KR101143696B1 - 물질전달용 칼럼과 이를 위한 확장링 및 물질전달용 칼럼에 증기-액체 접촉트레이를 지지하는 방법 - Google Patents

물질전달용 칼럼과 이를 위한 확장링 및 물질전달용 칼럼에 증기-액체 접촉트레이를 지지하는 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 칼럼(10)의 칼럼형 동체(16)로 형성된 개방된 내부영역(14) 내에 배치된 적어도 하나의 증기-액체 접촉트레이(12)를 구비한 물질전달용 칼럼(10)에 관한 것이다. 적어도 하나의 확장링(26)이 증기-액체 접촉트레이(12) 아래에 놓여 지지된다. 익스펜더(38)는 확장링(26)의 절단부(36)를 형성하는 확장링(26)의 제1 및 제2분절단부(32,34)와 결합된다. 익스펜더(38)는 분절단부(32,34)에 용접된 브래킷(48)과, 이 브래킷(48)과 너트(54)를 관통하여 뻗어 있는 나사부재(50)를 구비한다. 브래킷(48)의 접촉면에 대해 너트(54)의 조율이 확장링(26)의 원주를 증가시키기 위해서 확장링(26)의 제1 및 제2분절단부(32,34)에 강제로 힘을 가하여서, 칼럼형 동체의 내부면에 대해 확장링(26)을 밀봉한다. 적어도 하나의 밀봉플레이트(58)는 확장링(26)의 절단부(36)를 차단하는 나사부재(50)로 위치된다. 로드(27)는 확장링(26)과 지지링(24) 사이로 뻗어 확장링(26)으로 부하의 일부를 지지링(24)에 전달하도록 칼럼형 동체(16)에 용접된다.

Description

물질전달용 칼럼과 이를 위한 확장링 및 물질전달용 칼럼에 증기-액체 접촉트레이를 지지하는 방법 {Expansion ring for mass transfer column and method employing same}
본 발명은 일반적인 물질전달용 칼럼에 관한 것으로, 특히 이러한 칼럼 내에 트레이(tray)를 지지하고 밀봉하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
열교환용 칼럼을 갖춘 물질전달용 칼럼은 통상적으로 수직형 동체(胴體)와 이 동체 내에 위치되며 수평되게 배열된 다수의 트레이를 구비하고 칼럼 내에서 흐르는 유체흐름들 사이에서 용이하게 물질전달 또는 열전달을 구현하도록 사용된다. 유체흐름의 다른 화합물이 가능할지라도 이 유체흐름은 일반적으로 아래로 흐르는 하나 이상의 액체흐름과 수직하는 하나 이상의 증기흐름으로 되어 있다. 각각의 트레이는 트레이의 상부면을 가로질러 흐르는 액체흐름과 상호작용할 수 있도록 증기흐름이 트레이를 관통하여 수직하는 다수의 증기통로를 구비한다. 이와 같은 다수의 트레이는 일반적으로 동체의 내부면에 용접되고 트레이의 외부가장자리부에 놓여져 있는 지지링으로 수직되게 떨어져서 지지된다.
물질전달용 칼럼을 개조하는 동안에, 종종 연속적인 트레이 사이의 수직공간을 변화시킬 필요가 있다. 하지만, 현재의 지지링을 제거하고 칼럼형 동체(colunm shell)에 바람직한 위치에 새로운 지지링을 용접하기 위해서는 상당한 시간과 노력이 필요하다. 덧붙여서, 노후된 지지링을 절단하고 새로운 지지링을 용접하는 공정은 가연성 유체 또는 잔여물이 칼럼 내에 여전히 현존하고 있거나 칼럼형 동체(胴體)의 구조적 무결성이 약해지면서 위험성을 내포하게 되며 또한 이와는 달리 절단과 용접으로 악영향을 받게 된다. 칼럼의 후개조 응력제거(post-revamp stress relieving) 및 압력시험은 지지링의 교체 후에 칼럼이 사용하는 동안에 안정성을 확보하는 데에 필요하다. 칼럼의 이 후개조 응력제거 및 압력시험은 추가적인 비용이 발생하고 개조된 칼럼에서 지지링의 교체를 지연시킨다.
지지링의 갯수를 줄이기 위해서, 지지링은 교체된 칼럼형 동체 뿐만 아니라 새로운 칼럼에 용접되어야만 하며, 알려진 대로 지지링은 칼럼형 동체에 용접되지 않은 하나 이상의 수직되게 근접해 있는 지지링을 지지하는 칼럼형 동체에 용접되어 사용된다. 받침대(pedestal)로 알려진 수직로드는 용접된 지지링에서 정위치까지 위로 향해 뻗고 칼럼형 동체와 용접되지 않은 가로놓여진 지지링을 지지한다. 이러한 방식으로 지지될 지지링은 확장, 부유 또는 대체형 지지링으로 알려져 있으며 이의 사용이 칼럼 내에서 지지링을 설치하는 데에 필요한 시간과 노력을 상당히 줄일 수 있다.
부유 또는 대체형 지지링의 사용으로 야기되는 문제점은 지지링과 칼럼형 동체 사이에 수밀성을 획득하기 어렵다는 것이다. 지지링과 칼럼형 동체 사이에서 약간의 누수가 허용되면, 둥글지 않은 칼럼형 동체 또는 지지링이 허용하지 않는 유체누수 수치를 야기하여 칼럼의 성능에 막대한 영향을 끼친다. 이러한 틈새를 최소화하기 위한 시도로 원주방향으로 확장될 수 있는 부유 또는 대체형 지지링을 사용하기도 한다. 이와 같은 확장이능하는 지지링은 일반적으로 확장링으로 알려져 있으며 하나 이상의 불완전한 링 분절부(ring segment)로 되어 있다. 90°플랜지는 링 분절부의 한쪽 끝에서 방사상으로 뻗고 겹쳐진 90°플랜지는 링 분절부의 인접한 끝의 상단 가장자리부에서 아래방향으로 뻗는다. 겹쳐진 90°플랜지는 수평부와 하향부를 구비한다. 미리 선택된 길이를 갖는 수평부는 결합될 링 분절부의 한쪽 끝에서 미리 선택된 거리로 하향부와 공간을 두고 배치된다. 볼트는 2개의 90°플랜지의 겹쳐지는 부분을 관통하여 뻗고, 너트가 플랜지의 맞은편 쪽에서 볼트를 죄이면, 플랜지가 서로 가까와지면서 링 분절부의 원주에서 확장한다.
전술된 확장링의 구조적인 문제점은 너트가 죄여져 링의 확장을 야기시켜서 플랜지가 90°방향으로 변형된다는 것이다. 플랜지의 변형에 한계를 갖는바, 링은 칼럼형 동체의 내부면에 대해 밀봉할 수 있도록 확장될 수 있다. 플랜지가 이러한 변형을 억제하기 위해 두꺼운 게이지소재로 형성될 수 있도록, 설치동안에 칼럼 내에서 더욱 쉽게 이행될 수 있기 때문에 가벼운 게이지소재를 일반적으로 사용하는 것이 바람직하다. 플랜지를 위한 두꺼운 소재를 사용하므로써 이러한 소재가 쉽게 구매될 수 없기 때문에 공급상의 문제를 갖는다. 전술된 확장링이 2개 이상의 링 분절부로 형성되면, 확장링이 정확하게 조립될 수 있게 분절부가 설치되는 각각의 분절부는 정확히 방향설정되고 설치자는 더욱 조심해야만 한다.
따라서, 확장링은 종래의 확장링을 통해 일반적으로 성취되는 것보다 칼럼형 동체에 대해서 더욱 밀봉할 수 있도록 확장되어야 하는 필요성을 갖는다. 확장링은 링의 끝과 링 분절부 사이의 틈새를 통과하여 흐르는 다량의 유체를 허용하지 않도록 최초 설치에서 완전하게 확장된 피스톤의 이동범위를 제공해야 하는 필요성을 갖는다. 다중의 링 분절부를 갖춘 확장링은 확장링의 조립을 용이하게 하도록 하나 이상의 조립체와 조립되어야 하는 필요성을 갖는다.
한 일례에서, 본 발명은 칼럼 내에서 개방된 내부영역을 형성하는 칼럼형 동체를 갖춘 물질전달용 칼럼에 사용될 확장링에 관한 것이다. 확장링은 칼럼의 내부영역에 배치될 증기-액체 접촉트레이에 놓여 지지된다. 확장링은 수직부와 이 수직부의 상단 가장자리부에서 내부를 향해 방사상으로 뻗은 트레이 지지플랜지로 이루어진다. 확장링은 이 확장링의 수직부와 트레이 지지플랜지에 개방부 또는 절단부를 형성하는 제1단부와 제2단부를 갖춘다. 익스펜더(expander)는 확장링의 제1단부와 제2단부를 결합한다. 익스펜더가 떨여져 있는 제1단부와 제2단부에 강제로 힘을 가하면 확장링의 원주가 증가하게 되어 칼럼형 동체의 내부면에 대해 확장링을 밀봉하게 된다. 밀봉플레이트는 확장링의 절단부를 차폐할 수 있도록 위치된다. 칼럼형 동체에 고정된 지지링은 확장링으로 지지링에 부하를 전달하도록 지지링과 확장링 사이에서 뻗은 수직받침대와 확장링 위 또는 아래에 위치된다.
익스펜더는 확장링의 제1단부에 고정될 제1브래킷과 제2단부에 고정될 제2브래킷으로 이루어지되, 나사부재는 제1 및 제2브래킷을 관통하여 뻗고, 한쌍의 너트가 상기 나사부재(50)를 조인다. 너트는 제1 및 제2브래킷에 대해서 개별적으로 회전가능하게 별도로 힘을 가하여서 칼럼형 동체의 내부면에 대해서 확장링이 팽창할 수 있게 한다. 제1 및 제2브래킷은 바람직하기로 확장링의 수직부부에 용접되며 밀봉플레이트는 확장링의 트레이 지지플랜지에 절단부를 밀폐하도록 나사부재에 위치되는 것이 바람직하다.
다른 일례에서, 본 발명은 전술된 확장링을 사용하는 증기-액체 접촉트레이를 지지하는 방법에 관한 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 구조화된 확장링을 지지하는 증기-액체 접촉트레이를 도시하기 위해 수평으로 취해진 물질전달용 칼럼의 상부평면도이다.
도 2는 확장링 아래에 놓여진 접촉트레이의 일부와 도 1의 원호부로 도시된 칼럼의 부분확대도이다.
도 3은 화살표방향으로 도 2의 3-3선을 따라 수직으로 취해진 칼럼의 개략적인 측단면도이다.
도 4는 도 3의 확대도로서 본 발명의 확장메카니즘을 보여주는 칼럼의 개략적인 측단면도이다.
도 5는 화살표방향으로 도 4의 5-5선을 따라 수직으로 취해진 확장메카니즘의 확대도이다.
도 6은 본 발명에 따른 익스펜더를 갖춘 확장링의 상부평면도이다.
최초 상세하게 표기된 도 1 및 도 2를 참조로 하여, 물질전달용 칼럼은 참조부호 10으로 표기되며 외부 실린더형상의 칼럼형 동체(16)로 형성된 개방된 내부영역(14) 내에서 수직방향으로 서로 이격되어 지지된 다수의 증기-액체 접촉트레이(12)를 구비한다. 칼럼(10)은 이 칼럼(10)의 내부영역(14) 내로 흐르는 유체흐름들 사이에서 물질전달 또는 열전달을 발생하는 유형으로 되어 있다. 이러한 칼럼은 아래로 흐르는 하나 이상의 액체흐름과 수직하는 하나 이상의 증기흐름 사이에서 물질전달에 영향을 끼친다. 선택가능하기로, 유체흐름은 액체흐름 또는 가스흐름과 액체흐름일 수 있다. 접촉트레이(12)는 유체흐름이 칼럼(10) 내로 흐르기 때문에 유체흐름 사이에서 접촉을 용이하도록 사용된다.
유체흐름은 칼럼(10)의 높이를 따라서 적절하게 위치된 임의의 다수의 공급선(도시되지 않음)을 관통하여 칼럼(10)으로 안내된다. 또한, 하나 이상의 증기흐름은 하나의 공급선을 지나 칼럼(10) 내로 주입되는 것보다 칼럼(10) 내에서 발생될 수 있다. 칼럼(10)은 통상적으로 증기생성물 또는 부생성물을 제거하는 오버헤드라인overhead line)과 칼럼(10)에서 액체생성물 또는 부생성물을 제거하는 바닥흐름용 테이크오프라인(takeoff line)을 구비한다. 다양한 공급 및 제거라인, 뿐만 아니라 칼럼용 구성부재가 통상적으로 도시되되, 환류라인, 뒤끓임장치(reboiler), 응축기, 증기혼(vapor horn) 등은 본 발명의 이해에 불필요하기에 도시되지 않는다.
접촉트레이(12)는 종래의 구조와 유사하게 증기-액체 상호작용이 발생하는 트레이덱(18;tray deck)과 이 트레이덱(18)에서 아래에 놓여진 접촉트레이(12)까지 액체를 운반하는 하나 이상의 하강관(20;downcomer)으로 이루어진다. 트레이덱(18)은 다수의 증기통로(22)를 구비하여 증기를 트레이덱(18)을 관통하여 윗방향으로 수직시켜 트레이덱(18)의 상부면을 가로질러 흐르는 액체와 혼합한다. 증기통로(22)는 체상홀(sieve hole)과 고정 및 이동밸브와 같은 다양한 형태로 될 수 있다. 하강관(20)은 트레이덱(18)의 양 끝에서 아래로 향해 뻗은 2개의 측면하강관을 구비하며 측면하강관 사이에서 일정하게 이격된 3개의 중간하강관을 구비한다. 하강관(20)의 갯수와 특정한 구조형상은 적용예에 따라서 변형될 수 있다.
도 3에서, 지지링(24)은 칼럼형 동체(16)에 용접 또는 다른수단으로 고정되며 하나의 접촉트레이(12)의 원주가장자리부를 지지한다. 한 실시예에서, 지지링(24)은 칼럼형 동체(16)의 내부원주 둘레로 연속적이면서 차단되지 않는 방식으로 확장한다. 선택가능하기로, 지지링(24)은 일반적인 평편면에 이격되게 놓여져 있는 다수의 분절부를 형성하되, 분절부는 하나 이상의 하강관(20)이 점령한 영역을 관통하여 뻗지는 않는다. 이러한 방식으로, 지지링(24)은 하강관(20)을 관통하는 유체의 흐름을 방해하지 않는다.
본 발명에 따르면, 적어도 하나의 접촉트레이(12)는 확장링(26)으로 지지되며, 이 확장링은 칼럼형 동체에 용접된 지지링(24)으로 지지된다. 다수의 수직받침대 또는 로드(27)는 확장링(26)으로 지지링(24)에 부하를 전달하기 위해 지지링(24)과 확장링(26) 사이에서 고정되어 뻗는다. 로드(27) 사이의 갯수, 크기 및 이격간격은 확장링(26)에서 지지링(24)으로 이송되어야만 하는 부하로서 결정된다. 한 실시예에서 로드(27)는 실린더형상으로 되어 있으나 바람직하게는 다른 형상일 수 있다. 예컨대, 로드(27)는 V자형상으로 굴곡된 편평한 스톡(stock)으로 형성될 수 있다. 바람직하기로, 로드(27)는 접촉트레이(12)의 원주가장자리부와 칼럼형 동체(16) 사이의 공간에서 칼럼형 동체(16)와 근접하게 위치되어, 절단부가 로드(27)를 수용하는 접촉트레이(12)의 가장자리부에 제공되지 않는다. 일반적으로, 확장링(26)과 결합된 접촉트레이(12)는 로드(27)로 전달될 부하를 이송하도록 용접된 지지링(24) 위로 놓여진다. 선택가능하기로, 확장링(26)은 부하를 이송하는 지지링(24) 아래에 놓여진다. 용접된 단일지지링(24)은 위아래로 놓여진 다중의 접촉트레이(12)를 위해 다중의 확장링(26)을 지지할 수 있다.
확장링(26)은 평면도에서는 원형으로 단면도에서는 뒤집혀진 L자형상으로 보여진다. 뒤집혀진 L자형상의 확장링(26)은 수직부(28)와 이 수직부(28)의 상단 가장자리부에서 내부를 향해 방사상으로 뻗고 일체로 되어 있는 트레이 지지플랜지(30)로 형성된다. 확장링(26)은 확장링(26)에 확장절단부(36)로 형성된 적어도 2개의 인접한 분절단부(32,34)를 구비한다. 익스펜더(38)는 분절단부(32,34)와 병합되고 확장링(26)의 원주를 증가시키기 위해 분절단부(32,34)와 이격되게 힘을 가해 아래에 기술될 방식으로 작동되어서, 확장링(26)이 칼럼형 동체(16)의 내부면을 확실하게 밀봉한다. 확장링(26)에 사용될 다수의 확장절단부(36)와 익스펜더(38)는 특정설치요건에 맞춰 변형될 수 있다. 예컨대, 도 6에 도시된 바와 같이 단일확장절단부(36)와 익스펜더(38)가 사용된다. 다른 적용예에서, 도 2와 도 3으로 도시되었듯이 확장링(26)은 각각의 링 분절부(40) 내의 중간위치에 제공될 확장절단부(36)와 익스펜더(38)를 갖춘 다중의 링 분절부(40)로 분할된다. 각 링 분절부(40)의 맞주보는 단부(42,44)는 구조적 구성부재와 인접하여 수직방향으로 뻗은 볼트바아(46)가 칼럼형 동체(16)에 용접되고 하강관(20)을 지지하는 데에 사용된다.
도 4에 도시된 바와 같이, 익스펜더(38)는 확장링(26)의 분절단부(32,34)에 용접 또는 다른 수단으로 고정된 L자형상의 브래킷(48)과 각 브래킷(48)의 수직레그(52)에 형성된 구멍(51)을 수평하게 관통하여 뻗어 있는 볼트 또는 나사를 형성한 스터드의 형태로 된 나사부재(50)로 이루어져 있다. 나사부재(50)는 브래킷(48)의 수직레그(52)의 접촉면에 대해 반대방향으로 독립적으로 회전되게 위치된 한쌍의 너트(54)로 죄여진다. 이러한 방식에서 너트(54)의 조율이 확장되어 절단부(36)에 형성된 틈새를 야기하는 브래킷(48)에 가해질 확장력으로 확장링(26) 또는 링 분절부(40)의 원주를 증가시킨다. 확장링(26) 또는 링 분절부(40)의 원주증가는 확장링(26) 또는 링 분절부(40)가 확장링(26)과 칼럼형 동체(16) 사이로 유체의 흐름을 차단하거나 방해하는 칼럼형 동체(16)의 내부면에 대해 밀봉한다.
L자형상의 브래킷(48)은 확장링(26)의 수직부(28)의 내부면에서 방사상으로 장착되고 방향설정되어 브래킷(48)의 수직레그(52)가 절단부(36)와 이 절단부(36)에서 떨어져서 뻗은 각 브래킷(48)의 수평레그(56)에서 약간 이격된다. 인접한 브래킷(48)의 수평레그(56)는 반대방향으로 뻗을 뿐만 아니라 연결된 수직레그(52)의 반대쪽 단부에 위치된다. 도 3으로 도시되었듯이, 각각의 링 분절부(40)는 분절단부(32,34)에서 링 분절부(40)의 양 단부(42,44)에 위치된 제2브래킷(48)을 조인다. 각 링 분절부(40)의 양 단부에서 브래킷(48)은 수평레그(56)가 서로를 향해 뻗고 부착될 수 있도록 수직레그(52)의 반대쪽 단부에 위치되도록 방향설정된다. 이러한 방식으로 브래킷(48)을 위치시켜, 익스펜더(38)로 결합될 링 분절부(40)는 설치동안에 왼쪽에서 오른쪽으로 위치교환될 수 있다. 그러므로, 링 분절부(40)의 설치는 설치자가 링 분절부(40)의 올바르게 종단간 위치선정을 결정할 필요가 없기 때문에 더욱 빠르게 처리될 수 있다.
도 4 및 도 5에서, 각 브래킷(48)의 상단부는 절단부(36)가 확장링(26)의 트레이 지지플랜지(30)에 만들어낼 틈새를 차단하는 기능을 갖는 밀봉플레이트(58)를 수용하는 트레이 지지플랜지(30) 아래로 충분히 떨어져 있다. 밀봉플레이트(58)는 일반적으로 L자형상이고 밀봉부(62)에서 수직방향으로 상호연결된 장착부(60)를 구비한다. 장착부(60)는 선택된 구멍(64,65) 중 하나를 관통하여 삽입된 나사부재(50)를 허용할 수 있는 크기를 갖춰 나란하게 배열된 한쌍의 구멍(64,65)을 구비한다. 밀봉플레이트(58)가 나사부재(50)에 장착되면, 밀봉부(62)의 상부면은 트레이 지지플랜지(30)의 하부면과 인접하고 밀봉부의 방사상으로 뻗는 외부가장자리부는 확장링(26)의 수직부(28)의 내부면에 인접한다. 밀봉부(62)는 절단부(36)를 관통하는 유체통로를 밀봉하도록 트레이 지지플랜지(30)에 절단부(36)로 만들어진 틈새에 완전하게 걸쳐지도록 수평하게 충분한 거리로 뻗는다.
밀봉플레이트(58)는 나사부재(50)의 길이부를 따른 다중위치에서 나사부재(50)에 후퇴가능하게 장착될 수 있다. 제1위치는 도 4에 도시되되 장착부(60)는 나사부재(50)의 볼트헤드(66)와 브래킷(48)의 수직레그(52)의 한쪽 면 사이에 위치된다. 제2위치에서, 밀봉플레이트(58)의 장착부(60)는 브래킷(48)의 수직레그(52)의 반대쪽 면과 인접한 너트(54) 사이로 위치될 수 있다. 2개의 제1위치와 제2위치에서, 밀봉플레이트(58)의 밀봉부(62)는 절단부(36)를 덮도록 제1방향으로 뻗는다. 선택가능하기로, 제3위치에서 밀봉플레이트(58)는 절단부(36)에 인접한 다른 너트(54)와 다른 브래킷(48)의 수직레그(52)의 인접면 사이에 후퇴가능하게 장착될 수 있다. 제3위치에서, 나사부재는 다른 구멍(65)을 관통하여 뻗고 밀봉플레이트(58)의 밀봉부(62)는 절단부(36)를 덮는 반대쪽 방향으로 뻗는다. 밀봉플레이트(58)가 나사부재(50)의 다중위치에 설치될 수 있기 때문에, 밀봉플레이트(58)의 설치는 쉽고 빠르게 진행될 수 있다. 볼트헤드(66)는 밀봉플레이트(58)가 제1위치에 장착될 때에만 필요로 한다. 유사하게는, 나사부재(50)의 반대쪽 단부에 위치된 너트(68)는 선택사항이고 필요에 따라 생략될 수도 있다.
밀봉플레이트(58)에 나란하게 위치된 구멍(64)은 링(26)이 확장하는 동안에 익스펜더(38)로 만들어진 장착아암을 줄이기 위해 칼럼형 동체(16)에 인접하게 위치된 나사부재(50)를 허용한다. 이러한 방식에서, 상당한 힘이 브래킷(48)에 가해질 수 있되, 브래킷(48)의 변형을 야기하지 않고서 칼럼형 동체(16)에 대해 확장링(26)이 완전하게 밀봉하도록 너트(54)를 조율한다. 각각의 익스펜더(38)는 확장링(26)의 원주확장을 허용하는 한편, 밀봉플레이트(58)는 바람직하지 않은 유체의 흐름을 허용하지 않도록 절단부(36)에 틈새를 폐쇄한다.
본 발명에 따른 증기-액체 접촉트레이(12)의 지지는 증기-액체 접촉 트레이(12) 중 하나의 아래에 확장링(26)의 하나 이상의 링 분절부(40)을 위치시켜 성취된다. 적어도 하나의 익스펜더(38)는 분절단부(32,34)에 고정된 브래킷(48)의 수직레그(52)에 구멍(51)을 지나 나사부재(50)를 삽입하여 확장링(26)의 인접한 2개의 분절단부(32,34)에 부착된다. 나사부재(50)의 너트(54)는 브래킷(48)의 수직레그(52)의 접촉면에 대해 지지보유하고 서로에 대해 회전된다. 이는 확장링(26)의 원주를 증가시켜 칼럼형 동체(16)의 내부면에 대해서 밀봉토록 한다. 확장링(26)의 확장은 확장링(26)에 절단부(36)의 크기를 증가시키게 한다. 나사부재(50)에 위치된 밀봉플레이트(58)는 절단부(36)를 차단하고 절단부(36)를 관통하는 유체경로를 방해한다.
확장링(26)은 확장링(26) 위 또는 아래에 위치되고 칼럼형 동체(16)에 고정된 지지링(24)으로 지지된다. 수직로드(27)는 지지링(24)과 확장링(26) 사이로 뻗고 고정되어 확장링(26)으로 이송된 부하가 지지링(24)에 전달된다.
전술되었듯이, 본 발명은 구조체가 갖고 있는 다른 장점들과 여기서에 기술된 목적을 성취할 수 있다.
본 발명에서 특정한 특징과 보조적인 조합이 이용되고 다른 특징과 보조적인 조합을 참조하지 않고 사용될 수 있다. 이는 본 발명의 범주 내에서 심사숙고되어야 한다.
많은 실현가능한 실시예들이 본 발명의 범주에서 벗어나지 않게 실시되며, 명백한 이해를 돕기 위한 첨부도면은 단지 보여질 뿐이며 형성된 의미를 갖지는 않는다.

Claims (21)

  1. 내부면을 갖추고 개방된 내부영역(14)을 형성하는 칼럼형 동체(16)와;
    칼럼(10)의 개방된 내부영역(14) 내에 배치된 적어도 하나의 증기-액체 접촉트레이(12);
    상기 적어도 하나의 증기-액체 접촉트레이(12) 아래에 놓여지되, 절단부(36)를 형성하는 제1분절단부(32)와 제2분절단부(34)를 갖추며, 수직부(28)와 상기 수직부(28)의 상단부에서 내부를 향해 방사상으로 뻗은 트레이 지지플랜지(30)를 구비하고, 상기 트레이 지지플랜지(30)는 상기 증기-액체 접촉트레이(12)를 위한 지지면을 제공하도록 되어 있는 확장링(26);
    적어도 하나의 지지링(24)을 구비하되, 이 적어도 하나의 지지링(24)은 상기 적어도 하나의 증기-액체 접촉트레이(12) 아래에 놓이고 상기 칼럼형 동체(16)에 고정되며, 상기 적어도 하나의 지지링(24)과 상기 확장링(26) 사이로 뻗은 다수의 로드(27)에 고정되어 있어서, 이 다수의 로드(27)가 상기 확장링(26)에 의해 이송되는 부하를 지지링(24)으로 전달하도록 구성되어 있는 적어도 하나의 지지링(24);
    상기 확장링(26)의 제1분절단부(32)와 제2분절단부(34)에 결합되되, 제1분절단부(32)에 고정된 제1브래킷(48)과 제2분절단부(34)에 고정된 제2브래킷(48)으로 이루어지고, 나사부재(50)가 상기 제1 및 제2브래킷(48)을 관통하여 뻗으며 한쌍의 너트가 상기 나사부재(50)를 죄이며 상기 칼럼형 동체(16)의 내부면에 대해서 확장링(26)이 확장될 수 있게 서로 떨어져 있는 제1 및 제2분절단부(32, 34)에 힘을 가해 제1 및 제2브래킷(48)에서 회전하는 익스펜더(expender, 38); 및
    상기 나사부재(50)로 죄여지고 상기 확장링(26)의 트레이 지지플랜지(30)에 상기 절단부(36)를 차단하도록 위치된 적어도 하나의 밀봉플레이트(58);로 이루어진 물질전달용 칼럼(10).
  2. 제1항에 있어서, 상기 확장링(26)은 상기 절단부(36) 중 하나 이상을 형성하는 다수의 링 분절부(40)로 분할되고 상기 익스펜더(38) 중 하나는 2개 이상의 절단부(36)와 연결되어 있는 칼럼.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1브래킷(48)은 수직레그(52)와 수평레그(56)로 이루어지고 상기 제2브래킷(48)은 수직레그(52)와 수평레그(56)로 이루어지며, 상기 나사부재(50)가 상기 제1 및 제2브래킷(48)의 상기 수직레그(52)에 구멍을 관통하여 뻗어 있는 칼럼.
  4. 제3항에 있어서, 상기 제1 및 제2브래킷(48)의 상기 수평레그(56)는 상기 수직레그(52)의 양 단부에서 서로 떨어져 뻗어 있는 칼럼.
  5. 제4항에 있어서, 상기 밀봉플레이트(58)는 L자형상이고, 상기 나사부재(50)로 죄여질 장착부(60)와 상기 확장링(26)의 트레이 지지플랜지(30)에 상기 절단부(36)를 덮어 쒸우는 밀봉부(62)로 이루어진 칼럼.
  6. 제2항에 있어서, 상기 다수의 링 분절부(40)에서, 상기 링 분절부(40)는 링 분절부(40)의 한쪽 단부에 상기 제1브래킷(48)의 하나와 링 분절부(40)의 다른쪽 단부에 상기 제2브래킷(48)의 하나를 구비하고, 상기 링 분절부(40)에서 제1 및 제2브래킷(48)은 수평레그(56)들과 수직레그(52)들을 구비하되, 상기 수평레그(56)들은 상기 수직레그(52)들의 양 단부에서 반대방향으로 뻗어 있는 칼럼.
  7. 제1항에 있어서, 상기 지지링(24)은 상기 확장링(26) 아래로 위치되는 칼럼.
  8. 제1항에 있어서, 상기 지지링(24)은 상기 확장링(26) 위로 위치되는 칼럼.
  9. 제5항에 있어서, 상기 밀봉플레이트(58)는 상기 나사부재(50)로 후퇴가능하게 죄여지도록 상기 밀봉플레이트(58)를 허용하는 상기 장착부(60)에서 이격되어 배열된 구멍을 구비한 칼럼.
  10. 칼럼형 동체(16)의 내부면으로 형성된 개방된 내부영역 내에 증기-액체 접촉트레이(12)를 지지하는 물질전달용 칼럼(10)에 위치되되,
    수직부(28), 및 상기 칼럼형 동체(16) 내에 위치되면 상기 증기-액체 접촉트레이(12)를 위한 지지면을 제공하기 위해 상기 수직부(28)의 상단부에서 내부를 향해 방사상으로 뻗은 트레이 지지플랜지(30)와;
    절단부(36)를 형성하는 제1분절단부(32)와 제2분절단부(34);
    상기 제1분절단부(32)와 제2분절단부(34)와 연결되어, 상기 제1분절단부(32)에 고정된 제1브래킷(48)과 제2분절단부(34)에 고정된 제2브래킷(48)으로 이루어지며, 나사부재(50)가 상기 제1 및 제2브래킷(48)을 관통하여 뻗고, 한쌍의 너트(54)가 상기 나사부재(50)를 죄여 상기 칼럼형 동체(16)의 내부면에 대해서 확장하는 확장링(26)을 위해 상기 제1 및 제2분절단부(32, 34)에 힘을 가해 상기 제1 및 제2브래킷(48)에서 회전하는 익스펜더(38) 및;
    상기 트레이 지지플랜지(30)에 상기 절단부(36)를 차단하도록 상기 나사부재(50)에 위치되는 밀봉플레이트(58);로 이루어진 확장링.
  11. 제10항에 있어서, 상기 제1브래킷(48)은 수직레그(52)와 수평레그(56)로 이루어지고 상기 제2브래킷(48)은 수직레그(52)와 수평레그(56)로 이루어지며, 상기 나사부재(50)는 제1 및 제2브래킷(48)의 상기 수직레그(52)에 구멍을 관통하여 뻗는 확장링(26).
  12. 제11항에 있어서, 상기 제1 및 제2브래킷(48)의 상기 수평레그(56)는 상기 수직레그(52)의 양 단부에서 서로 떨어져 뻗어 있는 확장링.
  13. 제12항에 있어서, 상기 밀봉플레이트(58)는 L자형상이고 상기 나사부재(50)로 죄여질 장착부(60)와 트레이 지지플랜지(30)에 상기 절단부(36)를 덮어 씌우는 밀봉부(62)로 이루어진 확장링(26).
  14. 제13항에 있어서, 상기 확장링(26)은 상기 절단부(36) 중 하나 이상을 형성하는 다중의 링 분절부(40)으로 분할되고 상기 익스펜더(38) 중 하나는 적어도 몇몇의 상기 절단부(36)와 병합되어 있는 확장링(26).
  15. 제14항에 있어서, 상기 다수의 링 분절부(40)에서, 상기 링 분절부는 링 분절부의 한쪽 단부에 상기 제1브래킷(48)의 하나와 링 분절부(40)의 다른쪽 단부에 상기 제2브래킷(48)의 하나를 구비하고, 상기 링 분절부에 제1 및 제2브래킷의 수평레그(56)가 상기 수직레그(52)의 양 단부에서 반대방향으로 뻗는 확장링.
  16. 제14항에 있어서, 상기 밀봉플레이트(58)는 상기 나사부재(50)에 의해 후퇴가능하게 죄여지도록 상기 밀봉플레이트(58)를 허용하는 상기 장착부(60)에서 이격되어 배열된 구멍을 구비한 확장링.
  17. 개방된 내부영역(14)을 형성하는 내부면을 갖춘 칼럼형 동체(16)를 구비한 물질전달용 칼럼(10)에 증기-액체 접촉트레이(12)를 지지하는 방법에 있어서,
    확장링(26)에 절단부(36)를 형성하는 제1 및 제2분절단부(32, 34)를 갖추되, 상기 증기-액체 접촉트레이(12) 아래에 적어도 하나의 확장링(26)을 위치하는 단계와;
    익스펜더(38)가 상기 제1분절단부(32)에 부착된 제1브래킷(48)과 상기 제2분절단부(34)에 부착된 제2브래킷(48)으로 이루어지며 나사부재(50)가 상기 제1 및 제2브래킷(48)을 관통하여 뻗어 있되, 확장링(26)의 제1 및 제2분절단부(32, 34)에 적어도 하나의 익스펜더(38)를 장착하는 단계;
    상기 칼럼형 동체(16)의 내부면에 대해 상기 확장링(26)을 확장하도록 상기 익스펜더(38)를 사용하여 떨어져 있는 제1 및 제2분절단부(32, 34)에 힘을 가하는 단계 및;
    상기 나사부재(50)로 죄여질 밀봉플레이트(58)를 사용하여 확장링(26)의 상기 절단부(36)의 수평부를 차단하는 단계;를 포함하는 개방된 내부영역(14)을 형성하는 내부면을 갖춘 칼럼형 동체(16)를 구비한 물질전달용 칼럼(10)에 증기-액체 접촉트레이(12)를 지지하는 방법.
  18. 제17항에 있어서, 떨어져 있는 상기 제1 및 제2분절단부(32, 34)에 힘을 야기할 수 있게 제1 및 제2브래킷(48)에 대해서 상기 나사부재(50)를 죄이도록 너트(54)를 조율하는 단계를 포함하는 방법.
  19. 제17항에 있어서, 칼럼형 동체(16)의 내부면에 고정된 지지링(24)에서 상기 확장링(26)을 수직되게 이격시키는 단계와 상기 확장링(26)으로 죄여질 부하를 지지링(24)으로 전달하도록 지지링(24)과 확장링(26)에 다수의 로드(27)의 양 단부를 고정하는 단계를 포함하는 방법.
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