KR100632345B1 - 기액분리장치 - Google Patents

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KR100632345B1
KR100632345B1 KR1020060022169A KR20060022169A KR100632345B1 KR 100632345 B1 KR100632345 B1 KR 100632345B1 KR 1020060022169 A KR1020060022169 A KR 1020060022169A KR 20060022169 A KR20060022169 A KR 20060022169A KR 100632345 B1 KR100632345 B1 KR 100632345B1
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김상범
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Abstract

본 발명은 도중에 전자개폐밸브(24)가 구비되어 있는 혼합액공급라인(26)을 경유하여 상기 혼합액공급통(15)에서 혼합액을 공급받아 혼합액을 기액으로 분리하는 증발기(21); 그리고 상기 증발기(21)의 내부를 진공화시킴과 동시에 상기 증발기(21)에서 분리된 기체상태의 제 1성분을 배출시키기 위해 일단이 진공펌프에 접속되어 있고 타단이 증발기(21)의 상단에 접속되어 있는 제 1성분배출라인(28)을 구비고 있는 기액분리장치에 관한 것으로서, 증발기(21)를 가열하기 위해, 상기 증발기(21)의 재킷(22)의 설치위치보다 낮은 위치에 설치되어 열매를 가열하는 가열탱크(60); 일단이 상기 증발기(21)의 재킷(22)의 하단에 접속되어 있고 타단이 상기 가열탱크(60)의 상단에 접속되어 있는 열매유입/배출라인(63); 그리고 일단이 상기 재킷(22)의 상단에 접속되어 있고 타단이 상기 제1 성분배출라인(28)이 접속되어 있는 상태에서 도중에 전자개폐밸브(V1)가 개재되어 있는 진공라인(64)를 포함하고 있는 것으로 되어 있다.
재킷, 열매유입/배출라인, 가열탱크, 전자개폐밸브, 진공라인

Description

기액분리장치{separator}
도 1은 종래의 기액분리장치에 대한 개념도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 기액분리장치의 개념도.
본 발명은 기액분리장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기액분리장치에 구비된 증발기를 가열하는 시스템에 관한 것이다.
종래의 기액분리장치는 본 발명자에 의해 발명되어 등록실용 20-0389233호에 개시된 바와 같이, 도중에 전자개폐밸브(124)가 구비되어 있는 혼합액공급라인(126)을 경유하여 상기 혼합액공급통(115)에서 혼합액을 공급받아 혼합액을 기액으로 분리하는 증발기(121); 그리고 상기 증발기(121)의 내부를 진공화시킴과 동시에 상기 증발기(121)에서 분리된 기체상태의 제 1성분을 배출시키기 위해 진공펌프에 유통되어 있고 일단이 증발기(121)의 상단에 접속되어 있는 제 1성분배출라인(128)을 구비고 있다(도 1참조).
또한, 상기 종래의 기액분리장치는 증발기를 가열하기 위한 폐쇄사이클의 가열시스템을 포함하고 있다. 상기 폐쇄사이클의 가열시스템은, 상기 증발기(121)의 재킷(122)의 설치위치보다 낮은 위치에 설치되어 열매를 가열하는 가열탱크(160); 일단이 상기 가열탱크의 상단에 접속되어 있고 타단이 상기 증발기(121)의 재킷(122)의 상단에 접속되어 있는 열매공급라인(161); 일단이 상기 증발기(121)의 재킷(122)의 하단에 접속되어 있고 타단이 상기 가열탱크(160)의 하단에 접속되어 있는 열매배출라인(163); 그리고 일단이 상기 열매공급라인(161)의 도중에 접속되어 있고 타단이 상기 제1 성분배출라인(128)이 접속되어 있는 상태에서 도중에 전자개폐밸브(V1)가 개재되어 있는 진공라인(164)를 포함하고 있다.
이와 같은 구성을 가진 종래의 기액분리장치는 먼저, 가열탱크(160)에 증발가능한 열매를 충전시킨 다음, 전자개폐밸브(V1)를 열어 가열탱크(160), 증발기(121)의 재킷(122), 열매배출라인(163), 열매공급라인(161), 진공라인(164), 및 증발기(121)를 소정의 진공상태가 되도록 하고 나서, 전자개폐밸브(V1)을 닫은 상태에서 상기 가열탱크(160)를 전기히터나 스팀공급원 등을 이용하여 소정 온도로 가열시킨다.
그 다음, 전자개폐밸브(124)를 열어 혼합액공급라인(126)을 경유하여 상기 혼합액공급통(115)에서 혼합액을 공급받아 혼합액을 기액으로 분리하는 증발기(121)로 공급시켜 혼합액을 기액분리하여 제1 성분을 제1배출라인(128)을 경유하여
다음 공정으로 이송시킨다.
증발기(121)의 기액분리 공정시, 상기 증발기(121)의 재킷(122)에는 상기 가열탱크(160)에서 소정 온도로 가열된 열매의 일부가 증기화되어 열매공급라인(161)을 경유하여 증발기(121)의 재킷(122)에 유입되고, 상기 증발기(121)의 혼합액을 기액분리하면서 소실된 에너지를 가진 열매는 응축된다.
여기에서 상기 재킷(122)에는 소실되지 않은 에너지를 가진 열매는 증기상태로 상기 재킷(122)의 상부에 위치되게 되고, 소실된 에너지를 가진 열매는 상기 재킷(122)의 하부에 위치되게 되어, 상기 재킷(122)보다 낮은 위치에 설치되어 있는 가열탱크(160)에 자연낙하에 의해 상기 열매배출라인(163)을 경유하여 유입된다.
진공상태에서 증기의 열매을 순환시키면서 기액분리장치의 증발기를 가열할 수 있는 가열시스템이 기액분리장치에 제공되어, 첫째로 열매를 이송시키기 위한 순환펌프나 열매공급펌프 그리고 고가의 감압밸브 및 트랩을 배제시킴과 동시에 펌프의 배제로 인한 열매의 순환라인의 길이를 종래보다 짧게 하였으며, 순수한 열매 만이 증기상태 또는 액체상태로 상기 열매공급라인, 재킷, 열매배출라인에 이송될 수 있어서, 이들에 대하여 종래에 발생 되었던 스케일을 방지할 수 있게 되어, 설치비용 및 유지보수를 종래보다 저렴하게 한다는 작용효과를 제공할 수 있다.
또한, 종래의 기액분리장치는 순수한 열매 만을 증기상태로 상기 열매공급라인 및 재킷으로 이송시킬 수 있음과 동시에 액체상태(응축수)로 열매배출라인에 이송시킬 수 있고 그리고 상기 열매배출라인의 응축수와 가열탱크의 하단에 위치된 액상의 열매가 서로 혼합될 수 있는 상태이어서, 가열탱크에 저장된 열매에 부동액을 혼합시키는 것이 가능하게 되어, 겨울에 상기 증발기가 작동되지 않는 경우에 상기 열매가 얼어서 각종 기기들을 동파시키는 것을 방지할 수 있는 작용효과를 제공한다.
하지만, 이와 같은 종래의 기액분리장치에서 상기 열매공급라인(161)을 배제 시키고 진공라인(164)의 일단을 재킷(122)에 접속시켜도 종래의 기액분리장치의 작용한 동일한 작용을 할 수 있다는 것을 여러 실험을 거쳐서 가능하다는 것을 알게 되었다.
본 발명은 상기된 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 종래의 기액분리장치에서 열매공급라인을 배제시킴으로써 보다 컴팩트한 기액분리장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해, 도중에 전자개폐밸브가 구비되어 있는 혼합액공급라인(26)을 경유하여 상기 혼합액공급통에서 혼합액을 공급받아 혼합액을 기액으로 분리하는 증발기; 그리고 상기 증발기의 내부를 진공화시킴과 동시에 상기 증발기에서 분리된 기체상태의 제 1성분을 배출시키기 위해 일단이 진공펌프에 접속되어 있고 타단이 증발기의 상단에 접속되어 있는 제 1성분배출라인을 구비고 있는 기액분리장치로서, 증발기를 가열하기 위해, 상기 증발기의 재킷의 설치위치보다 낮은 위치에 설치되어 열매를 가열하는 가열탱크; 일단이 상기 증발기의 재킷의 하단에 접속되어 있고 타단이 상기 가열탱크의 상단에 접속되어 있는 열매유입/배출라인; 그리고 일단이 상기 재킷의 상단에 접속되어 있고 타단이 상기 제1 성분배출라인이 접속되어 있는 상태에서 도중에 전자개폐밸브가 개재되어 있는 진공라인을 포함하고 있는 것으로 되어 있다.
이하, 본 발명에 따른 실시예의 기액분리장치를 도 2를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 2에는 본 실시예의 기액분리장치가 부호 10으로서 지시되어 있다.
상기 기액분리장치(10)는 종래의 기액분리장치와 같이, 도중에 전자개폐밸브(24)가 구비되어 있는 혼합액공급라인(26)을 경유하여 상기 혼합액공급통(15)에서 혼합액을 공급받아 혼합액을 기액으로 분리하는 증발기(21); 그리고 상기 증발기(21)의 내부를 진공화시킴과 동시에 상기 증발기(21)에서 분리된 기체상태의 제 1성분을 배출시키기 위해 일단이 도시되지 않은 진공펌프에 접속되어 있고 타단이 증발기(21)의 상단에 접속되어 있는 제 1성분배출라인(28)을 구비고 있다.
또한, 상기 기액분리장치(10)는 증발기(21)를 가열하기 위해, 상기 증발기(21)의 재킷(22)의 설치위치보다 낮은 위치에 설치되어 열매를 가열하는 가열탱크(60); 일단이 상기 증발기(21)의 재킷(22)의 하단에 접속되어 있고 타단이 상기 가열탱크(60)의 상단에 접속되어 있는 열매유입/배출라인(63); 그리고 일단이 상기 재킷(22)의 상단에 접속되어 있고 타단이 상기 제1 성분배출라인(28)이 접속되어 있는 상태에서 도중에 전자개폐밸브(V1)가 개재되어 있는 진공라인(64)를 포함하고 있다.
이와 같은 구성을 가진 기액분리장치(10)는 먼저, 가열탱크(60)에 증발가능한 열매를 충전시킨 다음, 도시되지 않은 진공펌프를 가동시키고 전자개폐밸브(V1)를 열어 증발기(21)의 재킷(22), 열매유입/배출라인(63), 가열탱크(60), 진공라인(64), 및 증발기(21)를 소정의 진공상태가 되도록 하고 나서, 전자개폐밸브(V1)을 닫은 상태에서 상기 가열탱크(60)를 전기히터나 스팀공급원 등을 이용하여 소정 온 도로 가열시킨다.
그 다음, 전자개폐밸브(24)를 열어 혼합액공급라인(26)을 경유하여 상기 혼합액공급통(15)에서 혼합액을 공급받아 혼합액을 기액으로 분리하는 증발기(21)로 공급시켜 혼합액을 기액분리하여 제1 성분을 제1배출라인(28)을 경유하여 다음 공정으로 이송시킨다.
증발기(21)의 기액분리 공정시, 상기 증발기(21)의 재킷(22)에는 상기 가열탱크(60)에서 소정 온도로 가열된 열매의 일부가 증기화되어 열매유입/배출라인(63)을 경유하여 증발기(21)의 재킷에 유입되고, 상기 증발기(21)의 혼합액을 기액분리하면서 소실된 에너지를 가진 열매는 응축된다.
여기에서 상기 재킷(22)에는 소실되지 않은 에너지를 가진 열매는 증기상태로 상기 재킷(22)의 상부에 위치되게 되고, 소실된 에너지를 가진 열매는 상기 재킷(22)의 하부에 위치되게 되어, 상기 재킷(22)보다 낮은 위치에 설치되어 있는 가열탱크(60)에 자연낙하에 의해 상기 열매유입/배출라인(63)을 경유하여 유입된다.
상기 실시예의 설명에서 재킷(22)이 증발기(21)의 외면에 구비된 것으로서 설명되어 있으나, 이 재킷(22)은, 변경실시예로서, 도 3에 도시된 바와 같이, 일단이 상기 진공라인(64)에 접속되고 타단이 열매유입/배출라인(63)에 접속되어 증발기(21)의 내부에 배설되어 히팅코일관(22')으로 대체가능하다.
또 다른 변경실시예로서, 상기 재킷(22) 또는 히팅코일관(22')는, 도 4에 도시된 바와 같이, 증발기(21)에 유입된 혼합액을 내관(22a)에서 자연낙하식으로 공급받아 열매가 유입된 외관(22b)에 의해 상기 유입된 혼합액을 가열하여 부피팽창 시켜 다시 상기 증발기(21)에 유입시키는 공지의 열교환기(22")로 대체가능하다.
이 때, 상기 열교환기의 외관이 일단은 상기 진공라인(62)에 접속되고, 타단은 열매유입/배출라인(63)에 접속되어 있다.
또 다른 변경실시예로서, 열매유입/배출라인(63)은, 도 5에 도시된 바와 같이, 재킷(22)에 열매를 공급하기 위해 일단이 재킷(22)의 하단에 접속되고, 타탄이 가열탱크(60)의 상단에 접속된 열매배출라인(63a)과 그리고 재킷(22)에서 열량이 소실된 열매를 자연낙하식으로 공급받기 위해 일단이 재킷(22)의 하단에 접속되어 있고, 타단이 가열탱크(60)의 하단에 접속된 열매유입라인(63b)으로 대체가능하다.
상기와 같이 구성된 기액분리장치에 의하면, 종래의 기액분리장치에 구비된 열매공급라인을 배제시키면서도 종래의 기액분리장치와 동일한 작용을 할 수 있게 하여 기액분리장치를 컴팩트하게 함과 동시에 제작비용을 낮출 수 있게 하였다.

Claims (4)

  1. 도중에 전자개폐밸브(24)가 구비되어 있는 혼합액공급라인(26)을 경유하여 상기 혼합액공급통(15)에서 혼합액을 공급받아 혼합액을 기액으로 분리하는 증발기(21); 그리고 상기 증발기(21)의 내부를 진공화시킴과 동시에 상기 증발기(21)에서 분리된 기체상태의 제 1성분을 배출시키기 위해 일단이 진공펌프에 접속되어 있고 타단이 증발기(21)의 상단에 접속되어 있는 제 1성분배출라인(28)을 구비고 있는 기액분리장치로서,
    증발기(21)를 가열하기 위해, 상기 증발기(21)의 재킷(22)의 설치위치보다 낮은 위치에 설치되어 열매를 가열하는 가열탱크(60); 일단이 상기 증발기(21)의 재킷(22)의 하단에 접속되어 있고 타단이 상기 가열탱크(60)의 상단에 접속되어 있는 열매유입/배출라인(63); 그리고 일단이 상기 재킷(22)의 상단에 접속되어 있고 타단이 상기 제1 성분배출라인(28)이 접속되어 있는 상태에서 도중에 전자개폐밸브(V1)가 개재되어 있는 진공라인(64)를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 기액분리장치.
  2. 도중에 전자개폐밸브(24)가 구비되어 있는 혼합액공급라인(26)을 경유하여 상기 혼합액공급통(15)에서 혼합액을 공급받아 혼합액을 기액으로 분리하는 증발기(21); 그리고 상기 증발기(21)의 내부를 진공화시킴과 동시에 상기 증발기(21)에서 분리된 기체상태의 제 1성분을 배출시키기 위해 일단이 진공펌프에 접속되어 있고 타단이 증발기(21)의 상단에 접속되어 있는 제 1성분배출라인(28)을 구비고 있는 기액분리장치로서,
    증발기(21)를 가열하기 위해, 상기 증발기(21)의 히팅코일관(22')의 설치위치보다 낮은 위치에 설치되어 열매를 가열하는 가열탱크(60); 일단이 상기 증발기(21)의 히팅코일관(22')의 하단에 접속되어 있고 타단이 상기 가열탱크(60)의 상단에 접속되어 있는 열매유입/배출라인(63); 그리고 일단이 상기 히팅코일관(22')의 상단에 접속되어 있고 타단이 상기 제1 성분배출라인(28)이 접속되어 있는 상태에서 도중에 전자개폐밸브(V1)가 개재되어 있는 진공라인(64)를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 기액분리장치.
  3. 도중에 전자개폐밸브(24)가 구비되어 있는 혼합액공급라인(26)을 경유하여 상기 혼합액공급통(15)에서 혼합액을 공급받아 혼합액을 기액으로 분리하는 증발기(21); 그리고 상기 증발기(21)의 내부를 진공화시킴과 동시에 상기 증발기(21)에서 분리된 기체상태의 제 1성분을 배출시키기 위해 일단이 진공펌프에 접속되어 있고 타단이 증발기(21)의 상단에 접속되어 있는 제 1성분배출라인(28)을 구비고 있는 기액분리장치로서,
    증발기(21)를 가열하기 위해, 상기 증발기(21)의 내부와 접속된 공지의 열교환기(22")의 설치위치보다 낮은 위치에 설치되어 열매를 가열하는 가열탱크(60); 일단이 상기 열교환기(22")의 외관(23b)의 하단에 접속되어 있고 타단이 상기 가열탱크(60)의 상단에 접속되어 있는 열매유입/배출라인(63); 그리고 일단이 상기 열 교환기(22")의 외관(23b)의 상단에 접속되어 있고 타단이 상기 제1 성분배출라인(28)이 접속되어 있는 상태에서 도중에 전자개폐밸브(V1)가 개재되어 있는 진공라인(64)를 포함하고 있으며,
    여기에서, 상기 열교환기(22")는 증발기(21)에 유입된 혼합액을 내관(22a)에서 자연낙하식으로 공급받아 열매가 유입된 외관(23b)에 의해 상기 유입된 혼합액을 가열하여 부피팽창시켜 다시 상기 증발기(21)에 유입시키는 열교환기인 것을 특징으로 하는 기액분리장치.
  4. 도중에 전자개폐밸브(24)가 구비되어 있는 혼합액공급라인(26)을 경유하여 상기 혼합액공급통(15)에서 혼합액을 공급받아 혼합액을 기액으로 분리하는 증발기(21); 그리고 상기 증발기(21)의 내부를 진공화시킴과 동시에 상기 증발기(21)에서 분리된 기체상태의 제 1성분을 배출시키기 위해 일단이 진공펌프에 접속되어 있고 타단이 증발기(21)의 상단에 접속되어 있는 제 1성분배출라인(28)을 구비고 있는 기액분리장치로서,
    증발기(21)를 가열하기 위해, 상기 증발기(21)의 재킷(22)의 설치위치보다 낮은 위치에 설치되어 열매를 가열하는 가열탱크(60); 일단이 상기 증발기(21)의 재킷(22)의 하단에 접속되어 있고 타단이 상기 가열탱크(60)의 상단에 접속되어 있는 열매배출라인(63a); 일단이 상기 증발기(21)의 재킷(22)의 하단에 접속되어 있고 타단이 상기 가열탱크(60)의 하단에 접속되어 있는 열매유입라인(63b); 그리고 일단이 상기 재킷(22)의 상단에 접속되어 있고 타단이 상기 제1 성분배출라인(28) 이 접속되어 있는 상태에서 도중에 전자개폐밸브(V1)가 개재되어 있는 진공라인(64)를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 기액분리장치.
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