JP6126208B2 - 液体分配装置 - Google Patents

Description

本発明は液体分配装置に関するもので、より詳しくは、液体の供給比率を正確に調節し、連続的に所定比率の液体を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の除去のために、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カラム（Ｃｏｌｕｍｎ）があるが、これは、気液接触を通じて所望の物質を分離する。最近には、エネルギーの節約及び投資費の節減のために、分離壁型蒸溜塔（Ｄｉｖｉｄｅｄ ｗａｌｌ Ｃｏｌｕｍｎ）が用いられる。これは２つのカラムを一つのカラムに合わせた構造で、上部側の液体を下部側の二つの分離壁に所望の比率で分配しなければならなく、この時、液体分配装置で液体の供給比率を調整する。

しかし、上記のような従来の液体分配装置は、軸の回転運動を通じてフィーダー（Ｆｅｅｄｅｒ）を両側に設定角度回転して、所定時間止まる間、即ち両側の中の一側に停止した時間と他側に停止した時間の比率によって液体を供給する比率が決まる構造を有する。従って、フィーダーが一側から他側に回転する間、液体の持続的な供給が行われなくて脈動現象が発生し、パッキング（Ｐａｃｋｉｎｇ）性能を低下するという問題点がある。

また、上記軸の継続的な回転運動で圧縮空気の消耗量が増加し、耐久性が低下して、一定期間運転すると、主要部品を取り替えなければならないという問題がある。上記軸が左右に回転して設定時間の間止まる間に液体を供給して分配の比率を調整する。しかし、実際には時間比率と分配比率に差が発生して、事前に液体を通じてその差を校正しなければならないという問題点がある。

また、液体の供給のために分配する過程で、液体に含まれている不純物によって液体分配機器の動作にエラーが発生するという問題点がある。

本発明は液体分配装置に関するもので、液体の供給比率を正確に調節し、連続的に所定比率の液体を供給することができる。
また、本発明は所定比率で液体を分配し、供給する途中に不純物によって液体の供給が停止されることを防止することができる。

上述した目的を達するために、本発明は、内側に分配空間を提供し、流入管を通じて液体が供給されるハウジングと；上記ハウジングの内部に水平に配置されて、上記ハウジングの内部空間を上部空間及び下部空間に区画し、上部面は液体分配程度を異なるようにする第１区画部及び第２区画部に分けられる区画板と；直方体形で、上記第１区画部及び第２区画部の上にそれぞれ複数配置されるが、上記区画板に搭載されて配置され、側面には上記液体が流入される複数の通孔が形成され、下端部は開放される複数のライザーと；上記下部空間を第１チャンバ及び第２チャンバに分離する第１隔壁と；上記第２チャンバを複数の単位チャンバに分離する複数の第２隔壁と；上記単位チャンバの下部に連結されて、上記単位チャンバ上の液体を排出する複数の排出部と；上記排出部の開閉を制御することができるように上記排出部のそれぞれに設置されるバルブと；を含む液体分配装置を提供する。

上記複数のライザーは液体の排出量がそれぞれ異なるように設定されることができる。

上記ライザーを通じる液体排出量は上記通孔の個数によって設定されることができる。

上記複数の通孔は同じ大きさで、同じ高さに形成されることができる。

上記第１隔壁とそれぞれの上記第２隔壁とは互いに直交する方向に配置されることができる。

上記第２隔壁は上記第１隔壁より高くてもよい。

上記第２区画部上に配置される上記ライザーは上記単位チャンバの直上部にそれぞれ配置されることができる。

上記ライザーは通孔の個数が互いに異なるように形成されることができる。

上記排出部は、上記第１チャンバ上の液体を外部に排出することができるように上記第１チャンバに連結される第１排出管と、上記第２チャンバ上の液体を外部に排出することができるように上記複数の単位チャンバにそれぞれ連結される複数の第２排出管と；を含むことができる。

上記バルブは上記第１排出管及び第２排出管にそれぞれ連結されることができる。

上記第１排出管及び第２排出管から排出される液体を集水させる集水管をさらに含むことができる。

本発明による液体分配装置は、所定比率の液体を連続的に供給することができ、またバルブ部の開閉を自動的に制御して多様な供給比率で液体を調節することができるという効果を奏する。

また、本発明は、供給された液体が通過する通孔が所定高さに位置して、液体状の不純物が通孔を通過できなくて、所定比率で液体を分配して供給する途中で、不純物によって液体の供給が停止されることを防止することができるという効果を奏する。

また、本発明は、構造が単純で、組み立てが容易であり、消耗される構成物がなくてメンテナンスが便利であり、メンテナンスの際、費用及び時間を短縮することができるという効果を奏する。

本発明による液体分配装置が備えられる分離壁型蒸溜塔を概略的に示す概略図である。 図１に示す液体分配装置を示す斜視図である。 図２に示す区画板とライザーの配置状態の一例を示す平面図である。 図２に示す区画板とライザーの配置状態の一例を示す斜視図である。 図２に示す液体分配装置の構成を示す側断面図である。

以下、添付された図面を参照しながら本発明による好ましい実施例を詳しく説明する。
図１は本発明による液体分配装置１００が備えられる分離壁型蒸溜塔１０を概略的に示す概略図で、図２は図１に示す液体分配装置１００の一例の構成を示す斜視図である。

図１及び図２を参照すれば、液体分配装置１００は、ハウジング１２０、区画板１３０、ライザー１４０、第１隔壁１５０Ａ、第２隔壁１５０Ｂ、排出部１６０及びバルブ１７０を含む。

ハウジング１２０は所定の大きさを有する円筒状に形成され、内部には供給される液体の分配のための空間を提供する。ハウジング１２０は分配対象である液体の供給のために上端部に流入管１１０が連結されている。また、ハウジング１２０の下端には分配された液体の排出のために後述する排出部１６０が連結される。

ハウジング１２０の内部には区画板１３０が配置される。
区画板１３０はハウジング１２０の内部で水平に配置されて、ハウジング１２０の内部空間を上部空間１２１と下部空間１２２とに区画する。ここで、上部空間１２１と下部空間１２２は互いに同じ体積を有してもよいが、使用者の必要によって互いに異なる体積を有してもよい。

図３は図２に示す区画板とライザーの配置状態の一例を示す平面図で、図４は図２に示す区画板とライザーの配置状態の一例を示す斜視図である。また、図５は図２に示された液体分配装置の構成を示す側断面図である。

図３〜図５を参照すれば、区画板１３０の上部面は液体分配程度を異なるようにする第１区画部１３２と第２区画部１３４が設定されることができる。第１区画部１３２と第２区画部１３４の面積は使用者の必要によって互いに同一または差があるように形成されてもよい。本実施例において、第１区画部１３２と第２区画部１３４は後述する第１チャンバ１２３及び第２チャンバ１２４の直上部にそれぞれ位置されるように設定する。
この時、第１区画部１３２及び第２区画部１３４を通じる液体分配量は、それぞれの区画部上に配置される後述するライザー１４０によって決定されることができる。

区画板１３０上には複数のライザー１４０が配置される。
ライザー１４０は所定の大きさを有する直方体形態で、区画板１３０に搭載されて配置される。ライザー１４０は横３０〜５０ｍｍ、縦５０〜２５０ｍｍ、高さ１５０〜３５０ｍｍ程度の大きさを有することが好ましいが、使用者の必要によってその大きさは多様に変更されることができる。
ライザー１４０は第１区画部１３２と第２区画部１３４上にそれぞれ複数に配置されることができ、その配置個数は使用者によって多様に設定されることができる。第１区画部１３２に配置されるライザー１４０は第２区画部１３４上に配置されるライザー１４０より液体の排出量が大きく設定されることが好ましい。

このために、ライザー１４０の側面には複数の通孔１４２が形成されて、分配対象液体がライザー１４０の内側に流入されることができるようにする。ここで、複数の通孔１４２は区画板１３０の上部面で所定の高さ位置に形成され、この時の高さは互いに同一であり、その大きさも同一であることが好ましい。ただ、複数のライザー１４０のそれぞれに形成される通孔１４２は複数形成されるが、その個数は使用者の必要によってそれぞれのライザーごとに異なるように形成されることができる。これに対しては後述する。

通孔１４２が所定の高さに形成されるので、流入管１１０を通じて供給された液体に含まれている不純物は区画板１３０上に沈むようになるので、通孔１４２が不純物によって塞がられる問題が解決されることができる。このような理由は、不純物が液体より比重が大きいからである。

ライザー１４０の下端は開放されて、通孔１４２を通じて流入された液体は下部空間１２２に供給されることができる。

ハウジング１２０の下部空間１２２には第１隔壁１５０Ａが配置され、下部空間１２２を第１チャンバ１２３及び第２チャンバ１２４に区分する。ここで、第１隔壁１５０Ａは下部空間１２２の中心軸上に配置されることができるが、中心軸から離隔された位置に配置されることもできる。従って、第１チャンバ１２３と第２チャンバ１２４は互いに同じ体積を有することができるが、互いに異なる体積を有することもできる。この時、第１チャンバ１２３は第１区画部１３２の直下部に、第２チャンバ１２４は第２区画部１３４の直下部に位置されるように配置されることができる。

第１チャンバ１２３の高さは第２チャンバ１２４の高さより低く形成されるようにすることができる。このような場合、第１チャンバ１２３または第２チャンバ１２４に液体が満たされた場合、液体は第１隔壁１５０Ａの上端を通じて隣接するチャンバに移動することができる。

第２チャンバ１２４の内側には複数の第２隔壁１５０Ｂが垂直に配置され、第２チャンバ１２４は複数の単位チャンバ１２５、１２６、１２７、１２８、１２９に分けられることができる。ここで、第２隔壁１５０Ｂは第１隔壁１５０Ａと直交する方向に配置され、複数の単位チャンバ１２５、１２６、１２７、１２８、１２９は第２区画部１３４上のライザー１４０の直下部にそれぞれ配置されることが好ましい。従って、複数の単位チャンバ１２５の直上部のライザー１４０で排出される液体を収容することができれば、その大きさは制限されない。また、本実施例において、第２チャンバ１２４は５つの単位チャンバ１２５、１２６、１２７、１２８、１２９を含んでいるが、その個数は増減されることができる。

これに対してより詳しく説明する。
複数の単位チャンバ１２５の直上部にそれぞれ位置するライザー１４０の通孔個数はそれぞれ異なるように形成されることができる。
例えば、第２チャンバ１２４が第１単位チャンバ１２５、第２単位チャンバ１２６、第３単位チャンバ１２７、第４単位チャンバ１２８、第５単位チャンバ１２９に形成される場合、第１単位チャンバ１２５の直上部に配置されたライザー１４０の通孔１４２は１つ、第２単位チャンバ１２６の直上部に配置されたライザー１４０の通孔１４２は２つ、第３単位チャンバ１２７の直上部に配置されたライザー１４０の通孔１４２は５つ、第４単位チャンバ１２８の直上部に配置されたライザーの通孔１４２は７つに形成されるなど多様に設定されることができる。このように、ライザー１４０上の通孔１４２の個数に比例して液体の供給量が設定されることができる。

第１チャンバ１２３及び第２チャンバ１２４の下部には液体を外部に排出することができる第１排出管１６２及び第２排出管１６４がそれぞれ連結される。この時、第２チャンバ１２４は複数の単位チャンバを含むので、第２排出管１６４は複数の単位チャンバのそれぞれに連結されることが好ましい。

第１排出管１６２と複数の第２排出管１６４のそれぞれには液体の排出を制御するバルブ１７０が連結されることが好ましい。

バルブ１７０は上記第１単位チャンバ〜第５単位チャンバに対応するバルブを含み、この場合、第１チャンバ１２３の上部、即ち第１区画部１３２上に配置されているライザー１４０の通孔１４２の数を全部で５０個に仮定した場合、第１単位チャンバ１２５に対応するバルブのみ開放される場合５０：１の比率、第２単位チャンバ１２６に対応するバルブのみ開放される場合５０：２の比率、第１単位チャンバ１２５〜第３単位チャンバ１２７に対応するバルブが開放される場合５０：８の比率など多様な比率で液体を供給することができる。

第１排出管１６２と複数の第２排出管１６４のそれぞれから排出される液体を集水させる集水管１６７が備えられることが好ましい。

以下、添付された図面を参照して本発明の実施例による液体分配装置１００の作動方法について説明する。

まず、上記蒸溜塔１０から排出される液体（還流）は流入管１１０を通じてハウジング１２０の上部空間１２１に供給される。液体に含まれることができる不純物は区画板１３０上に沈んで供給された液体と分離することができる。
その後、供給された液体は区画板１３０上に配置されたライザー１４０の通孔１４２を通じて下部空間１２２に供給される。供給される液体は不純物が分離された状態であるので、通孔が不純物によって塞がられる現象が防止されることができる。

第１区画部１３２上のライザー１４０を通じた液体は第１チャンバ１２３に供給され、第２区画部１３４上のライザー１４０を通じた液体は第２チャンバ１２４に供給される。

ここで、第１チャンバ１２３または第２チャンバ１２４の中の何れか一つのチャンバに液体が満たされる場合、第１隔壁１５０Ａの上端を通じて他側のチャンバに液体が流入されることができる。

使用者は必要によって液体の分配を行うことができる。即ち、それぞれの単位チャンバに連結されているバルブ１７１、１７２、１７３、１７４のそれぞれを必要によって個別的に開閉して必要な液体を分配して供給することができる。

第１チャンバ１２３に供給された液体は第１排出管１６２を通じてハウジング１２０の外部に排出されて、上記蒸溜塔１０の分離壁１１に再供給される。
また、第２チャンバ１２４に供給された液体は複数の第２排出管１６４を通過して、集水管１６７に収集されて、上記蒸溜塔１０の他の分離壁１１に供給される。
第１排出管１６２または第２排出管１６４と上記集水管１６７を通じて供給される液体の比率を正確で容易に供給することができるという効果がある。

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、これは例示的なものに過ぎなく、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ことを理解すべきである。また、本発明の真の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べきである。

Claims (11)

1. 内側に分配空間を提供し、流入管を通じて液体が供給されるハウジングと；
   前記ハウジングの内部に水平に配置されて、前記ハウジングの内部空間を上部空間及び下部空間に区画し、上部面は液体分配程度を異なるようにする第１区画部及び第２区画部に分けられる区画板と；
   直方体形で、前記第１区画部及び第２区画部の上にそれぞれ複数に配置されるが、前記区画板に搭載されて配置され、側面には前記液体が流入される複数の通孔が形成され、下端部は開放される複数のライザーと；
   前記下部空間を第１チャンバ及び第２チャンバに分離する第１隔壁と；
   前記第２チャンバを複数の単位チャンバに分離する複数の第２隔壁と；
   前記単位チャンバの下部に連結されて、前記単位チャンバ上の液体を排出する複数の排出部と；
   前記排出部の開閉を制御することができるように、前記排出部のそれぞれに設置されるバルブと；を含む、液体分配装置。
2. 前記複数のライザーは液体の排出量がそれぞれ異なるように設定される、請求項１に記載の液体分配装置。
3. 前記ライザーを通じる液体排出量は前記通孔の個数によって設定される、請求項２に記載の液体分配装置。
4. 前記複数の通孔は同じ大きさで、同じ高さに形成される、請求項１〜３の何れか一項に記載の液体分配装置。
5. 前記第１隔壁とそれぞれの前記第２隔壁とは互いに直交する方向に配置される、請求項１に記載の液体分配装置。
6. 前記第２隔壁は前記第１隔壁より高い、請求項１または５に記載の液体分配装置。
7. 前記第２区画部上に配置される前記ライザーは前記単位チャンバの直上部にそれぞれ配置される、請求項１に記載の液体分配装置。
8. 前記ライザーは通孔の個数が互いに異なるように形成される、請求項７に記載の液体分配装置。
9. 前記排出部は、前記第１チャンバ上の液体を外部に排出することができるように前記第１チャンバに連結される第１排出管と、前記第２チャンバ上の液体を外部に排出することができるように前記複数の単位チャンバにそれぞれ連結される複数の第２排出管とを含む、請求項１に記載の液体分配装置。
10. 前記バルブは前記第１排出管及び第２排出管にそれぞれ連結される、請求項９に記載の液体分配装置。
11. 前記第１排出管及び第２排出管から排出される液体を集水させる集水管をさらに含む、請求項１０に記載の液体分配装置。

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