장 용량이 단계적으로 저장되도록 분기시킬 수 있다.

상기 제1챔버는 상기 하우징의 외부로 액체를 배출하는 배출관이 마련되고, 상기 제2챔버는 상기 제2격벽들에 의해 복수개의 단계챔버로 분기되고, 상기 복수개의 단계챔버에 대응하여 상기 하우징의 외부로 액체를 배출하는 복수개의 분기관이 마련되며, 상기 밸브부는 상기 복수개의 분기관에 대응하여 각각 선택적으로 개폐할 수 있는 복수개의 밸브가 구비될 수 있다.

상기 액체 분배장치는 상기 복수개의 분기관으로부터 배출되는 액체를 집수시키는 집수관을 더 포함할 수 있다.

본 발명에 의한 액체 분배장치는 일정한 비율의 액체를 연속적으로 공급할 수 있고, 또한 밸브부의 개폐를 자동으로 제어하여 다양한 공급비율로 액체를 조절할 수 있는 효과가 있다.

게다가, 단순한 구조로 조립이 용이하고, 소모되는 구성물이 없어 유지관리가 편리하며, 보수 시 비용 및 시간을 단축할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 액체 분배장치가 구비되는 분리벽형 증류탑을 계략적으로 도시하는 계략도,
도 2는 도 1에 나타낸 액체 분배장치를 나타내는 사시도,
도 3은 도 2에 나타낸 다공판을 나타내는 평면도,
도 4는 도 2에 나타낸 하우징을 나타내는 측단면도이다.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

도 1은 본 발명에 따른 액체 분배장치(100)가 구비되는 분리벽형 증류탑(10)을 계략적으로 도시하는 계략도이고, 도 2는 도 1에 나타낸 액체 분배장치(100)를 나타내는 사시도이다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 액체 분배장치(100)는 상기 증류탑(10)으로부터 배출된 액체를 공급하는 유입관(110)과, 상기 유입관(110)으로부터 액체가 공급되는 하우징(120)과, 상기 하우징(120) 내부에 마련되는 다공판(130)과, 상기 다공판(130)으로부터 하강하는 액체를 상기 하우징(120)의 저면으로부터 분배시키는 격벽부(140)와, 상기 격벽부(140)에 의해 분리된 공간에 저장되는 액체를 상기 하우징(120) 외부로 배출하는 분기부(150) 및 상기 분기부(150)에 구비되어 액체의 차폐시키는 밸브부(160)를 포함한다.

상기 하우징(120)은 드럼 형상으로 상기 다공판(130)이 내부에서 수평방향으로 배치되어 상부공간(121)과 하부공간(122)으로 구획된다.

상기 상부공간(121)에는 상기 유입관(110)을 통해 유입되는 액체에 의해 상기 상부공간(121)과 하부공간(122) 사이에서 발생하는 압력을 일정하게 유지시켜주는 압력보정관(180)이 마련된다. 상기 압력보정관(180)은 상기 다공판(130)을 통해 상기 상부공간(121)과 하부공간(122)이 연통되도록 상기 다공판(130)의 상부에 하나 또는 복수개가 마련된다. 또한 상기 압력보정관(180)을 통해 상기 하우징(120)의 하부공간(122)으로 액체가 공급되는 것을 방지하도록 상기 다공판(130)의 상면으로부터 소정의 높이를 갖도록 형성된다.

상기 다공판(130)의 상면 중심에는 상기 유입관(110)으로부터 공급되는 액체가 직접적으로 상기 다공판(130)으로 공급되지 않고, 액체가 상기 다공판(130)의 상면으로 골고루 퍼져나가도록 급수부재(170)가 배치된다. 상기 급수부재(170)는 상기 유입관(110)의 단부보다 그 높이가 높게 형성되고, 상기 유입관(110)의 단면에 대응되는 형상 또는 다각형으로 형성된다. 따라서 상기 급수부재(170)는 상기 유입관(110)으로부터 공급되는 액체의 공급압력이 상기 다공판(130)의 상면에 전달되지 않도록, 액체가 상기 급수부재(170)의 상단으로부터 흘러 넘쳐 상기 다공판(130)의 상면으로 공급시키는 기능을 갖는다.

도 3은 도 2에 나타낸 다공판(130)을 나타내는 평면도이고, 도 4는 도 2에 나타낸 하우징(120)을 나타내는 측단면도이다. 도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 다공판(130)에는 복수개의 통공(131)이 형성된다. 상기 다공판(130)은 상기 급수부재(170)를 중심으로 상기 통공(131)의 개수가 많이 형성되는 제1구획부(133)와 상기 제1구획부(133)에 비하여 상대적으로 상기 통공(131)의 개수가 적게 형성되는 제2구획부(134)로 형성된다. 이때 상기 제1구획부(133)와 상기 제2구획부(134)에 형성되는 상기 통공(131)은 그 크기와 형상이 동일하고 상기 통공(131)의 개수만 달리 형성된다. 또한 사용자가 적용하고자 하는 비율 및 유량에 따라서 상기 통공(131)의 크기를 달리 조절할 수 있음은 물론이다.

상기 하우징(120)의 하부공간(122)은 상기 다공판(130)의 제1구획부(133)와 제2구획부(134)에 대응되도록 상기 격벽부(140)에 의해 제1챔버(123) 및 제2챔버(124)로 구획된다. 따라서 상기 제1구획부(133)의 하측에는 제1챔버(123)가 형성되고, 상기 제2구획부(134)의 하측에는 제2챔버(124)가 형성된다.

상기 격벽부(140)는 상기 제1챔버(123)와 제2챔버(124) 사이에 마련되는 제1격벽(141)과, 상기 제2챔버(124) 내부를 복수개의 단계챔버들로 구획하는 복수개의 제2격벽들(142)들을 포함한다.

상기 제1격벽(141)은 상기 제1챔버(123)와 제2챔버(124)를 구획하되, 상기 제1챔버(123) 또는 상기 제2챔버(124)에 액체가 가득 차는 경우 타 챔버와 연통되도록 형성된다. 따라서 상기 제1격벽(141)의 상단은 상기 다공판(130)의 하측으로부터 이격되도록 배치된다.

상기 제2격벽들(142)들은 상기 제2챔버(124) 내부에서 상기 제1격벽(141)과 상기 하우징(120)의 내벽을 수직방향으로 구획한다. 이때 상기 다공판(130)의 제2구획부(134)에 형성되는 상기 통공(131)은 상기 단계챔버들에 대응되는 위치에 각각 배치되며, 상기 단계챔버들에 대응되는 상기 통공(131)은 각 상기 단계챔버에 따라 적어도 두 가지 이상의 개수가 다른 상기 통공(131)이 형성되어 액체의 공급 용량을 상기 통공(131)의 개수에 따라서 단계적으로 공급한다.

예컨대 상기 단계챔버들이 제1 내지 제5단계챔버(125, 126, 127, 128, 129)로 형성되는 경우, 상기 제1단계챔버(125)에 대응하는 상기 통공(131)은 1개, 상기 제2단계챔버(126)에 대응하는 상기 통공(131)은 2개, 상기 제3단계챔버(127)에 대응하는 상기 통공(131)은 2개, 상기 제4단계챔버(128)에 대응하는 통공(131)은 7개로 형성될 수 있다. 따라서 상기 통공(131)의 개수에 비례하여 액체의 공급량이 설정되고, 상기 각 단계챔버들과 연통하도록 복수개의 분기관들(152, 153, 154, 155, 156)이 마련되며, 상기 복수개의 분기관들의 일 단부에는 각각의 상기 분기관들로부터 배출되는 액체를 집수시키는 집수관(157)이 구비되고, 상기 복수개의 분기관들을 개폐하는 복수개의 밸브들(161, 162, 163, 164)을 구비하여 상기 밸브의 개폐제어를 통해 액체의 공급 비율을 조절할 수 있다. 또한 상기 제1챔버(123)에는 내부에 액체를 상기 하우징(120) 외부로 배출하는 배출관(151)이 구비된다.

상기 밸브부(160)는 상기 제1 내지 제5단계챔버에 대응하는 밸브를 포함하며, 이 경우 상기 제1구획부(133)에 형성되는 통공(131)을 50개로 가정하면, 상기 제1밸브만 개방되는 경우 50:1의 비율, 상기 제2밸브만 개방되는 경우, 50:2의 비율, 상기 제1 내지 제3밸브만 개방되는 경우, 50:5의 비율 등 다양한 비율로 액체를 공급할 수 있게 된다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 액체 분배장치(100)의 작동방법에 관해 설명한다.

먼저 상기 증류탑(10)으로부터 배출되는 액체(환류)는 상기 유입관(110)을 통해 상기 하우징(120)의 상부공간(121)으로 공급된다.

공급된 액체는 상기 급수부재(170)에 의해 상기 다공판(130)의 상면에 골고루 퍼지면서 공급된다.

이때 상기 상부공간(121)에 액체의 유입으로 압력이 상승하게 되는데 상기 압력보정관(180)을 통해 상기 하우징(120)의 상부공간(121)과 하부공간(122)의 압력이 일정하게 유지된다.

상기 다공판(130)에 형성된 상기 통공(131)을 통하여 액체는 상기 하부공간(122)으로 배출된다. 이때 액체는 상기 제1구획부(133)에 형성된 상기 통공(131)을 통하여 상기 제1챔버(123)로 공급되고, 상기 제2구획부(134)에 형성된 상기 통공(131)을 통하여 상기 제2챔버(124)로 공급된다.

여기서 상기 제1챔버(123) 또는 상기 제2챔버(124) 중 일 측 챔버에 액체가 가득 차는 경우 상기 제1격벽(141)의 상단을 통해 타 측 챔버로 액체가 유입될 수 있다.

상기 제1챔버(123)에 공급된 액체는 상기 배출관(151)을 통하여 상기 하우징(120)의 외부로 배출되어 상기 증류탑(10)의 분리벽(11)으로 재공급된다.

또한 상기 제2챔버(124)에 공급된 액체는 상기 복수개의 분기관들(152, 153, 154, 155, 156)을 통과하여 상기 집수관(157)으로 집수되어 상기 증류탑(10)의 다른 분리벽(11)으로 공급된다.

이때 상기 각각의 분리벽(11)에 공급되는 액체는 설정에 따라 상기 밸브부(160)를 조정하여 사용자가 원하는 비율로 공급하게 된다.

따라서 상기 배출관(151)과 상기 집수관(157)을 통해 공급되는 액체의 비율을 정확하고 용이하게 공급할 수 있는 효과가 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

100 : 액체 분배장치 110 : 유입관
120 : 하우징 121 : 상부공간
122 : 하부공간 123 : 제1챔버
124 : 제2챔버 125~ㅇ129 : 단계챔버
130 : 다공판 131 : 통공
133 : 제1구획부 134 : 제2구획부
140 : 격벽부 141 : 제1격벽
142 : 제2격벽 150 : 분기부
151 : 배출관 152~156 : 분기관
157 : 집수관 160 : 밸브부
161~164 : 밸브 170 : 급수부재
180 : 압력보정관
10 : 증류탑 11 : 분리벽

Claims (10)

1. 액체를 공급하는 유입관;
   상기 유입관으로부터 액체가 긍급되는 하우징;
   상기 하우징 내부에 수평방향으로 배치되어 상기 하우징을 상부 및 하부공간으로 구획하고, 상기 유입관으로부터 상기 상부공간으로 공급된 액체를 설정된 비율로 하강시키도록 복수개의 통공이 형성되는 다공판;
   상기 다공판으로부터 하강하는 액체를 상기 다공판의 설정 비율에 대응하여 상기 하우징의 하부공간에서 분배시키는 복수개의 격벽부;
   상기 격벽부로 인하여 분리된 공간을 통해 외부로 상기 액체를 각각 배출하는 복수개의 분기부; 및
   상기 분기부들을 개폐시키는 밸브부를 포함하는 액체 분배장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 다공판의 상부공간과 하부공간의 공기압을 일정하게 유지시키는 압력보정관을 더 포함하는 액체 분배장치.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 유입관과 상기 다공판 사이에 배치되어, 상기 유입관으로부터 공급되는 상기 액체가 상기 다공판 상면에 골고루 공급되도록 하는 급수부재를 더 포함하는 액체 분배장치.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 다공판은,
   상기 상부공간으로 공급된 액체를 상기 하부공간으로 배출함에 있어서, 액체의 배출양이 다르게 형성되도록 제1구획부 및 제2구획부가 형성되는 액체 분배장치.
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 제1구획부에 형성되는 통공의 개수가 상기 제2구획부에 형성되는 통공의 개수보다 많도록 형성되는 액체 분배장치.
6. 청구항 4 또는 청구항 5 중 어느 한 청구항에 있어서,
   상기 격벽부는,
   상기 하우징의 하부공간이 상기 제1구획부 및 제2구획부에 각각 대응하도록 제1챔버 및 제2챔버로 구획하고,
   상기 제1챔버와 제2챔버를 분기시키는 제1격벽과, 상기 제2챔버에 내부에 형성되어 상기 제1격벽과 수직방향으로 형성되는 복수개의 제2격벽들을 포함하는 액체 분배장치.
7. 청구항 6에 있어서,
   상기 제1격벽은,
   상기 제1챔버 또는 상기 제2챔버 내부에 상기 액체가 만충되는 경우, 상기 제1격벽의 상단으로부터 상기 제1챔버와 상기 제2챔버가 연통되도록 형성되는 액체 분배장치.
8. 청구항 6에 있어서,
   상기 제2격벽들은,
   상기 제2챔버 내부에서 상기 액체의 저장 용량이 단계적으로 저장되도록 분기시키는 액체 분배장치.
9. 청구항 8에 있어서,
   상기 제1챔버는 상기 하우징의 외부로 액체를 배출하는 배출관이 마련되고,
   상기 제2챔버는 상기 제2격벽들에 의해 복수개의 단계챔버로 분기되고, 상기 복수개의 단계챔버에 대응하여 상기 하우징의 외부로 액체를 배출하는 복수개의 분기관이 마련되며,
   상기 밸브부는 상기 복수개의 분기관에 대응하여 각각 선택적으로 개폐할 수 있는 복수개의 밸브가 구비되는 액체 분배장치.
10. 청구항 9에 있어서,
    상기 복수개의 분기관으로부터 배출되는 액체를 집수시키는 집수관을 더 포함하는 액체 분배장치.

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