KR20150064389A - 증류장치용 유선형 밸브 - Google Patents

Abstract

본 발명은 증류장치용 유선형 밸브에 관한 것으로, 본 발명은 트래이(Tray) 상에 형성된 증류장치용 밸브에 있어서, 상기 밸브의 전면 및 후면과 전측면 및 후측면과 평면이 유선형의 형상으로 형성되고 전면 및 후면의 길이 비율이 1.3~1.8 : 1인 것이 특징으로서 이러한 구성의 증류장치용 유선형의 밸브는 밸브의 좌, 우측으로 액체의 흐름이 원활해지도록 하여 기액 접촉효과를 최대화함으로써 효율을 증대시킬 수 있는 장점이 있고, 밸브 상면으로 흐르는 액체가 밸브의 유선형 단면을 따라 점프(jump) 하지 않고 부드럽게 진행되도록 하여 트래이(Tray)단 전면의 리퀴드 하이트(liquid height)를 균일하게 유지하여 포집용량(column capacity)를 증대시키고 압력강하(pressure drop)를 감소시키는 장점이 있으며, 액체 흐름에 대한 저항계수를 낮추어 오염물(fouling)이나 슬러지(sludge) 등 침착물의 부착을 지연시켜 칼럼(column)의 운전 가능시간을 증대시킴으로써 공장의 유지비용을 절감할 수 있는 매우 유용한 발명이다.

Description

증류장치용 유선형 밸브{The steamline shaped type valve for distillation device}

본 발명은 유체 접촉 및 분산장치 중에서도 분류증류 컬럼(fractional column) 및 다른 관련장치에 사용하기 위한 밸브트래이(valve tray)에 관한 것으로, 좀더 상세하게는 석유 정유와 석유화학 및 정밀화학과 유해가스 또는 유기물의 제거를 위한 세척 탑 및 흡수 탑 등에서 증류, 흡수, 냉각을 원리로 하여 물질을 분리하는 증류 탑의 밸브(Valve)로서 액체의 흐름이 밸브의 좌, 우측으로 원활해지도록 하여 기액접촉효과를 최대화함으로써 효율을 증대시키고자 하는 증류장치용 유선형 밸브에 관한 것이다.

일반적으로 분류증류 컬럼(fractional column) 트래이는 초기에는 버블캡 트래이(bubble cap tray), 시브트래이(sieve tray)등이 사용되고 있으며, 최근에는 비용절감 및 성능개선을 위해 밸브 트래이(Valve tray)가 널리 사용되고 있는 추세이다.

밸브 트래이(Valve tray)는 크게 무빙타입(Moving type) 및 고정식 타입(Fixed type) 있으며, 상기 무빙 타입은 운전범위는 넓으나 별도의 밸브를 생산하여 조립을 하여야 하므로 제작단가가 고정식 밸브에 비하여 고가인 단점이 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 "유체 접촉방법 및 그 장치"(공개번호 특2000-0069415호)와 "트래이 밸브 부착을 위한 장치 및 방법"(미국특허 제6,145,816호, 유체 접촉 트래이 구멍, 유체분산 처리 조립품)이 발명되었으며, 상기 공개특허 제2000-0069415호의 내용을 살펴보면, 유체 접촉 컬럼, 트레이 개구, 유체 분산 장치를 포함하는 유체 접촉 및 분산 장치에 있어서, a) 적어도 하나의 블리드 유체 천공부를 포함하는 트레이 개구용 커버 플레이트;와, b) 상기 커버를 상기 트레이 개구에 걸쳐 위치 설정하여, 동작 시에, 상기 커버 플레이트와 트레이 덱 사이에 유체 배출통로가 제공되어 유체 흐름이 상기 트레이 개구를 상측으로 통과하게 하는 수단; 및 c) 상기 적어도 하나의 유체 천공부에 대하여, 상기 천공부에 나란히 걸쳐서 적어도 두 개의 별개의 블리드 유체 흐름이 상기 커버 플레이트의 중앙대에 걸쳐 서로 떨어져서 흐르도록 적어도 두 개의 대면하는 출구를 제공하는 블리드 유체 편향 부재를 포함하고, d) 상기 각각의 별개의 블리드 유체 흐름은 상기 유체 배출통로를 상측으로 통과하는 유체 흐름과 크기가 상이한 유체 접촉 및 분산 장치와, 상기 장치는 이동가능 밸브 어셈블리이고, 상기 커버 플레이트를 그 하측의 트레이 개구에 걸쳐 위치 설정하는 수단은 슬라이드 가능하며 트레이 개구 내에 하측으로 연장되는 적어도 두 개의 다리를 포함하고, 각각의 다리마다 적어도 하나의 트레이 결합돌출부가 상기 다리 상에 제공되어 커버 플레이트가 상측으로 흐르는 유체에 의하여 상측으로 변위 되는 것을 제한하여 유체 배출통로가 나타나게 하는 유체 접촉 및 분산 장치와, 상기 장치는 고정 밸브 어셈블리이고, 상기 커버 플레이트를 그 하측의 트레이 개구에 걸쳐 위치 설정하는 수단에는 상기 트레이 덱과 일체인 다리가 포함되어 고정 유체 배출통로가 형성되는 유체 접촉 및 분산 장치와, 상기 각각의 블리드 유체 흐름이 상기 밸브 어셈블리가 신장위치일 때 상기 유체 배출통로를 상측으로 통과하는 유체보다 더 미세한 유체 접촉 및 분산 장치와, 상기 각각의 블리드 유체 흐름이 상기 고정 유체 배출통로를 상측으로 통과하는 유체보다 더 미세한 유체 접촉 및 분산 장치와, 상기 블리드 유체 편향 부재가 각각의 유체 천공부와 기하학상 실질적으로 동일하여 블리드 유체 흐름이 직선으로 통과하는 것을 제한하는 유체 접촉 및 분산 장치와, 상기 블리드 유체 편향 부재가 상기 유체 개구에 걸친 험프 브리지인 유체 접촉 및 분산 장치와, 상기 험프 브리지가 상기 커버 플레이트에 쌍으로 된 평행의 슬릿을 제공함으로써 형성된 상기 커버 플레이트의 일부이고, 상기 커버 플레이트의 일부를 슬릿 사이에 상측으로 압착하여 각 측면 상의 대면하는 출구로 통하는 천공부를 그 하측에 제공하는 유체 접촉 및 분산 장치와, 두 개의 유체 천공부는 각각의 유체 천공부가 블리드 유체 편향 부재를 가지도록 상기 커버 플레이트 상에 제공되어 커버 플레이트의 중앙대에 걸쳐 서로 떨어져서 각각의 유체 천공부에 대하여 흐르는 두 개의 별개의 블리드 유체 흐름을 형성하는 유체 접촉 및 분산 장치와, 편향 부재를 가진 세 개의 천공부가, 위에서 보아 험프 브리지가 평행으로 이격된 통로를 따라 연장되는 유체 편향 부재를

가진 커버 플레이트의 중심 둘레에 V자형으로 배열되어 각각의 유체 편향 부재가 각각의 유체 천공부에 대하여 커버 플레이트의 중앙대에 걸쳐 서로 떨어져서 흐르는 두 개의 별개의 블리드 유체 흐름을 형성하는 유체 접촉 및 분산 장치와, 커버 플레이트 및 상기 커버 플레이트를 상기 물질 전달 교환시스템의 트레이 덱의 트레이 개구에 걸쳐 위치 설정하여 트레이 개구와 트레이 덱 사이에 유체 배출통로를 형성하는 수단을 가지는 밸브 어셈블리를 제공하고;, 적어도 하나의 블리드 유체 천공부가 커버 플레이트에 형성되도록 상기 밸브 어셈블리의 커버 플레이트를 천공하고;

유체 배출통로를 통과하는 유체보다 유체 천공부를 통과하는 유체흐름이 더 미세하게 분산되도록 각각의 천공부와 실질적 및 기하학적으로 동일한 일체의 편향 부재를 상기 유체 천공부에 걸쳐 형성하고; 또한 상기 미세한 유체 흐름을 상기 커버 플레이트의 중앙부를 향하여 분산 및 지향하게 하는 것과, 상기 커버 플레이트를 상기 트레이 개구에 걸쳐 위치 설정하는 상기 수단은 상기 커버 플레이트와 일체이며 상기 트레이 개구 내에서 슬라이드 가능한 적어도 두 개의 다리를 제공하여서 된 것과, 상기 커버 플레이트를 상기 트레이 개구에 걸쳐 위치 설정하는 상기 수단은 커버 플레이트 및 트레이 덱에 부착되어 일체로 된 고정 다리에 의하여 위치 설정하는 것과, 세 개의 천공부가 상기 커버 플레이트에 V자형상으로 형성되고, 상기 유체 천공부 각각에는 그 상측에 유체 편향 부재가 제공되어 각각의 편향 부재가 상기 커버 플레이트의 중앙부분에 걸쳐 유체가 미세하게 흐르도록 하는 방법이다.

즉 상기의 방법은 트래이 덱(Tray Deck)에 무빙밸브 상부에 유체 천공이 있어 밸브 측면뿐만 아니라 상부로도 유체가 통과할 수 있도록 고안되어 성능을 향상시킨 제품이다.

그러나 상기의 방법은 무빙 타입으로 트래이 덱에 천공 후 별도의 밸브를 제작한 다음 조립하여야 함으로써 제작단가가 고가인 단점이 있으며, 또한 트래이 덱에 밸브를 일일이 조립하여야 함으로써 설치 및 운전중 밸브가 이탈하게 되는 단점이 있고, 이와 같이 밸브가 다량 이탈할 경우 성능 저하 및 이탈된 밸브로 인하여 기기에 영향을 주게 됨으로써 전체적인 성능을 저하시키게 되는 큰 문제점이 있는 것이다.

또한, 상기의 발명은 커버 플레이트의 다리를 트래이부를 절개하여 구성함으로써 실질적으로 트래이에 다리부를 절개한 후에 절곡함으로써 절곡시 다리부의 끝 부분이 파손되어 불량이 심한 큰 문제점이 있었다.

상기 미국특허 제6,145,816호의 내용을 살펴보면, 구멍이 뚫려 있는 덮개판, 트래이 구멍 위로 덮개판의 위치를 정해서 구멍 안에서 고정시키기 위한 장치를 포함하여 유체와 접촉하여 유체를 분산시키는 장치가 유체 접촉컬럼용으로 제공된다.

즉, 덮개판 각각의 구멍에 빗나가게 하는 부재가 걸려 있어서 유체가 직상방으로 올라가 있는 트래이의 밑바닥에 부딪히는 것을 방지할 수 있게 되어 있다.

또한, 빗나가게 하는 부재는 덮개판의 중심지대를 지나서 구멍을 통해 직상방으로 통과하는 더 가볍고 농도가 엷은 유체를 덮개판의 통로 안에 있는 트래이를 횡단하여 흐르는 농도가 진한 유체속으로 분산시키기 위한 표면을 제공한다.

덮개판과 일체로 형성되어서 트래이의 구멍 안으로 미끄러져 움직일 수 있는 다리들에 의하여 지지되어 덮개판이 트래이 구멍 위쪽에 위치하고 있으며, 유체 접촉 및 분산처리 장치는 고정된 조립품 또는 가벼운 유체에 의하여 직상방으로 대치될 수 있는 이동식 밸브 조립품의 형태로 제작하여서 된 것이다.

그러나 상기의 방법은 트래이에서 커버플래이트를 제작할 때 다리가 개구의 직접 90°각도로 되어 있기 때문에 실질적으로 제작하면 다리 부위가 파손되어 불량품이 발생하게 되는 등의 큰 문제점이 있었다.

또한, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 "증류장치용 고정식 밸브"(대한민국 공개특허공보 제10-2005-0096547호)가 제안되었다.

상기 대한민국 공개특허공보 제10-2005-0096547호의 내용은 다음과 같다.

도 1a는 종래의 증류장치용 고정식 밸브의 개략 사시도 이고, 도 1b는 종래의 증류장치용 고정식 밸브의 개략 측 단면도이며, 도 1c는 종래의 증류장치용 고정식 밸브의 요부 확대 평면도로서, 도 1a 내지 도 1c를 살펴보면, 트래이에 밸브가 형성되며, 밸브와 트래이 사이에 수개의 다리에 의하여 지지되도록 하여서 된 것에 있어서, 트래이(1)에 형성되어 있는 공간부에서 수개의 다리(2)를 각각 구성하되 다리의 시작부가 공간부에서 시작되게 하고, 밸브(3)측은 외측에서 내측으로 양쪽에 절개부(4)를 형성하여 다리(2)가 밸브(3)의 내측 절개부의 끝 부분에서 절곡되도록 구성하고, 밸브의 상면 외측은 하향경사지게 경사부(5)를 형성하여서 된 것을 특징으로 하는 증류장치용 고정식 밸브이다.

그러나 위 발명은 액체의 진행방향과 접촉하는 단면이 수직으로 되어 있어 액체의 흐름에 저항을 많이 일으키고 돌출된 밸브 상면으로 상승하거나 점프하여 흐르게 되는 단점이 있다. 또한, 형상의 특성상 밸브의 오픈 된 좌, 우측으로 배출되는 기체와의 기액접촉이 효과적으로 이루어져야 하나, 밸브의 형상 특성상 기액접촉이 이루어지지 않고 흐르는 액체의 양이 많았다. 또한, 액체의 흐름 반대 방향으로 배출되는 기체로 인해 액체의 흐름이 많이 방해가 되는 단점이 있었다.

따라서 액체의 흐름 저항계수를 낮추고 밸브의 좌, 우측으로 액체가 잘 분리되어 흐를 수 있도록 하며, 밸브 상면으로 흐르는 액체도 점프하지 않고 부드럽게 진행되도록 하는 증류장치용 유선형 밸브가 절실히 요청되는 실정이다.

대한민국 공개특허공보 제10-2005-0096547호, 2005년 10월 06일 공개 대한민국 공개특허공보 제10-2005-0105593호, 2005년 11월 04일 공개

따라서 상기한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 첫 번째 목적은 밸브의 좌, 우측으로 액체의 흐름이 원활해지도록 하여 기액 접촉효과를 최대화함으로써 효율을 증대시킬 수 있는 밸브를 제공하는 데 있으며, 두 번째 목적은 밸브 상면으로 흐르는 액체가 밸브의 유선형 단면을 따라 점프(jump) 하지 않고 부드럽게 진행되도록 하여 트래이(Tray)단 전면의 리퀴드 하이트(liquid height)를 균일하게 유지하여 포집용량(column capacity)를 증대시키고 압력강하(pressure drop)를 감소시키는 밸브를 제공하는 데 있으며, 세 번째 목적은 액체 흐름에 대한 저항계수를 낮추어 오염물(fouling)이나 슬러지(sludge) 등 침착물의 부착을 지연시켜 칼럼(column)의 운전 가능시간을 증대시킴으로써 공장의 유지비용을 절감할 수 있는 증류장치용 유선형의 밸브를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 트래이(Tray) 상에 형성된 증류장치용 밸브에 있어서, 상기 밸브의 전면 및 후면과 전측면 및 후측면과 평면이 유선형의 형상으로 형성되고 전면 및 후면의 길이 비율이 1.3~1.8 : 1인 구성에 의해 달성된다.

상기와 같은 본 발명의 구성에 의하면, 밸브의 좌, 우측으로 액체의 흐름이 원활해지도록 하여 기액 접촉효과를 최대화함으로써 효율을 증대시킬 수 있는 장점이 있다.

또한, 밸브 상면으로 흐르는 액체가 밸브의 유선형 단면을 따라 점프(jump) 하지 않고 부드럽게 진행되도록 하여 트래이(Tray)단 전면의 리퀴드 하이트(liquid height)를 균일하게 유지하여 포집용량(column capacity)를 증대시키고 압력강하(pressure drop)를 감소시키는 장점이 있다.

나아가 액체 흐름에 대한 저항계수를 낮추어 오염물(fouling)이나 슬러지(sludge) 등 침착물의 부착을 지연시켜 칼럼(column)의 운전 가능시간을 증대시킴으로써 공장의 유지비용을 절감할 수 있는 매우 유용한 발명이다.

도 1a는 종래의 제1실시 예에 의한 증류장치용 고정식 밸브의 개략 사시도
도 1b는 종래의 제1실시 예에 의한 증류장치용 고정식 밸브의 개략 측 단면도
도 1c는 종래의 제1실시 예에 의한 증류장치용 고정식 밸브의 요부 확대 평면도
도 2a는 글렌연구소(Glenn research center)의 물체의 형태에 대한 항력의 양(the amount of drag)을 보여주는 참고도
도 2b는 난류(turbulent flow)와 분류(separated flow)의 흐름을 보여주는 참고도
도 3a는 종래의 제2실시 예에 의한 증류장치용 고정식 밸브의 정면도
도 3b는 종래의 제2실시 예에 의한 증류장치용 고정식 밸브의 측면도
도 3c는 종래의 제2실시 예에 의한 증류장치용 고정식 밸브의 평면도
도 3d는 종래의 제2실시 예에 의한 증류장치용 고정식 밸브의 사시도
도 4a는 종래의 제2실시 예에 의한 증류장치용 고정식 밸브의 전, 후면 길이를 보여주기 위한 평면도
도 4b는 본 발명의 제1실시 예에 의한 증류장치용 유선형 밸브의 전, 후면 길이를 보여주기 위한 평면도
도 4c는 본 발명의 제2실시 예에 의한 증류장치용 유선형 밸브의 전, 후면 길이를 보여주기 위한 평면도
도 4d는 본 발명의 제3실시 예에 의한 증류장치용 유선형 밸브의 전, 후면 길이를 보여주기 위한 평면도
도 4e는 본 발명의 제4실시 예에 의한 증류장치용 유선형 밸브의 전, 후면 길이를 보여주기 위한 평면도
도 4f는 본 발명의 제5실시 예에 의한 증류장치용 유선형 밸브의 전, 후면 길이를 보여주기 위한 평면도
도 5a는 본 발명의 제6실시 예에 의한 증류장치용 유선형 밸브의 측면도
도 5b는 본 발명의 제7실시 예에 의한 증류장치용 유선형 밸브의 측면도
도 5c는 본 발명의 제8실시 예에 의한 증류장치용 유선형 밸브의 측면도
도 6a는 종래의 제2실시 예에 의한 증류장치용 고정식 밸브의 유체유동을 보여주는 개략도
도 6b는 본 발명의 제1실시 예에 의한 증류장치용 유선형 밸브의 유체유동을 보여주는 개략도
도 6c는 본 발명의 제3실시 예에 의한 증류장치용 유선형 밸브의 유체유동을 보여주는 개략도
도 7a는 본 발명의 제9실시 예에 의한 증류장치용 유선형 고정식 밸브를 보여주는 사시도
도 7b는 본 발명의 제10실시 예에 의한 증류장치용 유선형의 고정식 밸브를 보여주는 사시도
도 7c는 본 발명의 제11실시 예에 의한 증류장치용 유선형의 고정식 밸브를 보여주는 사시도
도 7d는 본 발명의 제12실시 예에 의한 증류장치용 유선형의 유동식 밸브를 보여주는 사시도
도 7e는 본 발명의 제13실시 예에 의한 증류장치용 유선형의 유동식 밸브를 보여주는 사시도
도 7f는 본 발명의 제14실시 예에 의한 증류장치용 유선형의 후단 레그오픈식 밸브를 보여주는 사시도
도 7g는 본 발명의 제15실시 예에 의한 증류장치용 유선형의 후단 레그오픈식 밸브를 보여주는 사시도

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 트래이(Tray) 상에 형성된 증류장치용 밸브에 있어서, 상기 밸브의 전면 및 후면과 전측면 및 후측면과 평면이 유선형의 형상으로 형성되고 전면 및 후면의 길이 비율이 1.3~1.8 : 1인 것이 특징이다.

이하, 본 발명에 따른 실시 예를 첨부된 도면에 의하여 설명하면 다음과 같다.

도 2a는 글렌연구소(Glenn research center)의 물체의 형태에 대한 항력의 양(the amount of drag)을 보여주는 참고도로서, 도 2a를 참고하면 동일한 전면의 면적을 가진 물체의 항력의 양을 측정한 결과 평판은 항력이 1.28이고, 프리즘 형상은 1.14이며, 탄환 형상은 0.295, 구 형상은 0.07 내지 0.5, 날개형상은 0.045로서 유선형 형상인 날개 형상의 항력이 가장 낮은 것을 확인할 수 있다. 이를 통해 유선형의 형상이 액체나 기체의 흐름에 저항을 덜 일으키는 것을 알 수 있다.

도 2b는 난류(turbulent flow)와 분류(separated flow)의 흐름을 보여주는 참고도로서, 도 2b를 참고하면 상측에 있는 유선형의 자동차가 하측에 있는 일반 형태의 자동차와 비교하여 저항이 적고 난류와 분류가 덜 발생하는 것을 확인할 수 있어 유선형의 형상이 공기와 액체의 흐름이 원활한 것을 확인할 수 있다.

도 3a는 종래의 제2실시 예에 의한 증류장치용 고정식 밸브의 정면도이고, 도 3b는 종래의 제2실시예에 의한 증류장치용 고정식 밸브의 측면도이며, 도 3c는 종래의 제2실시 예에 의한 증류장치용 고정식 밸브의 평면도이고, 도 3d는 종래의 제2실시 예에 의한 증류장치용 고정식 밸브의 사시도이다.

도 3a 내지 도 3d를 참고하면 전면과 후면이 급한 경사를 이루는 직선형태이며, 평면이 직선형태로 형성되어 있고 측면이 유체의 흐름 방향과 수직상태로 형성되어 있는 것을 확인할 수 있다.

도 4a는 종래의 제2실시 예에 의한 증류장치용 고정식 밸브의 전, 후면 길이를 보여주기 위한 평면도로서, 종래 고정식 밸브의 전면(A) 및 후면(B)과 측면(C)을 보여주고 있다.

도 4b는 본 발명의 제1실시 예에 의한 증류장치용 유선형 밸브의 전, 후면 길이를 보여주기 위한 평면도이고, 도 4c는 본 발명의 제2실시 예에 의한 증류장치용 유선형 밸브의 전, 후면 길이를 보여주기 위한 평면도이며, 도 4d는 본 발명의 제3실시 예에 의한 증류장치용 유선형 밸브의 전, 후면 길이를 보여주기 위한 평면도이고, 도 4e는 본 발명의 제4실시 예에 의한 증류장치용 유선형 밸브의 전, 후면 길이를 보여주기 위한 평면도이다.

도 4b 내지 도 4e를 참고하면 본 발명의 실시 예에 의한 증류장치용 유선형 밸브는 전측면(全側面, E)과 후측면(後側面, D)이 유선형의 형상인 것을 확인할 수 있고, 상기 유선형 밸브의 전면 및 후면의 길이 비율(A:B)이 1.3~1.8 : 1인 것이 특징이다.

또한, 도 4f는 본 발명의 제5실시 예에 의한 증류장치용 유선형 밸브의 전, 후면 길이를 보여주기 위한 평면도로서, 유선형 밸브의 전측면(全側面, E) 및 후측면(後側面, D)이 유선형의 형상으로 형성되고 전면 및 후면의 길이 비율(A:B)이 1.8 ~ 6 : 1인 것을 특징이다.

이와 같은 유선형의 형상은 유체 흐름에 대한 저항계수를 낮추어 밸브의 좌, 우측으로 유체의 흐름을 원활해지도록 하여 기액 접촉효과를 최대화함으로써 증류장치의 효율을 증대시킬 수 있는 장점이 있다.

도 5a는 본 발명의 제6실시 예에 의한 증류장치용 유선형 밸브의 측면도이고, 도 5b는 본 발명의 제7실시 예에 의한 증류장치용 유선형 밸브의 측면도이며, 도 5c는 본 발명의 제8실시 예에 의한 증류장치용 유선형 밸브의 측면도이다.

도 5a 내지 도 5c를 참고하면, 본 발명의 실시 예에 의한 증류장치용 유선형 밸브는 도면상에서 좌측이 전면, 우측이 후면으로서 전면(A) 및 후면(B)과 평면이 유선형의 형상인 것을 확인할 수 있다.

특히 밸브의 측면을 확인해 보면 종래의 고정식 밸브와 비교하여 전면이 급한 경사의 직선 구간 없이 완만한 곡선의 유선형 구간으로 형성하였으며, 밸브의 상측 즉 밸브의 평면을 짧은 직선구간이나 완만한 곡선으로 형성함으로써 밸브 상면으로 흐르는 액체가 밸브의 유선형 단면을 따라 점프(jump) 하지 않고 부드럽게 진행되도록 하였다.

특히, 트래이(Tray)단 전면의 리퀴드 하이트(liquid height)를 균일하게 유지하여 포집용량(column capacity)를 증대시키고 압력강하(pressure drop)를 감소시키는 장점이 있다.

도 6a는 종래의 제2실시 예에 의한 증류장치용 고정식 밸브의 유체유동을 보여주는 개략도로서, 도 6a를 참고하면 액체의 진행방향과 접촉하는 단면이 수직으로 형성되어 있어 액체의 흐름에 저항을 많이 일으키고 돌출된 밸브 상면으로 액체가 상승하면서 점프하여 흐르게 된다. 또한, 밸브의 좌, 우측으로 배출되는 기체와의 접촉이 효과적으로 이루어지지 않는 단점이 있다.

도 6b는 본 발명의 제1실시 예에 의한 증류장치용 유선형 밸브의 유체유동을 보여주는 개략도이고, 도 6c는 본 발명의 제3실시 예에 의한 증류장치용 유선형 밸브의 유체유동을 보여주는 개략도이다.

도 6b와 도 6c를 참고하면 본 발명의 실시 예에 의한 증류장치용 유선형 밸브는 액체의 진행방향과 접촉하는 단면이 유선형으로 형성되어 있어 저항계수를 낮추고 밸브의 좌우로 액체가 잘 분리되어 흐르고 밸브의 상면으로 흐르는 액체도 유선형 단면을 따라 점프하지 않고 부드럽게 진행되는 특징이 있다.

본 발명의 실시 예에 의한 증류장치용 유선형 밸브는 고정식(Fixed valve type)과 유동식(Moving valve) 및 후단 레그오픈식(Rear leg opened type) 밸브로서, 도 7a는 본 발명의 제9실시 예에 의한 증류장치용 유선형 고정식 밸브를 보여주는 사시도이고, 도 7b는 본 발명의 제10실시 예에 의한 증류장치용 유선형의 고정식 밸브를 보여주는 사시도이며, 도 7c는 본 발명의 제11실시 예에 의한 증류장치용 유선형 고정식 밸브를 보여주는 사시도이다.

또한, 도 7d는 본 발명의 제12실시 예에 의한 증류장치용 유선형 유동식 밸브를 보여주는 사시도이고, 도 7e는 본 발명의 제13실시 예에 의한 증류장치용 유선형 유동식 밸브를 보여주는 사시도이다.

또한, 도 7f는 본 발명의 제14실시예에 의한 증류장치용 유선형 후단 레그오픈식 밸브를 보여주는 사시도이고, 도 7g는 본 발명의 제15실시 예에 의한 증류장치용 유선형 후단 레그오픈식 밸브를 보여주는 사시도를 보여주고 있다.

따라서 위와 같이 액체 흐름에 대한 낮은 저항계수는 오염물(fouling)이나 슬러지(sludge) 등 침착물들의 부착을 지연시켜 칼럼(column)의 운전 가능시간을 증대시킴으로써 공장의 유지비용을 절감할 수 있는 매우 유용한 발명이다.

1 : 트래이 2 : 다리
3 : 밸브 4 : 절개부
5 : 경사부 A : 전면
B : 후면 C : 측면
D : 후측면 E : 전측면

Claims (5)

1. 트래이(Tray) 상에 형성된 증류장치용 밸브에 있어서,
   상기 밸브의 전면(A) 및 후면(B)과 전측면(全側面, E) 및 후측면(後側面, D)이 유선형의 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 증류장치용 유선형 밸브
2. 제 1항에 있어서,
   상기 밸브의 평면이 유선형의 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 증류장치용 유선형 밸브
3. 제 1항에 있어서,
   상기 유선형 밸브의 전면 및 후면의 길이 비율(A:B)이 1.3~1.8 : 1인 것을 특징으로 하는 증류장치용 유선형 밸브
4. 트래이(Tray) 상에 형성된 증류장치용 밸브에 있어서,
   상기 밸브의 전면(A) 및 후면(B)과 전측면(全側面, E) 및 후측면(後側面, D)과 평면이 유선형의 형상으로 형성되고 전면 및 후면의 길이 비율(A:B)이 1.8 ~ 6 : 1인 것을 특징으로 하는 증류장치용 유선형 밸브
5. 제 1항에 있어서,
   상기 유선형 밸브는 고정식(Fixed type), 유동식(Moving type), 후단 레그오픈식(Rear leg opened type) 밸브임을 특징으로 하는 증류장치용 유선형 밸브

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