KR100426177B1 - 분체 시료 유동화를 위한 분체 시료 이송관 - Google Patents

Abstract

본 발명은 분체 시료 공급장치로부터 반응기로 분체 시료를 공압 수송하기 위해 분체 시료 공급장치와 반응기 사이에 설치되는 분체 시료 이송관을 개시한 것으로, 분체 시료 이송관은 분체 시료가 이송되는 내측관과 유동화 가스가 주입되는 외측관의 2중 구조를 이루며, 내측관 둘레에 다수의 구멍이 형성되어 상기 유동화 가스가 구멍을 통해 분사되면서 내측관 내의 분체 시료를 유동화시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 분체를 이송하는 상압 또는 고압 상태의 이송관을 이중관 구조로 설치함으로써 분체 입자들간의 응집에 의하여 발생하는 막힘 현상을 방지할 수 있다.

Description

분체 시료 유동화를 위한 분체 시료 이송관{POWDER SAMPLE TRANSFER PIPE FOR FLOATING POWDER SAMPLE}

본 발명은 분체 시료 유동화를 위한 분체 시료 이송관에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 분체를 이송하는 상압 또는 고압 상태의 이송관을 이중관 구조로 설치함으로써 분체 입자들간의 응집에 의하여 발생하는 막힘 현상을 방지할 수 있는 분체 시료 유동화를 위한 분체 시료 이송관에 관한 것이다.

일반적으로 분체를 공압 수송하는 이송관에서는 분체 입자들의 응집이나 관로가 수축되는 부분을 통과하면서 막히게 되는 현상이 발생하여 분체의 수송에 방해를 받게 된다. 그리고, 이렇게 일단 분체 입자들의 막힘 현상이 발생하게 되면 자체적으로는 다시 원상태로 회복되기가 어려우므로 외부에서 큰 압력을 가하여 뚫어 주거나 기계적인 방법으로 단단하게 응집된 분체 입자 덩어리를 깨뜨려 주어야 한다.

종래 기술에서는 공압 수송되는 분체의 이송 관로 상에서 발생하는 입자들의 막힘 현상을 방지하기 위하여 관로를 확대하거나 이송용 가스를 다량으로 공급하는 방법, 사후적인 조치 방법으로서 이송 관로가 막혔을 경우 외부에서 기계적인 방법이나 큰 압력을 가하여 응집된 분체 입자 덩어리를 깨뜨려주는 방법 등을 주로 사용하였다.

또한, 이외에도 운전 중에 분체 시료 이송관에서 발생하는 막힘 현상을 방지하기 위하여 도 1a 에 도시된 바와 같이, 분체 시료 이송관(1)의 외측벽에 바이브레이터(2)를 설치하여 분체의 이송 중 이송관(1)에 진동을 전달함으로써 입자들이이송관 내벽에 달라붙지 못하도록 하는 방법을 사용하였다.

또한, 도 1b에 도시된 바와 같이, 분체 시료 이송관(1) 내부에 모터(3)의 구동에 의하여 작동하는 회전체(4)를 설치함으로써 분체 시료의 이송 중 계속적으로 회전체(4)가 회전하면서 분체 시료의 응집을 방지하는 방법을 사용하였다.

또 다른 종래의 방법으로 도 1c에 도시된 바와 같이, 분체 시료 이송 중 입자들의 응집에 의하여 관로가 막혔을 경우 솔레노이드 밸브(5)를 이용하여 순간적으로 고압의 가스를 분사시켜 줌으로써 이송관로 상의 막힘 현상을 제거하는 방법을 사용하였다.

그런데 이와 같은 종래 기술에서 사용하였던 방식은 다음과 같은 단점이 있었다.

이송용 가스의 유량을 다량으로 공급하는 기술은 불필요하게 반응기로 공급되는 가스의 유량 증가를 초래함으로써 후단 공정에서 처리해야 하는 가스의 양이 증가하게 되고, 분체 입자의 이송 속도가 빨라지면서 이송관(1) 내벽과 충돌 시 내벽의 침식을 보다 빠르게 진행시키게 된다. 그리고, 관로가 막혔을 경우 해체하고 제거하는 방법은 설비의 정상운전을 정지하게 됨으로써 운전 비용의 증가를 발생시키게 된다.

또한, 이송관(1) 외벽에 바이브레이터(2)를 설치하여 진동을 가하는 기술은 입자들의 막힘 현상을 방지하는데 큰 효과가 없을 뿐만 아니라 장시간 연속운전 시 이송관 볼트의 풀림 등과 같은 현상이 발생하여 고압장치에 적용할 경우 위험을 초래할 수 있다.

이송관(1) 내부에 회전체(4)를 설치하는 기술은 종래의 다른 기술들보다는 좀 더 효율적으로 분체 입자의 막힘 현상을 방지할 수 있으나, 모터(3)에 의하여 구동되는 회전체(4)가 제대로 작동하지 않을 경우에는 이송관(1) 내부에 설치된 회전체(4)가 오히려 관로 축소 요인이 됨으로써 분체 입자의 막힘 현상을 유발할 수 있다.

솔레노이드 밸브(5)를 사용하는 기술은 운전 중 이송관(1)이 막혔을 경우 고압으로 가스를 분사하여 그 힘으로 막힌 관로를 뚫어주는 기술로서 이 기술은 반응기 내부에 순간적으로 많은 양의 가스가 유입됨으로써 생성가스 조성이나 압력 등에 영향을 미쳐 정상운전의 균형을 깨뜨리는 원인이 될 수 있다.

따라서 본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 분체를 이송하는 상압 또는 고압 상태의 이송관을 이중관 구조로 설치함으로써 분체 입자들간의 응집에 의하여 발생하는 이러한 막힘 현상을 분체 입자의 유동화에 의하여 방지하고자 하는데 그 목적이 있다.

이와같은 목적을 실현하기 위한 본 발명은 분체 시료 공급장치로부터 반응기로 분체 시료를 공압 수송하기 위해 분체 시료 공급장치와 반응기 사이에 설치되는 분체 시료 이송관에 있어서, 이송관은 분체 시료가 이송되는 내측관과 유동화 가스가 주입되는 외측관의 2중 구조를 이루며, 내측관 둘레에 다수의 구멍이 형성되어 유동화 가스가 구멍을 통해 분사되면서 내측관 내의 분체 시료를 유동화시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 상기 목적과 여러 가지 장점은 이 기술 분야에 숙련된 사람들에 의해 첨부된 도면을 참조하여 아래에 기술되는 발명의 바람직한 실시예로부터 더욱 명확하게 될 것이다.

도 1a 내지 도 1c는 종래의 분체 시료 이송관의 다양한 실시예를 도시한 개략도,

도 2는 본 발명에 따른 분체시료 유동화를 위한 분체 시료 이송관을 도시한 장치도,

도 3은 본 발명에 따른 분체 시료 이송관을 확대 도시한 단면도,

도 4는 본 발명에 따른 분체 시료 이송관의 다른 실시예,

도 5는 본 발명에 따른 분체 시료 이송관의 분체 시료 공급장치와 반응기 사이의 차압변화를 비교한 그래프.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 이송관 11 : 분체 시료 공급장치

12 : 반응기 13 : 내측관

13a : 구멍 14 : 외측관

15 : 차압 트랜스미터 16 : 유량 조절 밸브

17 : 감지수단 23 : 다공성 튜브

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예를 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 분체시료 유동화를 위한 분체 시료 이송관을 도시한 장치도이며, 도 3은 본 발명에 따른 분체 시료 이송관을 확대 도시한 단면도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 분체 시료 이송관(10)은 분체 시료 공급장치(11)로부터 반응기(12)로 분체 시료를 공압 수송하기 위해 분체 시료 공급장치(11)와 반응기(12) 사이에 설치된다. 이와 같은 이송관(10)은 분체 시료가 이송되는 내측관(13)과 유동화 가스가 주입되는 외측관(14)의 2중 구조를 이루며, 내측관(13) 둘레에 다수의 구멍(13a)이 뚫려 있다. 이 구멍(13a)을 통해 유동화 가스가 분사되면서 내측관(13) 내의 분체 시료를 유동화시킨다.

한편, 본 발명에 따르면 분체 시료 공급장치(11)와 반응기(12) 사이의 차압을 측정하는 차압 트랜스미터(15)와 분체 시료의 유동화를 위하여 필요한 유동화 가스 유량을 조절하여 공급하는 역할의 유량조절 밸브(16)가 설치된다. 차압 트랜스미터(15)는 분체 시료 공급장치(11)와 반응기(12) 내부의 압력을 감지하기 위한 감지수단(17)을 구비한다.

유량 조절 밸브(16)는 유동화 가스 유량을 조절하기 위해 분체 시료 이송관(10)의 외측관(14) 일단에 설치된다.

도 4는 본 발명에 따른 분체 시료 이송관의 다른 실시예로서, 외측관(14) 내에 다공성 튜브(23)로 이루어진 내측관을 적용할 수 있다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 분체 시료 이송관(10)은 분체 시료 공급장치(11)로부터 반응기(12)로 분체 시료가 공압 수송 방식에 의하여 공급되면서 이중관 구조의 분체 시료 이송관(10)의 내측관(13)을 통하여 공급된다. 그리고, 외측관(14)으로는 유량 조절 밸브(16)에 의하여 유량이 조절된 유동화 가스가 공급된다. 유동화 가스는 내측관(13)의 구멍(13a) 또는 다공성 튜브(23)를 통하여 분사되면서 내측관(13) 내로 공압 수송되는 분체 시료를 유동화 시킨다. 따라서, 관로 상에서 분체 시료 입자의 응집에 의하여 발생하는 막힘 현상을 방지한다.

한편, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면 분체 시료 이송관(10) 설계시 내측관(13) 또는 다공성 튜브의 구멍은 유동화 가스를 공급할 경우 내측관(13) 구멍(13a) 또는 다공성 튜브(23)의 모든 부위에서 유동화 가스가 균일하게 분사될 수 있도록 모든 구멍의 단면적 합이 유동화 가스 주입부분의 단면적보다 작게 설계해야 하며, 공급 압력을 분체 시료의 이송 압력보다 3∼5 기압 정도 높게 유지하는 것이 바람직하다.

도 5는 본 발명에 따른 분체 시료 이송관의 분체 시료 공급장치와 반응기 사이의 차압변화를 비교한 그래프이다.

도 5a는 본 발명에 따른 이중관 구조의 분체 시료 이송관(10)을 적용하지 않은 경우이며, 도 5b는 본 발명에 따른 이중관 구조의 분체 시료 이송관(10)을 적용한 경우의 차압변화를 나타낸 것이다.

그래프를 통해서 알 수 있듯이, 본 발명에 따른 이중관 구조의 분체 시료 이송관(10)을 적용한 경우 막힘 현상이 발생되지 않아 이송관(10)에서의 차압이 도 5b에 나타난 바와 같이, 평균 15 "W.C 정도로 이중관 구조의 분체 시료 이송관(10)을 사용하지 않았을 경우인 도 5a에 비하여 크게 낮음을 알 수 있다. 도 5a의 차압변화에서는 이송관(10)로 상에서의 막힘 현상 발생으로 차압이 100 "W.C 정도까지 크게 증가함을 알 수 있다.

또한, 이중관 구조의 분체 시료 이송관(10)을 사용하게 되면 유동화 가스의 분사를 통하여 분체 시료의 이송 도중 막힘 현상 원인이 되는 입자들의 응집을 방지할 수 있으므로 바이브레이터나 모터에 의해 구동되는 회전체 등과 같은 추가적인 기계장치의 설치가 불필요해진다.

또한, 분체 시료 입자들의 유동화를 위하여 추가적인 가스를 사용하는 것이 아니라, 기존의 분체 시료 이송용 가스 중 일부를 유동화 가스로 사용함으로써 분체 시료 입자들의 응집을 방지할 수 있다.

또한, 분체 시료 이송관(10)이 막혔을 경우 뚫어주기 위하여 솔레노이드 밸브를 사용하는 고압가스의 분사가 필요 없으므로 반응기(12)의 정상운전 중 생성가스 조성이나 순간적인 압력변동 등과 같은 영향을 발생시키지 않는다.

이상, 상기 내용은 본 발명의 바람직한 일실시예를 단지 예시한 것으로 본 발명의 당업자는 본 발명의 요지를 변경시킴이 없이 본 발명에 대한 수정 및 변경을 가할 수 있음을 인지해야 한다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 분체를 이송하는 상압 또는 고압 상태의 이송관을 이중관 구조로 설치함으로써 분체 입자들간의 응집에 의하여 발생하는 막힘 현상을 방지할 수 있다.

Claims (5)

1. 분체 시료 공급장치로부터 반응기로 분체 시료를 공압 수송하기 위해 분체 시료 공급장치와 반응기 사이에 설치되는 분체 시료 이송관에 있어서,

   상기 분체 시료 이송관은 분체 시료가 이송되는 내측관과 유동화 가스가 주입되는 외측관의 2중 구조를 이루며,

   상기 내측관 둘레에 다수의 구멍이 형성되어 상기 유동화 가스가 구멍을 통해 분사되면서 내측관 내의 분체 시료를 유동화시키는 것을 특징으로 하는 분체 시료 유동화를 위한 분체 시료 이송관.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 분체 시료 이송관의 외측관 일단에 유동화 가스 유량을 조절하기 위한 유량 조절 밸브가 설치되는 것을 특징으로 하는 분체 시료 유동화를 위한 분체 시료 이송관.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 분체 시료 이송관의 내측관이 다공성 튜브로 이루어진 것을 특징으로 하는 분체 시료 유동화를 위한 분체 시료 이송관.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 유동화 가스의 공급 압력을 분체 시료의 이송 압력보다 3∼5 기압 정도 높게 유지하는 것을 특징으로 하는 분체 시료 유동화를 위한 분체 시료 이송관.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 내측관 구멍의 단면적 합이 유동화 가스 주입부분의 단면적 보다 작게 설계되는 것을 특징으로 하는 분체 시료 유동화를 위한 분체 시료 이송관.