JP2015514571A - 液体分配装置 - Google Patents

Abstract

本発明は蒸留塔の内側に配置されて、液体の供給比率を正確に調節した後、連続的に供給することができる液体分配装置に関するもので、蒸留塔の内部に配置されて全体的な設置空間が減少される効果がある。

Description

発明は液体分配装置に関するもので、より詳しくは、蒸留塔の内側に配置されて、液体の供給比率を正確に調節した後、連続的に供給することができる液体分配装置に関するものである。

一般に、液体分配装置は、石油精製、石油化学及び精密化学と有害ガスまたは有機物を除去するために、蒸溜、吸収、冷却原理を利用した洗浄塔及び吸収塔などに用いられる液体分配装置である。

現在、工業的に用いられる蒸溜、吸収及び冷却のための装置として塔（Ｃｏｌｕｍｎ）があるが、これは気液の接触を通じて所望の物質を分離するのである。最近では、エネルギーの節約及び投資費の節減のために、分離壁型蒸留塔（Ｄｉｖｉｄｅ ｗａｌｌ Ｃｏｌｕｍｎ）が用いられる。これは、２つの塔を一つの塔に合わせた構造で、上部側の液体を下部の二つの分離壁に所望の割合で分配する必要があり、この時、液体分配装置で液体の供給比率を調整する。

この時、液体の供給比率を調整するために、蒸留塔の外部に液体分配装置を配置する技術が開示された。

液体分配装置が蒸留塔の外部に配置される場合、蒸留塔と液体分配装置を連結する構成要素を必要とした。また、液体分配装置を設置するための空間を必要とした。

本発明は上述した問題点を解決するために案出されたもので、液体分配のための構成が蒸留塔の内部に配置されて、全体的な設置空間が減少されることができる液体分配装置を提供することを目的とする。

上記目的を達するために、本発明は蒸留塔の内部に配置されるハウジングと；上記ハウジングの上部と下部の内側にそれぞれ配置される格子形態の上部及び下部グリッドと；上記ハウジングの内側上部に配置されて、上記上部グリッドを通じて流入された液体を誘導する収集トレイと；上記収集トレイ上に配置され、上記誘導された液体を下降させる複数の通孔が形成される多孔板と；上記多孔板の下部に配置され、上記多孔板を通じて下降した液体を両側に連結された流出管を通じて上記ハウジングの外部に分配する分配箱と；上記分配箱の下部に配置されて、上記分配箱で分配された液体を下部側に均一に分配して排出する液体分配部と；上記分配箱及び液体分配部との間の流体移動が可能になるように連結する連結管と；上記ハウジングの外部で上記液体分配部に液体が流入されるようにする流入管と；上記ハウジングの下部に垂直に配置されて、上記ハウジングの下部空間を第１チャンバ及び第２チャンバに両分する分離壁とを含む液体分配装置を提供する。

上記収集トレイは、本体プレートと、上記本体プレート上で上記本体プレートの上部と下部との間の気体移動が容易になるように貫通して形成される複数のライザー（ｒｉｓｅｒ）と、上記ライザーの上部に上記多孔板を向けて傾斜するように配置され、上記上部グリッドを通じて流入された液体が上記ライザーに流入されることを防止するハット（ｈａｔ）とを含むことができる。

また、「凵」状の断面形態に形成され、上記本体プレートと上記多孔板とを連結するサンプ（ｓｕｍｐ）をさらに含むことができる。

上記分配箱は、直六面体形態で、上部は開放して形成されるボックス本体と、上記ボックス本体の内側に配置されて、上記ボックス本体の内側を第１単位チャンバ及び第２単位チャンバに分離する第１単位隔壁と、上記第１単位隔壁と上記ボックス本体の内壁を連結して単位分離空間を形成する第２単位隔壁とを含むことができる。

上記第１単位隔壁の高さは上記ボックス本体の高さより低く、上記第２単位隔壁の高さは上記第１単位隔壁の高さより低く形成されることができる。

上記第１単位隔壁及び第２単位隔壁は上記ボックス本体の内側両端に対称となる形態で配置されることができる。

上記流出管は上記単位分離空間上の液体を外部に流出するように連結されることができ、上記流出管は上記流出された液体が上記液体分配部に流入されるように上記流入管に連結されることができる。

上記液体分配部は六面体形態で、上下に開放して形成されて、上記第１チャンバ及び第２チャンバに互いに対称となる形態で配置される第１単位分配ユニットと、上記第１単位分配ユニットの両側に対称となる形態で複数配置され、上記第１単位分配ユニットと液体移動が可能に連結される第２単位分配ユニットとを含むことができる。

上記連結管は上記第１単位分配ユニットと上記第１単位チャンバ及び第２単位チャンバの下部とを連結することができる。

上記のような本発明は、液体分配のための液体分配装置の構成が蒸留塔の内部に配置されて、全体的な設置空間が減少されることができる。

本発明の一実施例による液体分配装置の構成を示す斜視図である。

図１に示された多孔板の構成をより詳しく示す斜視図である。

図１に示された分配箱の構成を示す斜視図である。

以下、添付された図面を参照して本発明による好ましい実施例を詳しく説明する。

図１は本発明の一実施例による液体分配装置の構成を示す斜視図である。

図１によれば、本発明の一実施例による液体分配装置１００は、ハウジング１１０、上部グリッド１２０Ａ及び下部グリッド１２０Ｂ、収集トレイ１３０、多孔板１５０、分配箱１６０、液体分配器１７０、分離壁１９０を含む。

まず、本発明が適用される蒸留塔は、気液接触を通じて所望の物質を分離する装置として広く知られた公知技術であるため、これに対する詳細な説明は省略する。

ハウジング１１０は蒸留塔の内部に配置されて、蒸留塔内の他の構成要素と後述する構成要素が互いに隔離されるようにする。

図面によれば、ハウジング１１０は略円筒状に構成されるが、使用者の必要によって多様な形態に構成されることができる。

ハウジング１１０の内側上端部と下端部にはそれぞれ上部グリッド１２０Ａ及び下部グリッド１２０Ｂが配置される。

上部グリッド１２０Ａ及び下部グリッド１２０Ｂは格子状に製作される。この時、上部グリッド１２０Ａ及び下部グリッド１２０Ｂの格子形態及び配置状態は使用者の必要によって多様に設定されることができる。

上部グリッド１２０Ａ及び下部グリッド１２０Ｂはハウジング１１０の内側上端部と下端部にそれぞれ固定配置される。上部グリッド１２０Ａ及び下部グリッド１２０Ｂはハウジング１１０の内側形状に対応する形態であることが好ましい。

上部グリッド１２０Ａの上部と下部グリッド１２０Ｂの下部には、所定高さで充填物（ｐａｃｋｉｎｇ）が満たされているパッキングベッド（ｐａｃｋｉｎｇ ｂｅｄ）（図示しない）が配置されることができる。

上部グリッド１２０Ａと下部グリッド１２０Ｂは上部と下部にそれぞれ配置されるパッキングベッドを固定支持する役割を果たすことができる。

上部グリッド１２０Ａの下端には収集トレイ（ｃｏｌｌｅｃｔｏｒ ｔｒａｙ）１３０が配置される。

収集トレイ１３０は側流流出（ｓｉｄｅ−ｄｒａｗ）を目的とし、液体分配（ｌｉｑｕｉｄ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ）のために、液体を集める役割を果たす構成要素である。

収集トレイ１３０はハウジング１１０の内側形状に対応する形態に形成される。本実施例で、ハウジング１１０は円筒状であるので、収集トレイ１３０は全体的に円形であることが好ましい。

収集トレイ１３０は板状で、円形に形成される本体プレート１３２と、本体プレート１３２の上に配置される複数のライザー１３４と、ライザー１３４の上部に所定距離離隔されて配置されるハット（ｈａｔ）１３６とを含む。

本体プレート１３２は円形で、中央には後述する多孔板１５０が配置される。

多孔板１５０の両側にはライザー（ｒｉｓｅｒ）１３４とハット（ｈａｔ）１３６がそれぞれ複数配置される。

ライザー１３４は本体プレート１３２上に気体の移動が可能になるように貫通して形成される。即ち、ライザー１３４は本体プレート１３２の上部と下部との間の空気が円滑に移動することができるようにする構成要素で、本体プレート１３２の上部と下部の圧力が均一にすることができる。

本実施例で、ライザー１３４は矩形に形成されるが、使用者の必要によって円形または正方形などの他の形態に形成されることもできる。

ライザー１３４を通じて気体が移動可能であるので、後述する多孔板１５０を通じて液体が下降すると多孔板１５０の下部の気体がライザー１３４を通じて上昇してハウジング１１０の内部の圧力が全体的に均一に調整される。

また、ライザー１３４は上部で流入された液体が通過することを防止するために、所定の高さに形成されることが好ましい。

ライザー１３４の上部にはハット１３６が配置される。

ハット１３６は上部グリッド１２０Ａを通じて流入される液体がライザー１３４を通じて下降することを防止する。

ハット１３６は後述する多孔板１５０を向けて傾斜するように配置されて、上部グリッド１２０Ａを通じて流入された液体が後述する多孔板１５０を向けて移動することができるようにする。

収集トレイ１３０の中央にはサンプ１４０が配置される。

サンプ１４０は「Ｕ」字状の断面形態に形成されて、収集トレイ１３０に下降した液体が集まるようにする。サンプ１４０は収集トレイ１３０の一側で中心を通じて他側まで延長して形成される。

ここで、本体プレート１３２とサンプ１４０との連結部位には所定高さを有する段差が形成されるようにして、上部グリッド１２０Ａを通じて流入された液体が所定量になった時、段差の上部を通じて移動することができるようにする。段差の高さはハット１３６の高さより低く形成されることが好ましい。しかし、使用者の必要によって段差は形成しなくてもよい。

サンプ１４０の両端には後述する多孔板１５０を連結するための補強材１４２が配置されることができる。

サンプ１４０の下端部には多孔板１５０が配置される。

図２は図１に示された多孔板１５０の構成をより詳しく示す斜視図である。

図２によれば、多孔板１５０は略多孔板１５０の両側のライザーとハットによって誘導された液体が集められることができる。

多孔板１５０は矩形のプレート形態で、複数の孔１５２が形成されている。

この時、孔１５２の大きさ及び配置形態は使用者の必要（使用者が適用しようとする分配比率及び流量）などによって変更されることができる。

ここで、多孔板１５０はサンプ１４０の下端側に配置されるが、サンプ１４０を配置することなく本体プレート１３２の上に直接配置されることもできる。

多孔板１５０の下部には分配箱１６０が配置される。

図３は図１に示された分配箱１６０の構成を示す斜視図である。

図３によれば、分配箱１６０は所定の大きさを有する直六面体形態で、上部は開放された形態であることが好ましい。分配箱１６０の上部の開放部位を通じては孔１５２を通じて供給される液体が流入されることができる。分配箱１６０の大きさは使用者の必要によって変更されることができるが、多孔板１５０上の孔１５２を通じて供給される液体が損失されることなく収集することができる大きさであることが好ましい。

分配箱１６０の内側中央には複数の単位隔壁が配置される。

本実施例では、分配箱１６０の内側には互いに異なる高さと形態を有する第１単位隔壁１６２Ａ及び第２単位隔壁１６２Ｂが配置される。

第２単位隔壁１６２Ｂはその一端が第１単位隔壁１６２Ａの折曲部の外側に連結され、他端は分配箱１６０の内壁に接する。第２単位隔壁１６２Ｂの高さは第１単位隔壁１６２Ａの高さより低く形成されることが好ましい。

この時、第１単位隔壁１６２Ａ及び第２単位隔壁１６２Ｂの高さは必要によって互いに逆転されることができる。

第１単位隔壁１６２Ａ及び第２単位隔壁１６２Ｂは分配箱１６０の内部に略「Ｈ」形態に配置される。

本実施例で、第１単位隔壁１６２Ａ及び第２単位隔壁１６２Ｂが配置されているが、使用者の必要によって単位隔壁の配置個数と形態は変更されることができる。

分配箱１６０の両側には分配された液体を外部に流出する流出管１６４がそれぞれ連結される。即ち、流出管１６４は第１単位隔壁１６２Ａと第２単位隔壁１６２Ｂとの間に形成された空間に位置する液体がハウジング１１０の外部に流出されるようにする。

第１単位隔壁１６２Ａ及び第２単位隔壁１６２Ｂが上記のように配置された状態では、分配箱１６０に下降した液体の中で第１単位隔壁１６２Ａと及び第２単位隔壁１６２Ｂとの間の空間に位置する液体は流出管１６４を通じて外部に排出される。

流出管１６４には液体の流出を制御することができるバルブ（図示しない）が設置されることが好ましい。従って、バルブの閉鎖時、液体は第１単位隔壁１６２Ａの上端を通じて分配箱１６０の内部両側、即ち、第１単位チャンバ１６４Ａ及び第２単位チャンバ１６４Ｂにオーバーフロー（ｏｖｅｒ ｆｌｏｗ）される。

また、流出管１６４は流入管１６６で連結されて、流出された液体を消耗しないでハウジング１１０の内部で分配することができるようにすることが好ましい。

分配箱１６０の両側下部、即ち、第１単位チャンバ１６４Ａ及び第２単位チャンバ１６４Ｂの下部には後述する液体分配器１７０に液体の移動が可能になるように連結管１６８がそれぞれ連結される。本実施例で、連結管１６８は分配箱１６０の一端にそれぞれ２つずつ連結されているが、使用者の必要によって連結個数は変更されることができる。

分離壁１９０はハウジング１１０の内側下部の空間を両分する。ここで、分離壁１９０は所定の大きさを持つプレート形状で、ハウジング１１０の中心軸上に配置されることが好ましい。ただ、分離壁１９０は偏心されるように配置されることもできる。

また、分離壁１９０は下部グリッド１２０Ｂを両分することができる。

液体分配器１７０は分配箱１６０の下部に配置される。

液体分配器（ｌｉｑｕｉｄ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｏｒ）１７０は分配箱１６０から所定比率で分配された液体をハウジング１１０の下部のパッキングベッドに均一に分配する。

液体分配器１７０はハウジング１１０の内側下部の中央に垂直に配置されている分離壁１９０によって仕切られた空間にそれぞれ配置される。

液体分配器１７０は上部と下部が開放され、所定幅、長さ及び高さを有する六面体形態に形成される第１単位分配ユニット１７２と、第１単位分配ユニット１７２の両側に対称となる形態で複数が配置される第２単位分配ユニット１７４とを含む。

第１単位分配ユニット１７２は分離壁１９０によって仕切られる空間にそれぞれ配置されるが、分離壁１９０に対して直交する方向に配置される。

第２単位分配ユニット１７４は第１単位分配ユニット１７２の両側に配置される。この時、第２単位分配ユニット１７４は第１単位分配ユニット１７２と液体が移動可能に連結される。また、第２単位分配ユニット１７４は対称となる形態で配置されることが好ましい。

第２単位分配ユニット１７４は下部グリッド１２０Ｂより高い位置に配置されることが好ましい。

上記のように構成された本発明の作用について説明する。

蒸留塔で排出される液体（還流）は上部側のパッキングベッドと上部グリッド１２０Ａを通じてハウジング１１０の内側に流入される。

流入された液体は収集トレイ１３０の上面全体にわたって拡散される。

その後、収集トレイ１３０上の液体は多孔板１５０上の孔１５２を通じて分配箱１６０に下降する。

分配箱１６０に下降した液体は、第１単位チャンバ１６４Ａ及び第２単位チャンバ１６４Ｂから連結管１６８を通じて液体分配器１７０に移動する。

即ち、分配箱１６０に下降した液体は第２単位隔壁１６２Ｂの上端を通じて第１単位隔壁１６２Ａと第２単位隔壁１６２Ｂとの間の空間に流入された後、流出管１６４を通じて外部に排出される。流出管１６４上のバルブ開閉調節によって液体の排出を制御することができる。

一方、流出管１６４を通じて外部に排出された液体は流入管１６６を通じて液体が流入されることができる。流入管１６４を通じて流入された液体と連結管１６８を通じて流入された液体は第１単位分配ユニット１７２と第２単位分配ユニット１７４上に位置される。

第１単位分配ユニット１７２と第２単位分配ユニット１７４上の液体は下部グリッド１２０Ｂを通じて下部のパッキングベッドに下降する。

本発明は図面に示された実施例を参照して説明されたが、これは例示に過ぎなく、当該技術分野において通常の知識を有する者であれば、これから多様な変形及び均等な他の実施例が可能であるという点を理解すべきである。従って、本発明の真正な技術的保護範囲は添付された特許請求範囲の技術的思想によって定められる。

Claims (10)

1. 蒸溜コラムの内部に配置されるハウジングと；
   前記ハウジングの上部と下部の内側にそれぞれ配置される格子状の上部グリッド及び下部グリッドと；
   前記ハウジングの内側上部に配置され、前記上部グリッドを通じて流入された液体を誘導する収集トレイと；
   前記収集トレイ上に配置され、前記誘導された液体を下降させる複数の通孔が形成される多孔板と；
   前記多孔板の下部に配置され、前記多孔板を通じて下降した液体を両側に連結された流出管を通じて前記ハウジングの外部に分配する分配箱と；
   前記分配箱の下部に配置されて、前記分配箱で分配された液体を下部側に均一に分配して排出する液体分配部と；
   前記分配箱及び液体分配部との間の流体が移動可能に連結する連結管と；
   前記ハウジングの外部で前記液体分配部に液体が流入されるようにする流入管と；
   前記ハウジングの下部に垂直に配置されて、前記ハウジングの下部空間を第１チャンバ及び第２チャンバに両分する分離壁とを含む液体分配装置。
2. 前記収集トレイは、本体プレートと、前記本体プレート上で前記本体プレートの上部と下部との間の気体の移動が容易になるように貫通して形成される複数のライザーと、前記ライザーの上部に前記多孔板を向けて傾斜するように配置され、前記上部グリッドを通じて流入された液体が前記ライザーに流入されることを防止するハットとを含む請求項１に記載の液体分配装置。
3. 「凵」状の断面形態に形成され、前記本体プレートと前記多孔板とを連結するサンプをさらに含む請求項２に記載の液体分配装置。
4. 前記分配箱は直六面体形態で、上部は開放して形成されるボックス本体と、前記ボックス本体の内側に配置されて、前記ボックス本体の内側を第１単位チャンバ及び第２単位チャンバに分離する第１単位隔壁と、前記第１単位隔壁と前記ボックス本体の内壁とを連結して単位分離空間を形成する第２単位隔壁とを含む請求項１に記載の液体分配装置。
5. 前記第１単位隔壁の高さは前記ボックス本体の高さより低く、前記第２単位隔壁の高さは前記第１単位隔壁の高さより低く形成される請求項４に記載の液体分配装置。
6. 前記第１単位隔壁及び第２単位隔壁は前記ボックス本体の内側両端に対称となる形態で配置される請求項５に記載の液体分配装置。
7. 前記流出管は前記単位分離空間上の液体を外部に流出するように連結される請求項４に記載の液体分配装置。
8. 前記流出管は前記流出された液体が前記液体分配部に流入されるように前記流入管に連結される請求項７に記載の液体分配装置。
9. 前記液体分配部は六面体形態で、上下に開放して形成されて、前記第１チャンバ及び第２チャンバに互いに対称となる形態で配置される第１単位分配ユニットと、前記第１単位分配ユニットの両側に対称となる形態で複数配置され、前記第１単位分配ユニットと液体が移動可能に連結される第２単位分配ユニットとを含む請求項１に記載の液体分配装置。
10. 前記連結管は前記第１単位分配ユニットと前記第１単位チャンバ及び第２単位チャンバの下部とを連結する請求項４または９に記載の液体分配装置。