KR101295374B1 - 황-요오드 수소생산공정용 황산용액 이송장치 - Google Patents

황-요오드 수소생산공정용 황산용액 이송장치 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 황-요오드 수소생산공정용 황산용액 이송장치는, 황-요오드 수소생산공정에서 고온 부식성 액체인 황산용액을 정량 급액 이송시키기 위해, 내산성 재질로 이루어져서 상기 황산용액을 펌핑시키도록 구성된다.
구체적으로, 본 발명은 황산용액을 이송시키는 이송력을 제공하는 펌프부; 및 상기 펌프부와 연결되어, 상기 황산용액을 일방향으로만 이송시키는 체크밸브;를 포함하며, 상기 펌프부는, 일단부가 상기 체크밸브와 연통되는 벨로우즈 박스; 상기 벨로우즈 박스 내에 배치되며, 상기 벨로우즈 박스의 타단부에 고정되어 상기 벨로우즈 박스의 일단부 측으로 확장가능한 벨로우즈; 및 상기 벨로우즈를 확장 및 수축시키는 구동유니트;를 포함하여, 상기 벨로우즈가 수축시 상기 황산용액을 상기 체크밸브로부터 상기 벨로우즈 박스 내 상기 벨로우즈 외부로 유입시키고, 확장시 상기 황산용액을 상기 벨로우즈 박스로부터 상기 체크밸브로 펌핑한다.

Description

황-요오드 수소생산공정용 황산용액 이송장치{Apparatus for transporting sulfuric acid solution of a sulfur-lodine hydrogen production process}
본 발명은 황산용액 이송장치로서, 고온 부식성 액체인 황산용액을 정량 급액 이송시키는 황-요오드 수소생산공정용 황산용액 이송장치에 관한 것이다.
도 1은 원자력 수소생산을 위한 공정 중 황산농축 및 분해단계의 공정도이고, 도 2는 기존의 펌프를 이용하여 황산용액을 이송하는 경우를 나타낸 공정도이다.
도면을 참조하면, 감압증류장치들이 직렬로 연결되어 배치되고, 각각의 감압증류장치상부에는 각각 제1 응축기 및 제2 응축기를 연결하여 물을 계속하여 응축시켜 다단증류장치로 주입하고, 탑하부는 각각 제1 재비기, 제2 재비기가 농축된 황산을 기화시켜 다단증류장치로 주입함으로써 수 개의 플래쉬 드럼과 응축기를 사용하지 않아도 황산농축이 연속으로 일어날 수 있도록 하여 제2 단위공정을 구성하였다.
이에 저농도의 황산 용액을 감압증류장치를 이용한 제2 단위공정에 적용하여 일정 중량% 이상의 황산을 생산할 수 있다.
그런데, 수소생산방법 중 황-요오드 열화학 수소 생산 공정 및 황-하이브리드 수소생산 공정에 있어서, 고온(230℃ 이상)의 황산용액(75 무게% 이상)을 저압(0.1기압)의 장치에서 고압(7기압 이상)의 장치로 정량 급액 이송시킬 수 있는 수단이 필요로 한다.
지금까지 알려진 정량 급액 펌프(metering pump)로는 벨로우즈 펌프, 피스톤 펌프, 다이아프람 펌프, 페리스탈틱 펌프, 실린지 펌프 등이 있으나 이들의 최대 운전 온도 허용범위는 100℃ 이하가 일반적이며 세라믹 피스톤 펌프의 경우 177℃까지 가능한 것으로 알려지고 있다.
이에 따라, 도 2에 도시된 바와 같이, 고온 부식성 액체를 강제냉각한 후 펌핑하며 이를 고온으로 다시 사용하고자 하는 경우에, 다시 가열하여 공급할 수밖에 없기 때문에 그 장치 및 공정에 있어서 한계점이 있다.
결과적으로, 고온의 부식성 액체인 황산용액을 고온인 상태로 안전하게 이송시킬 수 있는 장치개발의 필요성이 대두되고 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 고온 부식성 액체인 황산용액을 정량 급액 이송시키는 황-요오드 수소생산공정용 황산용액 이송장치를 제공하는 데에 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 황-요오드 수소생산공정용 황산용액 이송장치는, 황-요오드 수소생산공정에서 고온 부식성 액체인 황산용액을 정량 급액 이송시키기 위해, 내산성 재질로 이루어져서 상기 황산용액을 펌핑시키도록 구성된다.
구체적으로, 본 발명은 황산용액을 이송시키는 이송력을 제공하는 펌프부; 및 상기 펌프부와 연결되어, 상기 황산용액을 일방향으로만 이송시키는 체크밸브;를 포함한다.
여기에서, 상기 펌프부는, 일단부가 상기 체크밸브와 연통되는 벨로우즈 박스; 상기 벨로우즈 박스 내에 배치되며, 상기 벨로우즈 박스의 타단부에 고정되어 상기 벨로우즈 박스의 일단부 측으로 확장가능한 벨로우즈; 및 상기 벨로우즈를 확장 및 수축시키는 구동유니트;를 포함하여, 상기 벨로우즈가 수축시 상기 황산용액을 상기 체크밸브로부터 상기 벨로우즈 박스 내 상기 벨로우즈 외부로 유입시키고, 확장시 상기 황산용액을 상기 벨로우즈 박스로부터 상기 체크밸브로 펌핑하는 것이 바람직하다.
또 다른 측면으로서, 본 발명은 황산용액을 이송시키는 이송력을 제공하는 펌프부; 및 상기 펌프부와 연결되어, 상기 황산용액을 일방향으로만 이송시키는 체크밸브;를 포함하며, 상기 펌프부는, 일단부가 상기 체크밸브와 연통되는 벨로우즈 박스; 상기 벨로우즈 박스 내에 배치되며, 상기 벨로우즈 박스의 타단부에 고정되어 상기 벨로우즈 박스의 일단부 측으로 확장가능한 벨로우즈; 및 상기 벨로우즈를 확장 및 수축시키는 구동유니트;를 포함하여, 상기 벨로우즈가 수축시 상기 황산용액을 상기 체크밸브로부터 상기 벨로우즈 박스 내로 유입시키고, 확장시 상기 황산용액을 상기 벨로우즈 박스로부터 상기 체크밸브로 펌핑하도록 구성되며, 상기 벨로우즈의 확장 및 수축에 의해 발생되는 이송유량의 맥동현상을 제거하도록 상기 체크밸브와 연결된 맥동흡수기;를 더 포함하는 황-요오드 수소생산공정용 황산용액 이송장치가 제공된다.
이때, 상기 구동유니트는, 상기 벨로우즈 박스의 타단부 측에 배치된 기어박스; 상기 기어박스 내에 고정된 실린더; 상기 실린더 내부를 왕복운동하며, 일단부가 상기 벨로우즈 내측으로 연장된 후 상기 벨로우즈의 일단부와 연결되어 왕복운동시 상기 벨로우즈를 확장 및 수축시키는 피스톤; 및 상기 피스톤을 왕복운동시키는 동력수단;을 구비하는 것이 바람직하다.
아울러, 상기 동력수단은, 상기 벨로우즈의 확장 및 수축방향과 수직인 모터축을 가진 모터; 상기 모터축에 체결되어 상기 모터축과 연동되어 회전하는 웜휠; 상기 웜휠과 체결되어 상기 웜휠과 연동되어 회전하는 웜; 및 일단부가 상기 피스톤과 연결되며, 타단부가 상기 웜에 체결되어 상기 웜과 연동되어 회전하며, 일측부가 상기 벨로우즈 측으로 이동된 상태로 회전하면서 상기 피스톤을 상기 벨로우즈의 일단측으로 왕복운동시키는 회전판형 캠판;을 구비하는 것이 바람직하다.
이에 더하여, 상기 동력수단은, 상기 캠판의 일측부가 상기 벨로우즈 측으로 이동되도록, 상기 캠판의 일측부를 상기 벨로우즈 측으로 압박시키는 마이크로미터 헤드;를 더 구비하며, 상기 마이크로미터 헤드에 의해 상기 피스톤의 전후진 진폭이 조절되는 것이 바람직하다.
나아가, 상기 동력수단은, 상기 실린더 내로 연장배치되어 상기 피스톤과 연결되도록 절곡된 형상을 취하고, 일단부가 상기 피스톤의 타단부와 연결되고 타단부가 상기 캠판의 테두리부에 장착된 캠회전암;을 구비하는 것이 바람직하다.
이때, 상기 모터는, 상기 모터축의 회전수를 조절하도록, 교류모터인 경우 가변전압가변주파제어기가, 직류모터인 경우 직류전압제어기가 활용되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 동력수단은, 상기 기어박스 내에 설치된 베어링 홀더; 및 상기 모터축이 회전되면서 위치고정되기 위해, 상기 모터축을 감싸도록 상기 베어링 홀더에 장착된 베어링;을 구비할 수 있다.
그리고, 상기 벨로우즈는 테프론 재질로 이루어진 것이 바람직하다.
한편, 상기 펌프부는, 황산용액으로부터 외부로의 열손실을 방지하기 위해 절연체로 감싸진 상기 벨로우즈 박스에 설치되며, 상기 벨로우즈 내부와 연통된 냉각수 주입구 및 냉각수 배출구;를 더 포함하여, 냉각수가 상기 벨로우즈 내에 주입 및 배출되면서 상기 벨로우즈를 냉각시키도록 구성되는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 체크밸브는, 개방상단을 가진 상부챔버, 개방하단을 가진 하부챔버, 및 상기 상부챔버와 하부챔버를 연결하면서 상기 벨로우즈 박스의 일단부와 연통되는 연결유로관을 가진 밸브본체; 상기 상부챔버 내에 배치되어 상기 연결유로관을 덮는 상부체크볼; 및 상기 하부챔버 내에 배치되어 상기 개방하단을 덮는 하부체크볼;을 포함하여, 상기 벨로우즈의 수축시 상기 상부체크볼이 하강되어 상기 연결유로관이 폐쇄되고 상기 하부체크볼이 상승되면서 상기 개방하단이 개방됨에 따라, 상기 개방하단을 통해 상기 황산용액이 유입되어 상기 벨로우즈 박스 내로 이송되고, 상기 벨로우즈의 확장시 상기 상부체크볼이 상승되어 상기 연결유로관이 개방되고 상기 하부체크볼이 하강되면서 상기 개방하단이 폐쇄됨에 따라, 상기 황산용액이 상기 벨로우즈 박스로부터 나와서 상기 개방상단을 통해 유출되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 황-요오드 수소생산공정용 황산용액 이송장치는, 벨로우즈 박스 내에서 벨로우즈 외측으로 고온 부식성 액체가 흐르고 벨로우즈 내측으로는 냉각수가 흐르게 하면서 펌핑하도록 구성됨으로써, 200℃ 이상의 고온 부식성 액체 즉, 황산용액을 정량으로 이송할 수 있다.
또한, 벨로우즈 박스와 체크밸브가 분리되어 구성됨에 따라, 설치 및 유지/보수를 용이하게 할수 있다.
아울러, 맥동흡수기를 통해 유체의 이송시 유량의 섭동현상을 최소화할 수 있다.
나아가, 벨로우즈와 체크밸브의 동시 채용에 의해 공회전을 방지하면서 고압의 토출압(이송압)을 유지할 수 있는 효과를 가진다.
도 1은 원자력 수소생산을 위한 공정 중 황산농축 및 분해단계의 공정도이다.
도 2는 기존의 펌프를 이용하여 황산용액을 이송하는 경우를 나타낸 공정도이다.
도 3은 본 발명의 황-요오드 수소생산공정용 황산용액 이송장치를 이용하여 황산용액을 이송하는 경우를 나타낸 공정도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 황-요오드 수소생산공정용 황산용액 이송장치에서 펌프부를 나타낸 도이다.
도 5는 도 4의 펌프부를 나타낸 정단면도이다.
도 6은 도 4의 A-A선에 따른 단면도이다.
도 7은 도 4의 펌프부의 벨로우즈를 나타낸 도이다.
도 8은 도 4의 펌프부와 연통된 체크밸브를 나타낸 도이다.
도 9는 펌프부의 벨로우즈 왕복이행에 따른 체크밸브의 작동상태를 나타낸 도이다.
도 10은 도 8의 체크밸브와 연결된 맥동흡수기를 나타낸 도이다.
도 11은 도 4의 펌프부에서 벨로우즈 박스 내의 황산용액 및 벨로우즈 내의 냉각수 유동을 모델링으로 나타낸 도이다.
도 12는 벨로우즈의 직경이 15cm이고, 냉각수 주입구의 직경이 5cm인 경우, 벨로우즈 박스 내의 온도를 나타낸 해석결과이다.
도 13은 도 12의 구조에서 위치에 따른 테플론의 온도를 나타낸 해석결과이다.
도 14는 벨로우즈의 직경이 25cm이고, 냉각수 주입구의 직경이 7cm인 경우, 벨로우즈 박스 내의 온도를 나타낸 해석결과이다.
도 15는 도 14의 구조에서 위치에 따른 테플론의 온도를 나타낸 해석결과이다.
본 발명은 황-요오드 수소생산공정에서 고온 부식성 액체인 황산용액을 정량 급액 이송시키기 위해, 내산성 재질로 이루어져서 상기 황산용액을 펌핑시키도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
도 3은 본 발명의 황-요오드 수소생산공정용 황산용액 이송장치를 이용하여 황산용액을 이송하는 경우를 나타낸 공정도이다.
그리고, 도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 황-요오드 수소생산공정용 황산용액 이송장치에서 펌프부를 나타낸 도이며, 도 5는 도 4의 펌프부를 나타낸 정단면도이고, 도 6은 도 4의 A-A선에 따른 단면도이다.
또한, 도 7은 도 4의 펌프부의 벨로우즈를 나타낸 도이고, 도 8은 도 4의 펌프부와 연통된 체크밸브를 나타낸 도이다.
도면을 참조하면, 본 발명은 황산용액을 이송시키는 이송력을 제공하는 펌프부(20), 상기 펌프부(20)와 연결되어 황산용액을 일방향으로만 이송시키는 체크밸브(60)를 포함한다.
여기에서, 상기 펌프부(20)는 체크밸브(60)와 연통되는 벨로우즈 박스(21), 상기 벨로우즈 박스(21) 내에 설치된 벨로우즈(22), 상기 벨로우즈(22)를 확장 및 수축시키는 구동유니트(23)를 포함한다.
상기 벨로우즈 박스(21)는 일단부가 체크밸브(60)와 연통되도록 구성된다.
구체적으로, 벨로우즈 박스(21)는 일단부에는 연결플랜지(21a)가 형성되고, 체크밸브(60)는 연결유로관(65)에 연결플랜지(65a)가 형성되어 상기 연결플랜지들(21a)(65a)이 서로 체결됨으로써, 체크밸브(60)를 통과하는 황산용액이 벨로우즈 박스(21)로 유입된 후 펌핑되어 외부로 유출될 수 있도록 한다.
이와 같은 벨로우즈 박스(21)에는 벨로우즈(22) 내부와 연통된 냉각수 주입구(42) 및 냉각수 배출구(44)가 형성된다.
상기 냉각수 주입구(42)와 냉각수 배출구(44)를 통해, 냉각수가 벨로우즈(22) 내에 주입 및 배출되면서 벨로우즈 박스(21) 내에 유입되는 고온의 황산용액에 의해 온도가 높아지는 벨로우즈(22)를 냉각시킨다.
이는, 벨로우즈(22)의 운전 온도환경을 그 재질인 테프론의 연속 운전온도 한계로부터 여유를 갖도록 완화시킨다.
또한, 상기 벨로우즈(22)는 황산용액으로부터 외부로의 열손실을 방지하기 위해 절연체로 감싸진 벨로우즈 박스(21) 내에 배치되며, 벨로우즈 박스(21)의 타단부에 고정되어 벨로우즈 박스(21)의 일단부 측으로 확장가능하다.
이러한 벨로우즈(22)의 확장 및 수축을 위해 구동유니트(23)에 의해 구동력이 제공된다.
이에 따라, 상기 벨로우즈(22)가 수축시 황산용액이 체크밸브(60)로부터 벨로우즈 박스(21) 내 벨로우즈(22) 외부로 유입되고, 확장시 황산용액이 벨로우즈 박스(21)로부터 체크밸브(60)로 펌핑된다.
이와 같은 벨로우즈(22)는 내산성이 우수한 테프론 재질로 이루어진 것이 바람직하다.
이를테면 247℃의 98무게% 황산용액을 초당 24.6L씩 이송하는 경우, 25℃의 냉각수를 초당 3.9L씩 벨로우즈(22)의 안쪽으로 주입한다면 도면 16에서 보는 바와 같이 벨로우즈(22)의 최대온도가 87℃를 나타냄으로써, 테프론 벨로우즈(22)의 연속운전 허용온도 160℃ 이하를 유지할 수 있고, 목적으로 하는 고온 황산용액 이송장치의 건전성과 고온 황산용액 이송을 보장한다.
한편, 상기 구동유니트(23)는 벨로우즈 박스(21)의 타단부 측에 배치된 기어박스(24), 상기 기어박스(24) 내에 고정된 실린더(25), 상기 실린더(25) 내부를 왕복운동하는 피스톤(26), 상기 피스톤(26)의 왕복운동력을 제공하는 동력수단을 구비한다.
상기 피스톤(26)은 실린더(25) 내부를 왕복운동하며, 일단부가 벨로우즈(22) 내측으로 연장된 후 벨로우즈(22)의 일단부와 연결되어 왕복운동시 벨로우즈(22)를 확장 및 수축시키는 역할을 한다.
이와 같은 피스톤(26)은 동력수단에 의해 왕복운동되며, 상기 동력수단은 모터축(31a)을 가진 모터(31), 상기 모터축(31a)에 체결된 웜휠(33), 상기 웜휠(33)에 체결된 웜(32), 및 상기 웜(32)에 체결되며 일단부가 피스톤(26)과 연결된 캠판(34)을 구비한다.
구체적으로, 상기 모터(31)는 벨로우즈(22)의 확장 및 수축방향과 수직 배치된 모터축(31a)을 가진다.
이러한 모터(31)는, 모터축(31a)의 회전수를 조절하도록, 교류모터(31)인 경우 가변전압가변주파제어기가, 직류모터(31)인 경우 직류전압제어기가 활용되는 것이 바람직하다.
여기에서, 상기 모터축(31a)이 회전되면서 위치고정되기 위해, 베어링이 상기 모터축(31a)을 감싸도록 구성되며, 이때 상기 베어링은 기어박스(24) 내에 설치된 베어링 홀더에 장착된다.
또한, 상기 웜휠(33)은 모터축(31a)에 체결되어 모터축(31a)과 연동되어 회전하며, 웜(32)은 이러한 웜휠(33)과 체결되어 웜휠(33)과 연동되어 회전한다.
이때 감속비는 바람직하게, 1/12~1/120 이나 1/20~1/60이 채택될 수 있다.
아울러, 상기 캠판(34)은 회전되는 판형으로서, 일단부가 피스톤(26)과 연결되며 타단부가 웜(32)에 체결되어 웜(32)과 연동되어 회전하는데, 일측부가 벨로우즈(22) 측으로 이동된 상태로 회전하면서 피스톤(26)을 벨로우즈(22)의 일단측으로 왕복운동시키는 역할을 수행한다.
즉, 캠판(34)은 웜휠(33)의 회전운동을 수평왕복운동으로 전환할 수 있도록 한다.
그리고, 상기 동력수단은 캠판(34)의 일측부가 벨로우즈(22) 측으로 이동되도록, 캠판(34)의 일측부를 벨로우즈(22) 측으로 압박시키는 마이크로미터 헤드(36)를 더 구비한다.
이러한 마이크로미터 헤드(36)는 벨로우즈 박스(21)에 나사체결되어 있어서, 회전하면서 캠판(34)을 압박하여 밀게 된다.
이와 같은 마이크로미터 헤드(36)에 의해 피스톤(26)의 전후진 진폭이 조절된다.
또한, 동력수단은 캠회전암(35)을 구비하는데, 상기 캠회전암(35)은 실린더(25) 내로 연장배치되어 피스톤(26)과 연결되도록 절곡된 형상을 취하고, 일단부가 피스톤(26)의 타단부와 연결되고 타단부가 캠판(34)의 테두리부에 장착된다.
한편, 도 8은 도 4의 펌프부와 연통된 체크밸브를 나타낸 도이고, 도 9는 펌프부의 벨로우즈 왕복이행에 따른 체크밸브의 작동상태를 나타낸 도이다.
도면을 참조하면, 상기 체크밸브(60)는 상부챔버(63)와 하부챔버(64)를 가진 밸브본체(62), 상기 상부챔버(63)에 배치된 상부체크볼(68), 및 상기 하부챔버(64)에 배치된 하부체크볼(69)을 포함한다.
상기 밸브본체(62)는 개방상단(63a)을 가진 상부챔버(63), 개방하단(64a)을 가진 하부챔버(64), 및 상기 상부챔버(63)와 하부챔버(64)를 연결하면서 벨로우즈 박스(21)의 일단부와 연통되는 연결유로관(65)을 구비한다.
이때, 상기 상부체크볼(68)은 상부챔버(63) 내에 배치되어 연결유로관(65)을 덮도록 형성되고, 하부체크볼(69)은 하부챔버(64) 내에 배치되어 개방하단(64a)을 덮도록 형성된다.
여기에서, 펌프부(20)의 작동에 따른 체크밸브(60)의 동작을 살펴보기로 한다.
상기 벨로우즈(22)의 수축시 상부체크볼(68)이 하강되어 연결유로관(65)이 폐쇄되고 하부체크볼(69)이 상승되면서 개방하단(64a)이 개방됨에 따라, 개방하단(64a)을 통해 황산용액이 유입되어 상기 벨로우즈 박스(21) 내로 이송된다.
그리고, 상기 벨로우즈(22)의 확장시 상부체크볼(68)이 상승되어 연결유로관(65)이 개방되고 하부체크볼(69)이 하강되면서 개방하단(64a)이 폐쇄됨에 따라, 황산용액이 벨로우즈 박스(21)로부터 나와서 개방상단(63a)을 통해 유출된다.
상기와 같은 체크밸브(60)의 동작을 통해, 황산용액이 이송되는데 이때의 이송유량은 벨로우즈(22)의 진폭과, 모터(31)의 회전수 제어에 의해 이루어진다.
구체적으로, 상기 벨로우즈(22)의 진폭은 마이크로미터 헤드(36)에 의한 캠판(34)의 기울임 각도 조절을 통해서 이루어진다.
아울러, 가변전압가변주파제어기에 의한 교류모터(31) 회전수 또는 직류전압제어기에 의한 직류모터(31)의 회전수로 제어된다.
도 10은 도 8의 체크밸브와 연결된 맥동흡수기를 나타낸 도이다.
도면을 참조하면, 본 발명은 벨로우즈(22)의 확장 및 수축에 의해 발생되는 이송유량의 맥동현상을 제거하도록 상기 체크밸브(60)와 연결된 맥동흡수기(80)를 더 포함할 수 있다.
여기에서, 상기 맥동흡수기(80)는 맥동현상을 제거하는 기능을 가진 종래의 어떠한 맥동흡수기(80)도 활용될 수 있음은 물론이다.
한편, 본 발명의 냉각수 유동 및 벨로우즈 박스(21) 내부의 온도를, 하기의 도와 같이 상용 컴퓨터를 이용하여 안전운전 온도분포 검증 및 확인을 할 수 있다.
도 11은 도 4의 펌프부에서 벨로우즈 박스 내의 황산용액 및 벨로우즈 내의 냉각수 유동을 모델링으로 나타낸 도이며, 도 12는 벨로우즈의 직경이 15cm이고, 냉각수 주입구의 직경이 5cm인 경우, 벨로우즈 박스 내의 온도를 나타낸 해석결과이고, 도 13은 도 12의 구조에서 위치에 따른 테플론의 온도를 나타낸 해석결과이다.
또한, 도 14는 벨로우즈의 직경이 25cm이고, 냉각수 주입구의 직경이 7cm인 경우, 벨로우즈 박스 내의 온도를 나타낸 해석결과이고, 도 15는 도 14의 구조에서 위치에 따른 테플론의 온도를 나타낸 해석결과이다.
결과적으로, 본 발명은 벨로우즈 박스(21) 내에서 벨로우즈(22) 외측으로 고온 부식성 액체가 흐르고 벨로우즈(22) 내측으로는 냉각수가 흐르게 하면서 펌핑하도록 구성됨으로써, 200℃ 이상의 고온 부식성 액체 즉, 황산용액을 정량으로 이송할 수 있다.
또한, 벨로우즈 박스(21)와 체크밸브(60)가 분리되어 구성됨에 따라, 설치 및 유지/보수를 용이하게 할수 있다.
아울러, 맥동흡수기(80)를 통해 유체의 이송시 유량의 섭동현상을 최소화할 수 있다.
나아가, 벨로우즈(22)와 체크밸브(60)의 동시 채용에 의해 공회전을 방지하면서 고압의 토출압(이송압)을 유지할 수 있다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형 가능함은 물론이다.
20 : 펌프부 21 : 벨로우즈 박스
22 : 벨로우즈 23 : 구동유니트
24 : 기어박스 25 : 실린더
26 : 피스톤 31 : 모터
31a : 모터축 32 : 웜
33 : 웜휠 34 : 캠판
35 : 캠회전암 36 : 마이크로미터 헤드
42 : 냉각수 주입구 44 : 냉각수 배출구
60 : 체크밸브 62 : 밸브본체
63 : 상부챔버 63a : 개방상단
64 : 하부챔버 64a : 개방하단
65 : 연결유로관 68 : 상부체크볼
69 : 하부체크볼 80 : 맥동흡수기

Claims (14)

  1. 황산용액을 이송시키는 이송력을 제공하는 펌프부; 및 상기 펌프부와 연결되어, 상기 황산용액을 일방향으로만 이송시키는 체크밸브;를 포함하고,
    상기 펌프부는,
    일단부가 상기 체크밸브와 연통되는 벨로우즈 박스; 상기 벨로우즈 박스 내에 배치되며, 상기 벨로우즈 박스의 타단부에 고정되어 상기 벨로우즈 박스의 일단부 측으로 확장가능한 벨로우즈; 및 상기 벨로우즈를 확장 및 수축시키는 구동유니트;를 포함하고, 상기 벨로우즈가 수축시 상기 황산용액을 상기 체크밸브로부터 상기 벨로우즈 박스 내 상기 벨로우즈 외부로 유입시키고, 확장시 상기 황산용액을 상기 벨로우즈 박스로부터 상기 체크밸브로 펌핑하도록 구성되며,
    상기 구동유니트는,
    상기 벨로우즈 박스의 타단부 측에 배치된 기어박스; 상기 기어박스 내에 고정된 실린더; 상기 실린더 내부를 왕복운동하며, 일단부가 상기 벨로우즈 내측으로 연장된 후 상기 벨로우즈의 일단부와 연결되어 왕복운동시 상기 벨로우즈를 확장 및 수축시키는 피스톤; 및 상기 피스톤을 왕복운동시키는 동력수단;을 구비하는 것을 특징으로 하는 황-요오드 수소생산공정용 황산용액 이송장치.
  2. 황산용액을 이송시키는 이송력을 제공하는 펌프부; 및 상기 펌프부와 연결되어, 상기 황산용액을 일방향으로만 이송시키는 체크밸브;를 포함하고,
    상기 펌프부는,
    일단부가 상기 체크밸브와 연통되는 벨로우즈 박스; 상기 벨로우즈 박스 내에 배치되며, 상기 벨로우즈 박스의 타단부에 고정되어 상기 벨로우즈 박스의 일단부 측으로 확장가능한 벨로우즈; 및 상기 벨로우즈를 확장 및 수축시키는 구동유니트;를 포함하고, 상기 벨로우즈가 수축시 상기 황산용액을 상기 체크밸브로부터 상기 벨로우즈 박스 내 상기 벨로우즈 외부로 유입시키고, 확장시 상기 황산용액을 상기 벨로우즈 박스로부터 상기 체크밸브로 펌핑하도록 구성되고,
    상기 벨로우즈의 확장 및 수축에 의해 발생되는 이송유량의 맥동현상을 제거하도록 상기 체크밸브와 연결된 맥동흡수기;를 더 포함하며,
    상기 구동유니트는,
    상기 벨로우즈 박스의 타단부 측에 배치된 기어박스; 상기 기어박스 내에 고정된 실린더; 상기 실린더 내부를 왕복운동하며, 일단부가 상기 벨로우즈 내측으로 연장된 후 상기 벨로우즈의 일단부와 연결되어 왕복운동시 상기 벨로우즈를 확장 및 수축시키는 피스톤; 및 상기 피스톤을 왕복운동시키는 동력수단;을 구비하는 것을 특징으로 하는 황-요오드 수소생산공정용 황산용액 이송장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 동력수단은,
    상기 벨로우즈의 확장 및 수축방향과 수직인 모터축을 가진 모터; 상기 모터축에 체결되어 상기 모터축과 연동되어 회전하는 웜휠; 상기 웜휠과 체결되어 상기 웜휠과 연동되어 회전하는 웜; 및 일단부가 상기 피스톤과 연결되며, 타단부가 상기 웜에 체결되어 상기 웜과 연동되어 회전하며, 일측부가 상기 벨로우즈 측으로 이동된 상태로 회전하면서 상기 피스톤을 상기 벨로우즈의 일단측으로 왕복운동시키는 회전판형 캠판;을 구비하는 것을 특징으로 하는 황-요오드 수소생산공정용 황산용액 이송장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 동력수단은,
    상기 캠판의 일측부가 상기 벨로우즈 측으로 이동되도록, 상기 캠판의 일측부를 상기 벨로우즈 측으로 압박시키는 마이크로미터 헤드;를 더 구비하며, 상기 마이크로미터 헤드에 의해 상기 피스톤의 전후진 진폭이 조절되는 것을 특징으로 하는 황-요오드 수소생산공정용 황산용액 이송장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 동력수단은,
    상기 실린더 내로 연장배치되어 상기 피스톤과 연결되도록 절곡된 형상을 취하고, 일단부가 상기 피스톤의 타단부와 연결되고 타단부가 상기 캠판의 테두리부에 장착된 캠회전암; 을 구비하는 것을 특징으로 하는 황-요오드 수소생산공정용 황산용액 이송장치.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 모터는,
    상기 모터축의 회전수를 조절하도록, 교류모터인 경우 가변전압가변주파제어기가, 직류모터인 경우 직류전압제어기가 활용되는 것을 특징으로 하는 황-요오드 수소생산공정용 황산용액 이송장치.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 동력수단은,
    상기 기어박스 내에 설치된 베어링 홀더; 및 상기 모터축이 회전되면서 위치고정되기 위해, 상기 모터축을 감싸도록 상기 베어링 홀더에 장착된 베어링; 을 구비하는 것을 특징으로 하는 황-요오드 수소생산공정용 황산용액 이송장치.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 벨로우즈는 테프론 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 황-요오드 수소생산공정용 황산용액 이송장치.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 벨로우즈 박스는 절연체로 감싸진 것을 특징으로 하는 황-요오드 수소생산공정용 황산용액 이송장치.
  10. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 펌프부는,
    상기 벨로우즈 박스에 설치되며, 상기 벨로우즈 내부와 연통된 냉각수 주입구 및 냉각수 배출구;를 더 포함하여, 냉각수가 상기 벨로우즈 내에 주입 및 배출되면서 상기 벨로우즈를 냉각시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 황-요오드 수소생산공정용 황산용액 이송장치.
  11. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 체크밸브는,
    개방상단을 가진 상부챔버, 개방하단을 가진 하부챔버, 및 상기 상부챔버와 하부챔버를 연결하면서 상기 벨로우즈 박스의 일단부와 연통되는 연결유로관을 가진 밸브본체; 상기 상부챔버 내에 배치되어 상기 연결유로관을 덮는 상부체크볼; 및 상기 하부챔버 내에 배치되어 상기 개방하단을 덮는 하부체크볼;을 포함하여,
    상기 벨로우즈의 수축시 상기 상부체크볼이 하강되어 상기 연결유로관이 폐쇄되고 상기 하부체크볼이 상승되면서 상기 개방하단이 개방됨에 따라, 상기 개방하단을 통해 상기 황산용액이 유입되어 상기 벨로우즈 박스 내로 이송되고, 상기 벨로우즈의 확장시 상기 상부체크볼이 상승되어 상기 연결유로관이 개방되고 상기 하부체크볼이 하강되면서 상기 개방하단이 폐쇄됨에 따라, 상기 황산용액이 상기 벨로우즈 박스로부터 나와서 상기 개방상단을 통해 유출되는 것을 특징으로 하는 황-요오드 수소생산공정용 황산용액 이송장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100358965B1 (ko) * 1999-10-25 2002-10-31 니폰 필라고교 가부시키가이샤 맥동 저감장치부착 펌프

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