KR890000146B1 - 에너지 회수 원심분리기 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

에너지 회수 원심분리기

제1도는 본 발명의 원심분리기의 종단면도.

제2도는 제1도의 일부분을 나타낸 확대도.

제3도는 제2도의 III-III선 방사단면의 일부도.

제4도는 제2도의 IV-IV선 방사단면의 일부도.

제5도는 에너지 회수 장치의 이젝터(ejector)를 통과하는 유체속도의 구성 다이어그램.

제6도는 제1도의 부분을 확대하여 보인 단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

A : 내부드럼 B : 외부드럼

C : 고체 물질 배출장치 D : 에너지 회수장치

1 : 연결장치 4 : 중공축

16 : 원형플랜지 17 : 헤드

18 : 이동 원추판 22 : 관 라이너

23 : 슬러지실 24 : 압력실

25 : 덕트 27 : 보스

28 : 통로 33 : 접시

36 : 스크레이퍼 스크루우 39, 45 : 깃

40 : 이젝터 47 : 와형실

49 : 통로 50 : 스쿠프관

55 : 제1홈통 56 : 제2홈통

57 : 급수관 58 : 수로

59 : 환상실 66 : 통로

69 : 밸브 71 : 밸브체

76 : 스크레이퍼 깃

본 발명은, 특히 밀도차(差)가 있는 비혼화성액(非混和性液)을 분리하고, 그 중의 고체입자를 분산시키는 에너지 회수 원심분리기에 관한 것으로서, 두개의 동축 회전드럼, 고체물질 배출장치, 에너지 회수 장치등으로 구성되어 있다. 종래의 공업용 원심분리기는 액체에서 유탁액(乳濁液), 또는 액체 중에 고체물질의 현탁액등을 분리하는 동시에 대량의 생산을 내도록 연속처리하는 기계이며, 이 기계의 값이 고가인 것은 별문제로 하더라도, 운전에 요구되는 막중한 에너지 소모 때문에 이 기계와 사용이 화학 및 석유공업에 한정되어 상업적인 가치를 지닌 생산물의 분리에만 사용해 왔던 것이다.

또한 공업 유출물에 함유된 별로 가치없는 생산물에 경우에는 탱크나 양동이에 장기간 또는 단기간 동안 유출물을 가만히 옮겨 따뤄 분리하는 것이 고작이었다. 그러나 근래 공해문제가 심각해지기 때문에 예컨대 슬러지, 유탁액, 오일의 부유물, 그리이스 등과 같은 페기 물질의 오염함유량이 점차 낮아져야 하고, 기준허용 함유량에 따라 아주 저렴한 운전비용으로 높은 생산물을 내는 원심분리기의 사용이 불가피해졌다.

프랑스 특허 제2,361,942호에서는 액체로부터 고체를 분리하기 위해 제지공업에 사용되는 동축드럼 및 수평축 원심분리기를 설명하고 있다. 여기에서 고체물질이 들어있는 액체는 내, 외부드럼간에 설정된 일정한 차동속도로 고속회전하는 두개의 원통원추형 드럼을 분리한 공간에 유입된다.

상기한 내부드럼에는 아르키메데스의 스크루우(Screw)를 구성하는 깃(blade)이 갖추어져 있다. 이 깃은 고체의 침전물을 계속적으로 제거하여 드럼의 원추단으로 배출된다. 그리고 그 액체는 원통단으로 배출된다.

상기와 같은 분리 작업은 완벽하지 못해 아주 미세한 입자는 현탁액중에 남게 된다.

프랑스 특허 제2,326,981호에서는 원심분리기의 효과를 증대하기 위해, 수직축 원심분리기 보울(Bowl)에는 중십축상에 고정된 원추형의 접시세트를 구비하도록 제안하고 있다. 이 접시는 서로 작은 공간을 두고 서로 떨어져 고체가 담겨 있는 액체가 이 접시사이의 공간으로 지나갈때 고체입자에서 분리된다. 분리된 액체는 보울의 내측으로 배출되는 한편 고체 입자는 보울의 벽체로 형성된 쌍원추실에 모여 있다가 배출장치의 작동에 의해 반경방향으로 외부에 배출된다.

본 발명의 목적은 개선된 에너지 효율의 원심분리기를 제공하는 것이다. 이 원심분리기는 특히 현탁액중의 밀도 높은 고체입자, 그리고/또는 유탁액중의 적은 밀도의 유체물 비율을 함유한 액체를 정제하는데 적합한 것이다.

본 발명의 원심분리기는 두개의 동축 원통드럼 사이에서 고속 회전하는 적층된 원심분리 접시와, 회전체내의 공간을 완전히 채우는 액체를 연속적으로 유입 및 배출시키는 장치와, 분리된 불순물을 선택적으로 추출시키는 장치등으로 구성되는 하나의 회전체로 되어 있다.

이 기계의 제1의 특징은, 동축 회전하되 독립적으로 구동하는 동시에 분리된 유체의 상(相)을 배출시키는 장치를 각각 갖추고 있는 외부 원통드럼과 원심 휘일(wheel)을 통해 정제할 액체를 채우는 것이다.

본 발명의 다른 특징은 배출되는 액체의 에너지를 회수하는 장치이다. 이 에너지 회수 장치는, 정제된 액체의 출구에, 출구휘일(wheel)을 포함하고, 이 출구 휘일을 구성하는 수개의 깃(blade)으로 하나의 구빈 터빈을 형성하고 있다.

상기한 터빈은 외부드럼에 고정된 접선 방향의 이젝터(ejector)에 따라 추종동작을 하고, 이 수개의 이젝터는 정체된 액체의 절대 출구속도를 거의 0에 가깝게 만들도록 배열되어 하나의 반동 터언 스타일(turn stile)을 구성하고 있다.

이렇게하여 터빈과 터언 스타일은 액체에 주어진 운동 모우먼트의 대부분을 구동 토오크 형태로 회수하여, 마찰 손실에 대한 보상을 위해, 연속적인 운전중에서 기계 운전에 요구되는 동력을 제한할 수 있게 한다.

본 발명의 실행은 실시예에 의한 하기된 설명과 첨부도면에 의해 이해될 수 있을 것이다.

제1,4도에 나타난 수평축 원심분리기는 개략 도식방법에 의해, 내부드럼(A), 외부드럼(B), 고체물질 배출장치(C), 에너지 회수장치(D)으로 도시되어 있다. 정체될 액체는 상류측에서 연결장치(1)에 유입된다. 이 연결장치(1)는 중공축(4)의 일단에 회전시일부(2)를 설치하여, 이 중공축(4)에 관통한 고정 내부 슬리이브(3)에 의해 연장되어 있으며, 중공축(4) 타단은 내부드럼(A)에 접속되어 있다. 이 중공축(4)는 두개의 볼베어링(5)에 의해 지지되어 있으며, 플랜지형의 이들 베어링사이에는 상기한 중공축에 고정된 폴리(Pulley)(6)가 설치되어 도시되지 않는 벨트에 의해 구동된다. 중공축(4)는 유체 누출 방지 탄성 커플링(7)에 의해 내부드럼(A)의 판단부(8)와 접속된다. 외부드럼(B)의 대응단부(9)는 외부 볼 베어링(10)에 의해 지지되어 내부드럼(A)의 구동속도와 다른 속도차로 구동될 수 있는 폴리(11)를 설치하고 있다.

유체 누출 볼 베어링(12)는 상기한 내부, 외부드럼 사이에 배치되어 있다. 외부드럼(B)의 타단은 볼 베어링(13)에 의해 지지되어 있으며, 내부드럼(A)의 대응단부는 양 드럼 사이에 배치된 유체 누출방지 볼 베어링(14)에 의해 지지되어 있다. 외부드럼(B)의 대부분을 형성하는 원심분리기 보울(Bowl)은, 상류측으로는 베어링(10)으로 지지된 단부(9)에 이어진 원통 원추단부재에 의하여, 하류측으로 원형 플랜지(16)을 가진 확개된 콜러(Collar)(15)에 의하여, 연장된 원통의 공동체(空胴體)로 이루어져 있다. 상기한 플랜지에는 헤드(17)가 고정되고, 이 헤드(17)의 원통단부(18)는 베어링(13)에 의해 지지되어 있다. 그리고 헤드(17)는 내부에서 이동하는 원추판(19)을 가지고 있어 이 원추판(19)은 콜러(15)의 플랜지에 근접한 헤드(17)부에 2단으로 형성된 베어링면(20),(21)에 타단축으로는 헤드(7)에 끼워진 관으로된 라이너(22) 내면에 각각 밀봉적으로 슬라이딩 이동한다(제2도 참조).

이동 원추판(19)은 확개된 콜러(15)와 함께 슬러지실(23)을, 한편으로는 내부 베어링면(21)의 안쪽에 있는 헤드(17)부분과 함께, 덕트(25)수단에 의해, 후술된 오우버 플로우(26)에서 압력수가 공급되는 압력실(24)을 각각 형성한다.

제3도에 나타낸 바와같이, 헤드(17)의 주면을 누르는 보울의 플랜지(16)는 연속면으로 되어 있지 않고, 플랜지 전역에 걸쳐 규칙적으로 배설되는 동시에 통로(28)에 의해 떨어진 다수의 보스(Boss)(27)을 형성하고 있다. 그리고 볼트(29)는 보스(27)을 관통하여 헤드(17)를 플랜지(16)에 결착시킨다.

이동 원추판(19)이 제1,2도에 나타낸 위치에 있게 되면, 이동 원추판(19)의 주면이 플랜지(16)의 안쪽 레이디얼 베이링면을 축방향으로 누르게 되어 보울의 내부와 외부간의 연통을 단절시킨다. 이동 원추판(19)이 도면의 우측을 향해 이동되면, 이동 원추판(19)에 의해 막혀있던 통로(28)는 열리게 되고 단순한 원심 작용으로 슬러지실(23)을 비우게 된다.

내부드럼(A)는 이 내부드럼의 판단부(8)에 의해 중공축(4)의 단부에 접속되고, 이 중공축을 통해 유입된 유출액 및 혼합물은, 입구 휘일(wheel)을 형성하는 경사진통로(31)를 경유하여 내부드럼(A)의 표면(30)과 외부드럼(B)의 내벽사이에 형성된 환상의 공간으로 들어간다. 제3도에 나타낸 바와같이 내부드럼(A)의 표면(30)에는 종방향으로 수개의 리브(rib)(32)가 키이(key)수단에 의해 고정되어 이 리브(32)에 의해 적층된 원추형 접시(33)(부분적으로 도시함)을 회전 구동시킨다. 이 원추 대형상의 접시(33)들은, 눌러 성형되거나, 별도로 부착한 레디얼 스페이서(33a)에 의해 서로 간격을 두고 떨어져 있으며, 이들의 간격의 크기는 분리되는 입자의 크기와 요구되는 생산물에 따라 결정된다. 접시의 작은 저부는 처리되는 액체의 순환 방향인 하류로 향하고 있다. 접시의 적층 양단부는 상류측의 판(34)과 하류측의 접시 클램프(35)에 의해 지지된다.

이 접시(33)의 주변에 있는 스크레이퍼 스크루우(36)은 판(34)에 고정되어 있다. 이 스크루우는, 예컨대 주위의 링(ring)(37a)과 종방향으로 설치된 봉(37b)의 조립체에 의해 형성된 케이지(37)의 전면에 걸쳐 나선형으로 감아진 직사각형의 단면봉으로 구성되어 있다. 이 스크루우(36)의 외경이 외부드럼(B)의 내경보다 약간 작으므로 스크루우는 외부드럼(B)의 원통내벽에 쌓이는 고체입자를 긁어 슬러지실(23)로 운반한다.

이 고체입자의 이전은 내부드럼(A)과 외부드럼(B)의 회전속차로 인하여 이루어진다. 접시(33)의 세트 하류단에는, 레이디얼 구심 휘일(38)이 접시 클램프(25)에 원추대형의 덮개 모양으로 고정되고, 휘일(38)의 표면에 고정되는 동시에 접시 클램프(35)와 외부드럼(B)의 이동 원추판(19)사이에 형성된 공간으로 돌출한 깃(39)을 가지고 있다.

상기한 휘일(38)은 에너지 회수 장치(D)의 제1단계를 이루고 있으며, 제2단계로서는 일련의 이젝터(40)가 외부드럼(B)의 헤드(17), 원통 외면(4)에 고정되어 터언 스타일을 형성하는 것이다.

블럭(42)으로 구성된 이젝터(40)는 보울의 내부와 분출노즐(44)간에 연통하는 레이디얼 통로(43)(제4도)로 정제된 유체를 받아들여, 외부드럼(B)의 헤드(17)원통 외면(41)에 대해 거의 접선 방향으로 향한 축선을 가진 이젝터 노즐(44)을 통해 분사시킨다.

이젝터(40)을 통과한 접선방향의 분출물은, 정체된 액체의 배출을 위한 원통 와형실(渦形實)(47)에 끼워진 두개의 레이디얼 판(46)간에 배열되어 하나의 환체를 이루는 고정 깃(blade)(45)에 도달하게 된다. 상기한 와형실은 원심분리기를 지지하는 베어링(13)에 고정되어 있다. 그리고 깃(45)은 잔유 운동 모멘트를 보정하기 위해 유리한 방향으로 조절할 수 있고, 또한 유체의 배출을 촉진시키기 위해서는 깃을 소용돌이 모양으로 배치시킬 수 있다. 다음은 운동 에너지의 회수에 관하여 설명한다.

축방향으로 공급된 액체에 회전이 주어진 원심분리기는 모든 점에서 상승압력

을 발생시킨다. 여기에서 P는 유체밀도, w는 회전각속도, R은 고려된 점에서의 회전반경이다.

상기한 압력을 방정식

에 따라 이젝터의 노즐(44)내에서 속도로 전환된다. 여기에서 W는 노즐에 관계있는 유체의 속도이다. 만일 노즐의 방향과 단면이 적절하게 선정된다면, 속도(W)는 모듈러스에서 주변 회전속도와 같게 된다. 원심분리기 바깥쪽의 관련 프레임에 관계있는 유체의 절대속도(

)는상대속도

와 고려된 점에서의 구동 속도.(

=

R)의 기하하적 총합, 즉

=W+V로 된다. 그러므로 W와 V가 공통 선상에 있고, 서로 반대 방향으로 작용하는 동시 동일한 모듈러스를 갖는다면,

는 0이 되어 잔유 운동 에어지는 완전히 회수된다. 실제적인 판단에 의거하여 이젝터의 출구 각이 선정되므로 절대 속도는 유체의 배출 촉진을 감안해서 단0은 아니지만 낮아진다(제5도참조).

내부드럼(A)의 중심부에는 원통형의 공동(48)이 형성되어 수개의 통로(49)에 의해 내부드럼이 바깥쪽 공간과 원통되어 있다. 이들 통로(49)를 통하여 외벽(30)을 따라 흐르고 있는 경량의 유체는 상기한 공동(48)에 고이게 된다. 이렇게 고인 유체는 내부드럼(A)의 내벽에 대향한 원심력 작용에 의해 배출관(50)을 통해 연속적으로 원심분리기 밖으로 배출된다.

상술한 바와같이 고체물질 배출장치(C)는 스크레이퍼 스크루우(36), 수압배출장치, 이동 원추판(19)의 일부등으로 구성된다. 오우버 플로우(26)는 헤드(17)에 고정된 원통형 링(51)에 의해 형성되고 이 링의 안쪽면에서 2개의 돌출링(52),(53)의 높이를 서로 다르게 형성한다. 그러므로 돌출링(52)은 그 돌출링(53)보다 작은 내경을 갖게된다.

그리고 링(52)은 헤드(17)의 외면(54)과 함께 제1홈통(55)을, 링(53)과 함게 제2홈통(56)을 각각 형성하고 있다. 하나의 급수관(57)은 크로저(Crozzier)의 형상으로 되어 상기한 돌출링(52),(53)의 중앙 개구를 지나 물을 제1홈통(55)에 배출시킨다. 이 제1홈통(55)의 저부에서 외부드럼(13)의 헤드(17)에 형성된 계단형 베어링면(20),(21)사이와, 이동 원추판(19)의 주변에 의해 이루어지는 환상실(59)까지 하나의 수로(58)에 의해 연통시켜 상기한 제1홈통(55)의 물을 환상의 실(59)에 급수시킨다. 구경으로된 출구(60)는 환상실(59)과 통로(28) 사이에 설치되어 있다. 이 환상실(59)에는 출구(60)을 통해 흘러나가는 수량(水量)보다 많은 물의 양이 급수관(57), 제1홈통(55), 수로(58)를 거쳐 연속적으로 공급된다. 제1홈통(55)에 과잉 공급된 물은 이 제1홈통(55)을 넘어 제2홈통(56)을 채우게 된다. 제2홈통의 저부로 형성되는 레이디얼 통로는 헤드(17)의 내면(16)과 이동 원추판(19)에 의해 이루어지는 압력실(24)과 덕트(25)를 통해 연통된다. 외브드럼(B)의 회전때문에 원심력이 주어진 물은, 플랜지(16)의 레이디얼 베어링면(62)에 대항하여 축방향으로 이동 원추판(19)의 주변 베어링을 억누르도록 이동 원추판(19)에 대해 충분한 압력을 가한다. 이 경우에 이동 원추판(19)은 슬러지실(23)을 외부와 연통케 하는 통로(28)를 차단하는 위치에 있게 된다.

슬러지실(23)내에 쌓여진 슬러지를 배출시키고저 할때에는 급수관(57)을 통한 물의 공급을 중단시킨다. 그리고 출구(60)를 통해 압력수를 배출시켜 환상실(59)을 비우게 하는 동시에 적절한 위치에 뚫어 설치된 수로(63)를 통해서는 압력실(24)을 비우게 된다.

이렇게 되면 보울측의 압력이 이동 원추판(19)의 타측면에 작용하게 됨으로, 이동 원추판(19)은 도면의 우측방향으로 이동되어 통로(28)를 열게한다. 반면 오우버 플로우(26)에 물이 다시 공급되면 원추판(19)은 상기한 통로(28)를 다시 차단한다.

다음은 본 발명에 따른 원심분리기의 작용을 설명한다. 처리된 유체는 축방향의 중공축(8)을 통해 원심분리기의 내실을 완전히 채우게 되고, 원심분리기는 비교적 낮은 회전속도로 회전을 시작한다. 원심분리기의 제1속력 증가시기는 양 드럼 사이에 형성된 환상 공간과 중공축간을 연통시키는 경사진 통로(31)를 유체가 통과할때에 일어나고 내부드럼(A)에 고정되어 공간에 적층된 접시(33)들은 고속으로 회전한다. 그때에 정체될 액체는 접시(33)들 사이의 공간에서 점질(粘質)에 의해 가속되어 고체입자를 원심력으로 외부드럼(B)의 내벽에 내던지는 한편 정제된 중량의 유체는 적층된 접시의 주변에 위치한 축방향으로 공간으로 흘러(점선의 화살표)회전 에너지의 일부를 회수하는 구심 휘일(38)을 통과하는 축으로 되돌려진다. 반면에 경량의 유체는 원심 장(場)의 작용(가는선의 화살표)에 따라 각 접시의 내부 주면을 향해 이동하고, 필름의 형태로 합체하여 원심분리기의 축을 향해 흐른다.

필름이 접시의 내부면에 도달하면 큰 방울로 분할되어 내부드럼(A)의 표면(30)에 매우 신속하게 수집되고, 통로(49)를 거쳐 공통(48)에 임시 체류되었다가 스프크관(50)을 통해 회수된다. 고체입자 및 경량의 유체가 제거된 중량의 유체는 휘일(38)을 지나 이동 원추판(19)과 레이디얼 통로(43)를 거친후, 외부드럼(B)의 헤드(17)에 부착된 이젝터(40)에 도달되고, 이 이젝터는 매우 낮은 유체의 절대 출구 속도를 확보하여 유체의 잔유운동 에너지를 회수하는 것이다.

상기한 고정 깃(45)과 와형실(47)은 이젝터로부터 배출된 유체의 운동에너지 잔유량을 원심분리기 밖으로의 배출에 필요한 낮은 압력으로 위해 사용된다.

본 발명의 1실시예를 따른 원심분리기는 석유생산의 수(水) 처리와, 특히 오일/물의 유탁액 및 고체입자를 분리하는 것으로서 다음과 같은 특징들을 가지고 있다. 원심분리기의 처리 유량은, 100ppm~2000ppm이상의 오일농도를 20ppm이거나 그 보다 낮은 오일 농도로 처리할 경우에 매시간당 100㎥이다. 2㎛보다 큰 직경의 부유물 중의 물방울에 대한 분리력은 0.15의 물/오일 밀도 차로서 완전하다. 내브드럼, 접시클램프, 스크루우등을 포함한 조립체의 회전속도는 500rpm이고, 이에 대해 외부 보울의 회전속도는 연관된 외부드럼의 속도인 ±200rpm이다. 접시의 총수는 560개이고, 접시들의 사이 간격은 0.5mm의 치수로 떨어져 있다. 원심분리기의 전장은 2.5m이며, 그 직경은 0.70m의 치수로 되어 있다.

유체에 전달된 운동력에 대하여 95%의 회수율을 나타낸다.

상기한 이동 원추판에 의한 고체 물질 배출장치는 보통 용적의 슬러지실을 채택할 경우에, 손실을 보게된다.

요컨대 이동 원추판의 개구시간이 길어 개구시마다 대량의 액체가 고체물질과 함께 배출되면 액상(液狀)의 흐름에 혼란을 가져오는 원인이 된다.

제6도는 편의에 따라 이동 원추판으로도 대체할 수 있는 밸브에 의한 배출장치를 나타낸다. 또한 제작이 간편하고 생산 단가가 저렴한 이점을 가지고 있다. 후술된 배출 장치의 설명을 위해 상기한 배출 장치와 동일한 동종 부품에는 동일한 부호를 부여한다.

상기한 배출장치는 상술한 바와같이 스크레이퍼 스크루우(36)와 수압 배출장치로 구성된다. 슬러지실(23)은 확개된 콜러(15)의 내벽과 헤드(17)의 내벽을 형성한 원추고정판(64)으로 이루어진다. 헤드(17)의 주변을 누르는 보울의 플랜지(16)에는 전 플랜지 둘레에 일정하게 배치된 수개의 레이디얼 구멍(65)을 설치하여 이 구멍은 길이 방향의 통로(66)를 거쳐 플랜지(16) 전면에 형성된 레이디얼 홈(67)과 연통하고 있다. 이 길이방향의 통로(66)에는 슬리이브(68)가 끼워져 있고, 이 슬리이브 일단에는 헤드(17)의 주변에 설치된 밸브(69)의 시이트가 형성되어 있다.

헤드(17)에 설치된 수로(58)는 그 일측을 크로저 형상의 급수관(57)에 의해 물을 받고 있는 홈통(55)에, 그 타측을 밸브실(70)에 각각 연통시키고 있다. 이동 밸브체(17)는 축에 평행하게 헤드 주변에 형성되는 구멍(72)내에서 활동 자유롭게 슬라이딩 된다. 그 구멍(72)의 개방수를 막고 있는 방수 마개에는 스크루우 베어링(75)을 수납하는 나사(74)가 형성되어 있다. 이들 베어링은 밸브체와 밸브 시이트 사이의 개구를 조절할 수 있게 된다.

밸브에 의한 슬러치 배출 장치의 작용을 설명하면 다음과 같다. 크로저 형상의 급수관(57)을 통해 도달한 물은 오우버 플로우(26)의 홈통(55)에 쏟아지고 원심력의 작용에 의하여 수로(58)를 통해 밸브실(70)로 보내진다. 보내진 물이 이동 밸브체의 후면에 대해 압력을 가하게 되면 밸브체는 밸브 시이트(68)를 억눌러 슬러지실(23)과 외부와 통하는 홈(67)간의 연통을 차단시키게 된다.

밸브(70)에 유입된 일부의 물은 구멍(72)과 이동 밸브체(71)사이에 형성되는 홈 때문에 밸브체(71)의 전 둘레로 흘러 외부에 배출된다. 홈통(55)을 가득 채우고 남는 물(상기한 틈으로 연속흐르는 물)은 오우버 플로우(26)의 링(53)으로 형성되는 중앙 개구로 새어나가도록 되어 있다.

상기한 실시예로서 급수관(57)으로부터의 물 공급이 중단되면 밸브실(70)의 압력으로는 슬러지와 액체에 의해 가해진 압력에 더이상 대항할 수 없게 되어 밸브는 폐상태에서 개상태로 되고, 슬러지실을 비우게 되는데, 또 다시 급수관(57)을 통해 물 공급이 재개될때 밸브는 폐상태로 되어 슬러지는 쌓이게 된다.

상기한 설명에서는 하나의 밸브에 관해서만 언급되었으나 헤드(17)의 전 둘레에 배설된 다수개의 밸브는 동일한 방법으로 일제히 작동한다.

상기한 틈 때문에 생기는 물의 연속적인 배출은 이동 밸브체의 구멍내에서 밸브체의 작동 방해원인이 되는 고체의 침전을 막을 수 있다.

고체 물질의 배출단면(5~10㎟)는, 액체흐름은 교란시키지 않고 쉽게 제어할 수 있는 개구시간(10~30초)을 얻도록 하기 위하여, 슬러지실 용적의 기능과 유속에 따라 채택된다.

상기한 밸브의 구성은 이동 원추판의 구성과 간단히 비교되었으나 사실상, 오우버 플로우(26)는 홈통(55)하나만을 가지고 있고 압력실(24)과는 연통되어 있지 않다.

그리고, 밸브에는 연속적인 물의 순환으로 고체물질이 끼일 염려가 없게 된다.

슬러지는 슬러지실(23)에 쌓이게 되고, 슬러지의 배출기간동안, 슬러지의 밀집 때문에 2개의 구멍 사이에 있는 일부 슬러지를 적절하게 내보내지 못한다. 이로 인해 슬러지는 여러 군데 작은 산들을 형성하여 원심분리기의 균형을 저해한다. 이 같은 결점을 제거하기 위하여 스크레이퍼 스크루우(36)와 깃(39)의 단부에 수개실을 비우는 동안 고체물질의 편중 산적을 방지할 수 있는 것이다.

Claims (14)

1. 2개의 동축 원통드럼사이에서 고속으로 회전하는 원심분리 접시를 적층시키 회전자와, 액체를 연속적으로 유입, 배출 시키기 위한 장치와, 분리된 불순물을 선택적으로 추출하기 위한 장치등으로 이루어져, 부유물중에 밀도 높은 고체입자를 함유한 액체와/또는 유탁액중의 밀도 낮은 유체인 물방울을 정제하는 공업용 원심분리기에 있어서, 독립적으로 동축회전 구동하고 분리된 상(相)으로 배출시키는 장치를 각각 가진 원통의 내부드럼(A)과 외브드럼 사이의 공간에는, 상기한 내부드럼과 같이 회전하는 동시 원심 휘일에 이어지는 축 입구를 통해 정체될 액체를 공급받는 수개의 적층접시(33)를 배설하며, 한편 정제된 액체가 상기한 공간에서부터, 깃(39)을 내부드럼(A)에 고정하여서된 구심력을 응용한 하나의 터번을 형성한 출구 휘일을 통과한 후 접선 방향으로 수개의 이젝터(40)를 외부드럼(B)에 고정하여 정제된 액체의 절대 배출 속도가 거의 0이 되도록 배열된 반동 터언스타일을 형성시키는 이젝터(40)을, 통과함으로써 상기한 터빈과 터언스타일이 액체에 주어진 운동 모멘트의 대부분을 구동 토오크의 형태로 회수하고, 결국 연속운전 조건에 요구되는 구동력은 마찰 손실에 대한 보상으로 한정되게 한 것을 특징으로 하는 개선된 에너지 효율을 가진 고생산 공업용 에너지 회수 원심분리기.
2. 제1항에 있어서, 이젝터(40)에서의 정제된 액체 분사물이, 원활한 배출을 꾀하도록 배치되어 작용하는 고정 깃(45)에 부딪치게 한 것을 특징으로 하는 원심분리기.
3. 제2항에 있어서, 고정 깃(45)을 방향변위 가능하게 설치하거나, 1회전 와형실(47)내에 나선상으로 배치한 것을 특징으로 하는 원심분리기.
4. 제1-3항에 어느 하나의 항에 있어서, 고체입자 추출 장치에는 스크레이퍼 스크루우(36)가 내부드럼(B)에 고정된 적층접시(33)주위를 둘러싸도록 설치되어, 외부드럼의 일단부에 형성된 슬러지실(23)로 고체입자를 보내기 위하여 약간의 차속으로 회전하는 외부드럼(B) 원통벽에 쌓인 입자를 이송시키는 것을 특징으로 하는 원심분리기.
5. 제4항에 있어서, 슬러지실(23)이 외부드럼(B)의 일단부에 설치된 축방향 이동 원추판(19)의 주면에 의해 정규적으로 차폐되는 레이디얼 통로(28)를 거쳐 외부로 배출시키는 것을 특징으로 하는 원심분리기.
6. 제5항에 있어서, 이동 원추판(19)과 외부드럼(B)에 의해, 구경의 출구(60)를 통해 바깥쪽과 연통한 환상실(59)을 형성시켜 물 또는 기타액체의 강력한 흐름이 원추판(19)을 밀폐위치에 계속 머물도록 충분한 압력을 가지고 상기한 환상실에 유입되는 것을 특징으로 하는 원심분리기.
7. 제6항에 있어서, 환상실(59)이 수로(58)를 통해, 외부드럼(B)의 외벽에 설치되는 동시에 축방향으로 개구하고, 크로저 형상의 고정 급수관(57)으로 물 공급을 받는 환상 홈통(55)의 작은 직경 하부와 연통하고 있는 것을 특징으로 하는 원심분리기.
8. 제7항에 있어서, 이동 원추판(19)과 외부드럼(13)에 의해, 제1실의 내측으로 제2환상 압력실(24)을 형성시켜 적절히 배치된 수로(63)을 통해 드럼 내부로 연통하고, 이 제2환상 압력실로는 홈통(55)에서 인접홈통(56)으로 흐르는 물 또는 기타 액체의 소량을 덕트(25)를 거쳐 압력으로 분사시키는 것을 특징으로 하는 원심분리기.
9. 제4항에 있어서, 슬러지실(23)이 외부드럼(B) 일단부의 주위에 배설된 밸브장치(66,69)에 의해 정규적으로 차폐되는 통로를 경유하여 바깥쪽과 연통하는 것을 특징으로 하는 원심분리기.
10. 제9항에 있어서, 밸브장치(69)는 수로(58)를 통해, 외부드럼(B)의 외벽에 설치되는 동시에 축방향으로 개구하고 크로저 형상의 고정 급수관(57)으로 물 공급을 받는 환상 홈통(55)과 연통하고 있는 것을 특징으로 하는 원심분리기.
11. 제11항에 있어서, 이동 밸브체(71)와 이 밸브체의 활동(滑動)구멍사이에 틈을 형성하여 이 틈으로 환상 홈통(55)에서 도입된 물을 연속적으로 배출 시키도록 한 것을 특징으로 하는 원심분리기.
12. 제1항에 있어서, 밀도낮은 유체 추출 장치에는 내부드럼의 벽을 관통형성한 수개의 레이디얼 통로(49)와, 내부드럼에 고인 유체를 퍼내는 크로저 형상으로 된 축방향의 고정 추출관(50)등을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 원심분리기.
13. 제4항에 있어서 스크레이퍼 스크루우(36)가, 그 일단에 슬러지실(23)의 주위를 휩쓰는 스크레이퍼 깃(76)을 가지고 있는 것을 특징으로 하는 원심분리기.
14. 제1항에 있어서, 유출액 및 폐수의 정제에는 물론 특히 석유공업에 사용되는 것을 특징으로 하는 원심분리기.

Images