KR102085454B1 - Branch flare tip apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 분기형 플레어 팁 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 석유시추, 정유 또는 석유화학 공장 등에서 설치되는 플레어 스택 장치 내에 발생하는 압력을 제어하기 위해서 장치 내부의 잉여가스 또는 폐가스 등을 외부로 분출시켜 연소시키기 위한 분기형 플레어 팁 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a branched flare tip device, and more particularly, to eject the excess gas or waste gas in the device to the outside in order to control the pressure generated in the flare stack device installed in petroleum drilling, refinery or petrochemical plant, etc. And a flared tip device for burning by burning.
최근 들어, 공업화와 산업화가 가속화함에 따라 천연자원(석유, 천연가스 등)의 사용량이 점차 증가 되고 있으며, 매장량이 한정된 천연자원의 안정적인 생산과 공급이 대단히 중요한 문제로 떠오르고 있다.Recently, as industrialization and industrialization accelerate, the use of natural resources (petroleum, natural gas, etc.) is gradually increasing, and stable production and supply of natural resources with limited reserves have emerged as a very important problem.
해양 플랜트는 유전 또는 가스 채굴지점에 설치된 이후 약 3년에서 많게는 40년까지 운용되므로 이에 따른 설계상의 고려조건도 상당히 까다로운 편이다. 바람이나 파도 등의 기후적 영향과 해상의 특수한 환경적 상황은 물론 석유제품의 생산으로 화재 및 폭발에 대한 안정성 확보와 관련된 다양하고 높은 난이도 기술이 요구된다.Offshore plants operate from about three to as many as 40 years after they are installed at oil or gas mining sites, so design considerations are also very challenging. There is a need for a variety of high difficulty technologies related to the safety of fires and explosions due to the production of petroleum products as well as the climatic effects of wind and waves and the special environmental conditions at sea.
또한, 최근 1,000m 이상의 심해에서의 석유자원 개발에 대한 수요증가로 인해 기술의 확보 및 개발이 다양하게 진행되고 있으며, 특히 기존의 단일 기능의 단순 목적용에서 시추, 생산, 저장 등이 동시에 가능한 다목적용 해양플랜트를 개발하는 추세이다.In addition, due to the recent increase in demand for oil resource development in the deep sea of more than 1,000m, various technologies are being secured and developed.In particular, it is possible to use drilling, production, and storage at the same time for the simple purpose of the existing single function. The trend is to develop offshore plants.
이에 따라 세계적으로 에너지와 자원의 수요증가와 가격급등이 더욱 뚜렷이 진행되고 있는 가운데 해양플랜트의 수요와 가격도 동반 상승하고 있으며 향후에도 지금과 같은 추세가 계속 될 것으로 전망되고 있다.As a result, the demand and price of energy and resources are increasing more and more globally, and the demand and price of offshore plants are rising together, and the trend is expected to continue in the future.
특히, 중력식(Gravity Based Structure) 및 고정식(Fixed Platform)구조물, 부유식 구조물(Floating Structure), 반잠수식 구조물(Semisubmersible Structure)에 이르기까지 해양시추설비는 꾸준히 지속 될 전망이다.In particular, offshore drilling facilities are expected to continue, ranging from Gravity Based Structures, Fixed Platform Structures, Floating Structures, and Semisubmersible Structures.
부유식 원유 생산, 저장, 및 육상 정제시설로 운송하기 위한 하역 기능을 할 수 있도록 고안된 해양플랜트인 FPSO(Floating Production Storage and Offloading)는 심해에서도 작업이 가능하도록 만든 설비이므로 고정식 구조물 등의 해양 구조물보다는 움직임이 자유롭고 활용성이 높아 심해자원 개발에 발맞춰 FPSO 건조가 증가되고 있다.Floating Production Storage and Offloading (FPSO), an offshore plant designed to serve floating crude oil production, storage, and transport to onshore refining facilities, is designed to work in the deep sea, rather than offshore structures such as fixed structures. Due to its free movement and utilization, FPSO construction is increasing in line with the development of deep sea resources.
FPSO는 현재 유전에서 원유 또는 천연가스를 생산하기 위해 사용되고 있으며, 일 예로 LNG FPSO는 근래 들어 유전의 고갈 및 청정연료에 대한 수요의 증가로 인해 그 개발이 활발히 이루어지고 있다. 심해저 유전 개발에 있어서 Oil FPSO나 LNG FPSO는 해상에 부유한 상태에서 원유나 천연가스를 정제, 저장 및 운반할 수 있는 부유식 해상 정유 공장이라고 할 수 있다.FPSOs are currently used to produce crude oil or natural gas in oil fields. For example, LNG FPSOs are being actively developed due to depletion of oil fields and increasing demand for clean fuel. In deep-sea oilfield development, Oil FPSO or LNG FPSO is a floating offshore refinery that can refine, store and transport crude oil and natural gas while floating at sea.
FPSO 탑사이드에는 시추한 원유를 정유하는 과정에서 발생 되는 폐가스 및 비상 상황에서 가스를 태워 FPSO에서 발생할 수 있는 사고를 방지할 수 있는 플레어(Flare) 시스템이 마련된다.The FPSO topside is equipped with a flare system that can help prevent FPSO accidents by burning gas from the refinery of refined crude oil and burning gas in an emergency situation.
또한, 플레어 시스템은 플레어 가스가 연소 되어 화염이 존재하는 곳으로, 도 1에 도시된 바와 같이 플레어 스택(flare stack)의 최상부에 설치되는 설비인 플레어 팁(flare tip)을 포함한다.The flare system also includes a flare tip where the flare gas is burned and where the flame is present, a facility installed on top of the flare stack as shown in FIG. 1.
플레어팁(flare tip)은, 가스의 분사 압력에 따라 HP 팁(high pressure tip)과 LP 팁(low pressure tip)으로 구분될 수 있고, 노즐 출구에서의 가스의 분사 속도에 따라 아음속 팁(subsonic tip)과 음속 팁(sonic tip)으로 구분될 수 있다.Flare tip can be divided into HP tip (low pressure tip) and LP tip (low pressure tip) according to the injection pressure of the gas, subsonic tip according to the injection speed of the gas at the nozzle outlet ) And a sonic tip.
음속 팁은 음속보다 높은 속도(마하 1 이상의 초음속)로 잉여 가스를 분사시킬 수 있는데, 이러한 분사 속도를 통하여 연소 효율을 높일 수 있다는 장점을 가진다.The sonic speed tip can inject excess gas at a higher speed than the sonic speed (more than Mach 1 supersonic speed), which has the advantage of increasing combustion efficiency.
그러나 잉여 가스의 분사 속도가 음속을 넘어서기 때문에, 음속을 넘어서는 가스 분사 기류와 플레어 팁 근처의 대기(음속에 미치지 못하는 기류) 간에 급격한 속도 차이가 발생하게 되고, 이러한 급격한 속도차이로 인해 가스가 정체되어 불완전 연소가 발생하는 문제점이 있다.However, since the injection speed of surplus gas exceeds the speed of sound, there is a sudden difference in speed between the gas injection airflow beyond the speed of sound and the atmosphere near the flare tip (lower speed of sound), which causes the gas to stagnate. There is a problem that incomplete combustion occurs.
또한, 가스의 정체를 해소하면서 다량의 가스를 동시에 연소할 수 있는 구성이 절실히 요구된다.In addition, there is an urgent need for a configuration capable of simultaneously burning a large amount of gas while eliminating the stagnation of the gas.
본 발명은 상기한 문제점 및 필요성을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 석유시추, 정유 또는 석유화학 공장 등에서 설치되는 플레어 스택 장치 내에 발생하는 압력을 제어하기 위해서 장치 내부의 잉여가스 또는 폐가스 등을 외부로 분출시켜 연소시킬 수 있는 분기형 플레어 팁 장치를 제공하는 데 목적이 있다.The present invention was created in order to solve the above problems and needs, and ejects surplus gas or waste gas inside the apparatus to the outside to control the pressure generated in the flare stack apparatus installed in petroleum drilling, refinery or petrochemical plant, etc. It is an object of the present invention to provide a branched flare tip device that can be burned.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시 예에 따른 분기형 플레어 팁 장치는 중공의 원기둥 형상으로 상부가 막혀있는 몸체부; 상기 몸체부 하(下)측면에서 분기되는 중공의 제1 분기부; 상기 몸체부 상(上)측면에서 분기되는 중공의 제2 분기부; 중공의 원기둥 형상으로 상기 제1 분기부 또는 제2 분기부 상부에 연결되되 내부에 지지대가 구비된 팁아암(tip arm)부; 상기 팁아암부 상부에 삽입되는 표면이 유선형으로 초롱불 형상의 팁노즐(tip nozzle)부; 상기 지지대에 상기 팁노즐부를 고정하는 나사산이 형성된 간격조절부; 및 상기 제1 분기부 또는 제2 분기부 내부에 설치되되 상측으로 갈수록 좁아지는 중공의 원뿔대 형상으로 가스의 역류를 억제하는 에어락실(air lock seal)부;를 포함하고,In order to achieve the above object, the branched flare tip device according to an embodiment of the present invention comprises a body portion is blocked in the top of the hollow cylindrical shape; A hollow first branch portion branched from the lower side of the body portion; A hollow second branch part branched from an upper side of the body part; A tip arm portion connected to an upper portion of the first branch portion or the second branch portion in a hollow cylindrical shape and having a support therein; A tip nozzle portion having a surface inserted into an upper portion of the tip arm portion in a streamlined shape; A gap adjusting part having a screw thread for fixing the tip nozzle part to the support; And an air lock seal part installed inside the first branch part or the second branch part to suppress a back flow of gas in a hollow truncated cone shape that narrows toward the upper side.
상기 제1 및 제2 분기부 각각은 상기 몸체부 원주방향을 따라 교대로 상기 몸체부에서 방사상으로 분기되며, 상기 간격조절부는 상기 팁아암부 내주연과 팁노즐부 외주면 간의 사이 간격을 조절하여 가스의 유량을 제어한다.Each of the first and second branch portions is radially branched from the body portion in an alternating direction along the circumferential direction of the body portion, and the gap adjusting portion adjusts a distance between the inner circumference of the tip arm portion and the outer surface of the tip nozzle portion to adjust the distance of the gas. To control the flow rate.
또한, 상기 제1 및 제2 분기부 각각은 3개씩이고, 상기 팁아암부는 상기 제1 분기부 또는 상기 제2 분기부와 탈부착이 가능하며, 상기 팁노즐부는 상단에 파지(把持) 가능한 고리부가 더 구비된다.In addition, each of the first and second branch portions are three, the tip arm portion is detachable from the first branch portion or the second branch portion, the tip nozzle portion is a ring portion that can be gripped on the upper end It is further provided.
본 발명에 따르면, 음속보다 높은 속도(마하 1 이상의 초음속)로 플레어 가스를 분사시켜 연소시키는 데 적합한 이점이 있다.According to the present invention, there is an advantage suitable for injecting and combusting flare gas at a speed higher than the speed of sound (supersonic speed of Mach 1 or more).
또한, 제1 분기부 및 제2 분기부 각각은 몸체부 원주방향을 따라 교대로 몸체부에서 방사상으로 분기되어 공간 활용의 이점이 있다.In addition, each of the first branch portion and the second branch portion is radially branched from the body portion alternately along the body portion circumferential direction has the advantage of space utilization.
또한, 팁노즐부는 팁아암부의 끝단에서 분출되는 플레어 가스가 분출시 대기의 어느 한 지점에 집중되지 않고 대기 중으로 넓게 확산되어 공기와 적절하게 혼합되도록 함으로써 소음을 줄이고 완전 연소가 일어날 수 있는 이점이 있다.In addition, the tip nozzle portion has the advantage that the flare gas that is ejected from the tip of the tip arm portion is diffused widely in the atmosphere to be properly mixed with air without being concentrated at any one point of the atmosphere during the ejection to reduce noise and complete combustion can occur. .
또한, 팁노즐부는 표면이 유선형의 초롱불 형상으로, 팁아암부 및 팁노즐부 사이에서 분출되는 플레어 가스가 팁노즐부의 표면을 따라 빠른 속도로 넓게 퍼져 대기와의 혼합도를 향상시킴으로써 빠른 연소가 가능하고 불완전 연소를 제거할 수 있는 이점이 있다.In addition, the tip nozzle portion has a streamlined lantern-shaped surface, and flare gas ejected between the tip arm portion and the tip nozzle portion spreads rapidly along the surface of the tip nozzle portion to improve the degree of mixing with the atmosphere, thereby enabling rapid combustion. There is an advantage to eliminate incomplete combustion.
도 1은 플레어가스(flare gas)를 연소시키는 모습을 촬영한 사진이다.
도 2는 본 발명의 일실시 예에 따른 분기형 플레어 팁 장치를 도시한 측면 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시 예에 따른 분기형 플레어 팁 장치를 도시한 평면도이다.
도 4는 본 발명의 일실시 예에 따른 분기형 플레어 팁 장치를 도시한 측면 상세 단면도이다.
도 5는 도 4의 'P' 부분을 확대 도시한 도면이다.
도 6은 도 5를 분해 도시한 도면이다.
도 7은 도 4의 'Q' 부분을 확대 도시한 도면이다.1 is a photograph taken to burn the flare gas (flare gas).
Figure 2 is a side view showing a branched flare tip device according to an embodiment of the present invention.
3 is a plan view showing a branched flare tip device according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a detailed side cross-sectional view showing a branched flare tip device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is an enlarged view of a portion 'P' of FIG. 4.
6 is an exploded view of FIG. 5.
FIG. 7 is an enlarged view of a portion 'Q' of FIG. 4.
먼저, 본 발명을 상세하게 설명하기에 앞서 본 발명은 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.First, before describing the present invention in detail, the present invention is not intended to be limited to the specific embodiments, it should be understood to include all changes, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.When a component is said to be "connected" or "connected" to another component, it may be directly connected to or connected to that other component, but it may be understood that another component may be present in the middle. Should be. On the other hand, when a component is said to be "directly connected" or "directly connected" to another component, it should be understood that there is no other component in between.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In this specification, terms such as "comprise" or "have" are intended to indicate that there is a feature, number, step, action, component, part, or combination thereof described in the specification, and one or more other features. It is to be understood that the present invention does not exclude the possibility of the presence or the addition of numbers, steps, operations, components, components, or a combination thereof.
또한, 명세서에 기재된 "…부", "…유닛", "…모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.In addition, the terms “… unit”, “… unit”, “… module” described in the specification mean a unit that processes at least one function or operation, which may be implemented by hardware or software or a combination of hardware and software. Can be.
또한, 각 도면을 참조하여 설명하는 실시 예의 구성 요소가 해당 실시 예에만 제한적으로 적용되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상이 유지되는 범위 내에서 다른 실시 예에 포함되도록 구현될 수 있으며, 또한 별도의 설명이 생략될지라도 복수의 실시 예가 통합된 하나의 실시 예로 다시 구현될 수도 있음은 당연하다.In addition, the components of the embodiments described with reference to the drawings are not limited to the corresponding embodiments, and may be implemented to be included in other embodiments within the scope of the technical idea of the present invention. Although the description is omitted, it is obvious that a plurality of embodiments may be implemented again in an integrated embodiment.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일하거나 관련된 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.In addition, in the description with reference to the accompanying drawings, the same components regardless of reference numerals will be given the same or related reference numerals and redundant description thereof will be omitted. In the following description of the present invention, when it is determined that the detailed description of the related known technology may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.
그리고 도면의 도시에 있어서 요소들 간의 크기 비율이 다소 상이하게 표현되거나 서로 결합되는 부품들 간의 크기가 상이하게 표현된 부분도 있으나, 이와 같은 도면상에 나타나는 표현의 차이는 해당 분야의 종사자들이 용이하게 이해 가능한 부분들이므로 별도의 설명을 생략한다.In addition, although the size ratio between elements is somewhat different in the drawings of the drawings or the parts are differently expressed between the components coupled to each other, the expression difference shown in the drawings can be easily understood by those skilled in the art. Parts that can be understood are omitted.
이하 본 발명의 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 하나의 실시 예로서 설명되는 것이며, 이것에 의해 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 제한되지 않는다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. Although the present invention has been described with reference to the embodiments illustrated in the drawings, this will be described as an example, whereby the technical idea of the present invention and its core configuration and operation are not limited.
본 발명은 석유시추, 정유 또는 석유화학 공장 등에서 설치되는 플레어 스택 장치 내에 발생하는 압력을 제어하기 위해서 장치 내부의 잉여가스 또는 폐가스 등과 같은 플레어가스(flare gas)를 대기로 방출시켜 연소시키기 위한 것으로, 음속이상의 분사 속도로 플레어 팁 주변에 급격한 속도차이로 인해 가스가 정체되거나 불완전 연소를 해소하고 원활하게 분산되면서 인접하게 배치하여 다량의 가스를 동시에 연소할 수 있기 위하여 창출된 것이다.The present invention is to discharge a flare gas such as surplus gas or waste gas in the device to the atmosphere in order to control the pressure generated in the flare stack device installed in petroleum drilling, refinery or petrochemical plant, etc. Due to the rapid speed difference around the flare tip at the injection speed above the sonic speed, the gas is stagnant or incomplete combustion is eliminated and smoothly dispersed while being disposed adjacently to create a large amount of gas can be burned at the same time.
도 2는 본 발명의 일실시 예에 따른 분기형 플레어 팁 장치를 도시한 측면 도면이고, 도 3은 본 발명의 일실시 예에 따른 분기형 플레어 팁 장치를 도시한 평면도이며, 도 4는 본 발명의 일실시 예에 따른 분기형 플레어 팁 장치를 도시한 측면 상세 단면도이다.Figure 2 is a side view showing a branched flare tip device according to an embodiment of the present invention, Figure 3 is a plan view showing a branched flare tip device according to an embodiment of the present invention, Figure 4 is a present invention Side detailed cross-sectional view showing a branched flare tip device according to an embodiment of the.
또한, 도 5는 도 4의 'P' 부분을 확대 도시한 도면이고, 도 6은 도 5를 분해 도시한 도면이며, 도 7은 도 4의 'Q' 부분을 확대 도시한 도면이다.5 is an enlarged view of portion 'P' of FIG. 4, FIG. 6 is an exploded view of FIG. 5, and FIG. 7 is an enlarged view of portion 'Q' of FIG. 4.
상기 도면들을 참조하면, 본 발명의 일실시 예에 따른 분기형 플레어 팁 장치(100)는 중공의 원기둥 형상으로 상부가 막혀있는 몸체부(110); 상기 몸체부(110) 하(下)측면에서 분기되는 중공의 제1 분기부(120); 상기 몸체부(110) 상(上)측면에서 분기되는 중공의 제2 분기부(130); 중공의 원기둥 형상으로 상기 제1 분기부(120) 또는 제2 분기부(130) 상부에 연결되되 내부에 지지대(141)가 구비된 팁아암(tip arm)부(140); 상기 팁아암부(140) 상부에 삽입되는 표면이 유선형으로 초롱불 형상의 팁노즐(tip nozzle)부(150); 상기 지지대(141)에 상기 팁노즐부(150)를 고정하는 나사산이 형성된 간격조절부(160); 및 상기 제1 분기부(120) 또는 제2 분기부(130) 내부에 설치되되 상측으로 갈수록 좁아지는 중공의 원뿔대 형상으로 가스의 역류를 억제하는 에어락실(air lock seal)부(170);를 포함한다.Referring to the drawings, the branched
또한, 상기 제1 및 제2 분기부(120, 130) 각각은 상기 몸체부(110) 원주방향을 따라 교대로 상기 몸체부(110)에서 방사상으로 분기되며, 상기 간격조절부(160)는 상기 팁아암부(140) 내주연과 팁노즐부(150) 외주면 간의 사이 간격을 조절하여 가스의 유량을 제어한다.In addition, each of the first and
또한, 상기 제1 및 제2 분기부(120, 130) 각각은 3개씩이고, 상기 팁아암부(140)는 상기 제1 분기부(120) 또는 상기 제2 분기부(130)와 탈부착이 가능하며, 상기 팁노즐부(150)는 상단에 파지(把持) 가능한 고리부(155)가 더 구비된다.In addition, each of the first and
그럼, 본 발명의 일실시 예에 따른 분기형 플레어 팁 장치(100)의 구성 및 작용을 자세히 설명하면 다음과 같다.Then, the configuration and operation of the branched
본 발명이 제안하는 분기형 플레어 팁 장치(100)는 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 몸체부(110), 제1 분기부(120), 제2 분기부(130), 팁아암(tip arm)부(140), 팁노즐(tip nozzle)부(150), 간격조절부(160), 및 에어락실(air lock seal)부(170)를 포함할 수 있고, 탈착부(180)를 더 포함할 수 있다.The branched
몸체부(110)는 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 상부가 막혀있는 중공의 원기둥 형상으로, 잉여가스나 폐가스 등과 같은 플레어 가스를 대기 중 또는 외부로 분출하는 통로이다.As illustrated in FIGS. 2 to 4, the
또한, 몸체부(110)는 가스를 공급하는 하부공급관(F)의 상부에 연결되어 상기 하부공급관(F)에서 공급받은 가스를 외부로 분출하기 위한 경로에 구비된다.In addition, the
또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 분기형 플레어 팁 장치(100)는 손상이나 고장 시 교체가 가능하도록, 몸체부(110) 하부가 플랜지(flange) 타입으로 하부공급관(F)과 볼트/너트 체결로 구성한다.In addition, the branched
제1 분기부(120)는 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이, 몸체부(110) 하(下)측면에서 분기되어 수직으로 꺾이는 중공의 파이프 형상으로, 가스를 공급하는 하부공급관(F)의 상부에 설치된 몸체부(110)에서 분기되어 상기 몸체부(110) 내에 있는 가스가 외부로 배출되는 경로가 된다.As shown in FIGS. 2 and 4, the
즉, 제1 분기부(120)는 몸체부(110) 중앙 아래에서 측면으로 나무가지처럼 분기되는 데, 분기되어 소정 높이에서 수직하게 위로 꺾여 잉여가스나 폐가스 등과 같은 플레어 가스를 대기 중으로 배출하기 용이한 구성을 가지게 된다.That is, the
제2 분기부(130)는 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이, 몸체부(110) 상(上)측면에서 분기되어 수직으로 꺾이는 중공의 파이프 형상으로, 가스를 공급하는 하부공급관(F)의 상부에 설치된 몸체부(110)에서 분기되어 상기 몸체부(110) 내에 있는 가스가 외부로 배출되는 경로가 된다.As shown in FIGS. 2 and 4, the
즉, 제2 분기부(130)는 몸체부(110) 중앙 위에서 측면으로 나무가지처럼 분기되는 데, 분기되어 소정 높이에서 수직하게 위로 꺾여 잉여가스나 폐가스 등과 같은 플레어 가스를 대기 중으로 배출하기 용이한 구성을 가지게 된다.That is, the
특히, 제1 분기부(120) 및 제2 분기부(130) 각각은 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 몸체부(110) 원주방향을 따라 교대로 상기 몸체부(110)에서 방사상으로 분기된다.In particular, each of the
이는 잉여가스나 폐가스 등과 같은 플레어 가스를 대기 중으로 배출하여 연소시킬 때, 몸체부(110) 원주방향을 따라 60° 간격으로 인접하게 배출구(또는 분출구)를 배치하므로 하나가 연소되는 것보다 다수가 인접하게 연소되어 불완전 연소를 해소하고 상호 시너지 효과로 더욱 강력하게 연소시킬 수 있게 된다.When exhausting flare gas such as surplus gas or waste gas into the atmosphere to burn the gas, the outlets (or jets) are disposed adjacent to each other at 60 ° intervals along the circumferential direction of the
또한, 상기 제1 및 제2 분기부(120, 130) 각각은 도 3에 도시된 바와 같이 몸체부(110) 원주방향을 따라 60° 등간격으로 3개씩이다. 다만, 본 발명이 제안하는 분기형 플레어 팁 장치(100)의 크기에 따라서 제1 및 제2 분기부(120, 130) 각각은 2개씩 또는 4개씩으로 확장될 수 있다.In addition, each of the first and
팁아암(tip arm)부(140)는 도 2, 도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 제1 분기부(120) 및 제2 분기부(130) 중 어느 하나의 상부에 연결되는 중공의 원기둥 형상으로, 내부에 지지대(141)가 구비된다.As shown in FIGS. 2 and 4 to 6, the
또한, 팁아암(tip arm)부(140)는 잉여가스나 폐가스 등과 같은 플레어 가스가 제1 분기부(120) 또는 제2 분기부(130) 중 어느 하나를 통과하여 대기 중 또는 외부로 분출하는 통로이다.In addition, the
다만, 팁아암부(140)는 후술하는 팁노즐부(150)와 연동하여 조절되어 가스 유량 및 가스 속도가 제어된다.However, the
팁노즐(tip nozzle)부(150)는 도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 표면이 유선형으로 초롱불 형상을 가지고, 팁아암부(140) 상부에 소정 깊이 삽입된다.As shown in FIGS. 4 to 6, the
또한, 팁노즐부(150)는 팁아암부(140)의 끝단에서 분출되는 잉여가스 또는 폐가스와 같은 플레어 가스가 분출시 대기의 어느 한 지점에 집중되지 않고 대기 중으로 넓게 확산되어 공기와 적절하게 혼합되도록 함으로써 소음을 줄이고 완전 연소가 일어날 수 있도록 한다.In addition, the
또한, 팁노즐부(150)는 플레어 가스가 팁노즐부(150)의 표면을 따라 흐르며 대기 중으로 확산 및 분산되도록 상기 플레어가스와 접촉하는 팁노즐부(150)의 표면은 곡면부로 형성되고 팁아암부(140)과 소정 간격으로 이격되게 설치 조정될 수 있다.In addition, the
따라서, 팁아암부(140) 및 팁노즐부(150) 사이에서 분출되는 플레어 가스는 이격 배치된 팁아암부(140) 내로 유입되어 팁아암부(140) 및 팁노즐부(150) 사이의 팁노즐부(150) 하단부와 접촉하게 되며, 이후 팁노즐부(150)의 표면을 따라 상부로 흐르게 된다.Therefore, the flare gas ejected between the
특히, 팁노즐부(150)는 표면이 유선형의 초롱불 형상으로, 팁아암부(140) 및 팁노즐부(150) 사이에서 분출되는 플레어 가스가 팁노즐부(150)의 표면을 따라 빠른 속도로 넓게 퍼져 대기와의 혼합도를 향상시킴으로써 빠른 연소가 가능하고 불완전 연소를 제거한다.In particular, the
참고로, 팁아암부(140) 및 팁노즐부(150) 사이에서 분출되는 플레어 가스는 코안다 효과(Coanda Effect; 유체가 곡면을 따라 흐르는 효과)에 의해 팁노즐부(150)의 표면을 따라 흐르다가 플레어 가스의 유동이 모멘텀(Momentum)을 잃어버리는 박리점(초롱불 형상의 상단부)에 도달하면 더 이상 팁노즐부(150)의 표면을 따라 흐르지 못하고 팁노즐부(150)로부터 떨어져 외측으로 퍼지려는 특성을 갖게 되고 대기 중의 공기와 와류가 발생되어 원활한 혼합이 가능하다.For reference, the flare gas ejected between the
또한, 팁노즐부(150)는 상단에 파지(把持) 가능한 고리부(155)가 더 구비되어 중량이 있는 팁노즐부(150)를 상기 고리부(155)에 걸어 원활하게 이동시키기 위한 것이다.In addition, the
또한, 일체로 연결되는 팁아암부(140), 팁노즐부(150) 및 간격조절부(150)를 동시에 이동시킬 때 상기 고리부(155)를 이용할 수 있다.In addition, the
간격조절부(160)는 도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 지지대(141)에 팁노즐부(150)를 고정하는 나사산이 형성된 바(bar) 형상이다.4 to 6, the
즉, 간격조절부(160)는 나사산이 형성된 원기둥 형상의 바(bar)와 상기 나사산에 체결되는 너트(nut)로 체결되는 체결부재로, 팁노즐부(150) 상부에서 나사산이 형성된 바(bar)를 삽입하고 팁아암부(140) 하부에서 너트를 삽입하여 상기 바(bar) 나사산과 체결하여 팁아암부(140) 및 팁노즐부(150) 사이를 견고히 연결하면서 팁아암부(140) 내주연과 팁노즐부(150) 외주면 간의 사이 간격을 조절하여 분출되는 가스의 유량 및 속도를 제어할 수 있게 한다.That is, the
에어락실(air lock seal)부(170)는 도 4 및 도 7에 도시된 바와 같이, 제1 분기부(120) 및 제2 분기부(130) 중 하나의 내부에 설치되되 상측으로 갈수록 좁아지는 중공의 원뿔대 형상으로 가스의 역류를 억제한다.As shown in FIG. 4 and FIG. 7, the air
즉, 에어락실부(170)가 깔때기 형상과 같이 출구가 좁아지는 구성으로 인하여, 만약 에어락실부(170)를 통과한 가스가 가스 분출 압력이 낮아져 역류 방향으로 흐르고자 할지라도, 도 7에 도시된 바와 같이 에어락실부(170)에 걸려 역류가 억제되고 동시에 제1 분기부(120) 또는 제2 분기부(130)에서 올라오는 가스와 부딪혀 역류를 방지한다.That is, due to the configuration in which the
탈착부(180)는 도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 볼트/너트로 체결하는 구성으로, 연소로 인하여 팁아암부(140) 또는 팁아암부(140) 위에 있는 부품이 손상되었을 때, 상대적으로 손상이 적은 제1 분기부(120) 또는 제2 분기부(130)를 함께 교체하지 않고 팁아암부(140)를 탈부착하여 교체 가능하게 한다.4 and 6, the
또한, 탈착부(180)는 팁아암부(140) 하부 및 제1 및 제2 분기부(120, 130) 상부가 플랜지(flange) 타입으로 볼트/너트로 체결 가능하여 탈부착이 용이하다.In addition, the
한편, 볼트/너트 체결은 한 쌍의 볼트 및 너트를 이용한 일반적으로 공지된 기술이므로 본 발명에서는 자세한 설명을 생략한다.On the other hand, bolt / nut fastening is a generally known technique using a pair of bolts and nuts, so detailed description thereof will be omitted.
이와 같이, 본 발명의 일실시 예에 따른 분기형 플레어 팁 장치(100)는 음속보다 높은 속도(마하 1 이상의 초음속)로 플레어 가스를 분사시켜 연소시키는 데 적합한 것으로, 상기 플레어 가스(flare gas)가 몸체부(110)에서 제1 분기부(120) 및 제2 분기부(130) 중 하나를 통과하여 팁아암부(140)을 지나 팁노즐부(150)의 유선형의 초롱불 형상의 표면을 따라 대기중으로 분출되고, 간격조절부(160)로 상기 플레어 가스의 유량 및 속도를 제어하며, 에어락실부(170)로 가스의 역류를 방지하고 탈착부(180)를 통하여 부분 교체가 용이하도록 한다.As such, the branched
여기서 몸체부(110)는 가스를 공급하는 하부공급관(F)의 상부에 연결되어 상기 하부공급관(F)에서 공급받은 가스를 지나가는 경로이다.The
한편, 몸체부(110)는 하부가 플랜지(flange) 타입으로 하부공급관(F)과 볼트/너트 체결로 구성하여 탈부착이 가능하게 한다.On the other hand, the
또한, 제1 분기부(120)는 몸체부(110) 하(下)측면에서 분기되어 수직으로 꺾이는 중공의 파이프 형상으로, 가스를 공급하는 하부공급관(F)의 상부에 설치된 몸체부(110)에서 분기되어 가스가 외부로 배출되는 하나의 경로가 된다.In addition, the
또한, 제2 분기부(130)는 몸체부(110) 상(上)측면에서 분기되어 수직으로 꺾이는 중공의 파이프 형상으로, 가스를 공급하는 하부공급관(F)의 상부에 설치된 몸체부(110)에서 분기되어 가스가 외부로 배출되는 다른 경로가 된다.In addition, the
특히, 제1 분기부(120) 및 제2 분기부(130) 각각은 몸체부(110) 원주방향을 따라 교대로 상기 몸체부(110)에서 방사상으로 분기되고, 몸체부(110) 원주방향을 따라 60° 간격으로 인접하게 배출구(또는 분출구)를 배치하므로 하나가 연소되는 것보다 다수가 인접하게 연소되어 불완전 연소를 해소하고 상호 시너지 효과로 더욱 강력하게 연소시킬 수 있게 된다.In particular, each of the
또한, 팁아암(tip arm)부(140)는 제1 분기부(120) 및 제2 분기부(130) 중 어느 하나의 상부에 연결되는 중공의 원기둥 형상으로, 내부에 지지대(141)가 구비된다.In addition, the
또한, 팁노즐(tip nozzle)부(150)는 표면이 유선형으로 초롱불 형상을 가지고, 팁아암부(140) 상부에 소정 깊이 삽입된다.In addition, the
또한, 팁노즐부(150)는 플레어 가스가 팁노즐부(150)의 표면을 따라 흐르며 대기 중으로 확산 및 분산되도록 상기 플레어가스와 접촉하는 팁노즐부(150)의 표면이 곡면부로 형성되고 팁아암부(140)과 소정 간격으로 이격되게 설치 조정될 수 있다.In addition, the
여기서, 팁아암부(140) 및 팁노즐부(150) 사이에서 분출되는 플레어 가스는 이격 배치된 팁아암부(140) 내로 유입되어 팁아암부(140) 및 팁노즐부(150) 사이의 팁노즐부(150) 하단부와 접촉하게 되며, 이후 팁노즐부(150)의 표면을 따라 상부로 흐르게 된다.Here, the flare gas ejected between the
특히, 팁노즐부(150)는 표면이 유선형의 초롱불 형상으로, 팁아암부(140) 및 팁노즐부(150) 사이에서 분출되는 플레어 가스가 팁노즐부(150)의 표면을 따라 빠른 속도로 넓게 퍼져 대기와의 혼합도를 향상시킴으로써 빠른 연소가 가능하고 불완전 연소를 제거한다.In particular, the
또한, 간격조절부(160)는 나사산이 형성된 원기둥 형상의 바(bar)와 상기 나사산에 체결되는 너트(nut)로 체결되는 체결부재로, 도 6에 도시된 바와 같이 팁노즐부(150) 상부에서 나사산이 형성된 바(bar)를 삽입하고 팁아암부(140) 하부에서 너트를 삽입하여 상기 바(bar) 나사산과 체결하여 팁아암부(140) 및 팁노즐부(150) 사이를 견고히 고정하면서 팁아암부(140) 내주연과 팁노즐부(150) 외주면 간의 사이를 조절하여 분출되는 가스의 유량 및 속도를 제어한다.In addition, the
이때, 에어락실부(170)는 깔때기 형상과 같이 출구가 좁아지는 구성으로 인하여, 만약 에어락실부(170)를 통과한 가스가 가스 분출 압력이 낮아져 역류 방향으로 흐르고자 할지라도, 도 7에 도시된 바와 같이 에어락실부(170)에 걸려 역류가 억제되고 동시에 제1 분기부(120) 또는 제2 분기부(130)에서 올라오는 가스와 부딪혀 역류를 방지한다.At this time, the
또한, 탈착부(180)는 볼트/너트로 체결하는 구성으로, 연소로 인하여 팁아암부(140) 또는 팁아암부(140) 위에 있는 부품이 손상되었을 때, 상대적으로 손상이 적은 제1 분기부(120) 또는 제2 분기부(130)를 함께 교체하지 않고 팁아암부(140)를 탈부착하여 교체 가능하게 한다.In addition, the
따라서, 본 발명의 일실시 예에 따른 분기형 플레어 팁 장치(100)는 다음과 같은 효과를 기대할 수 있다.Therefore, the branched
본 발명에 따르면, 음속보다 높은 속도(마하 1 이상의 초음속)로 플레어 가스를 분사시켜 연소시키는 데 적합한 이점이 있다.According to the present invention, there is an advantage suitable for injecting and combusting flare gas at a speed higher than the speed of sound (supersonic speed of Mach 1 or more).
또한, 제1 분기부(120) 및 제2 분기부(130) 각각은 몸체부(110) 원주방향을 따라 교대로 몸체부(110)에서 방사상으로 분기되어 공간 활용의 이점이 있다.In addition, each of the
또한, 제1 분기부(120) 및 제2 분기부(130) 각각은 몸체부(110) 원주방향을 따라 60° 간격으로 인접하게 배출구(또는 분출구)를 배치하므로 하나가 연소되는 것보다 다수가 인접하게 연소되어 불완전 연소를 해소하고 상호 시너지 효과로 더욱 강력하게 연소시킬 수 있는 이점이 있다.In addition, each of the
또한, 팁노즐부(150)는 팁아암부(140)의 끝단에서 분출되는 플레어 가스가 분출시 대기의 어느 한 지점에 집중되지 않고 대기 중으로 넓게 확산되어 공기와 적절하게 혼합되도록 함으로써 소음을 줄이고 완전 연소가 일어날 수 있는 이점이 있다.In addition, the
또한, 팁노즐부(150)는 표면이 유선형의 초롱불 형상으로, 팁아암부(140) 및 팁노즐부(150) 사이에서 분출되는 플레어 가스가 팁노즐부(150)의 표면을 따라 빠른 속도로 넓게 퍼져 대기와의 혼합도를 향상시킴으로써 빠른 연소가 가능하고 불완전 연소를 제거할 수 있는 이점이 있다.In addition, the
또한, 팁아암부(140) 및 팁노즐부(150) 사이에서 분출되는 플레어 가스는 코안다 효과에 의해 팁노즐부(150)의 표면을 따라 흐르다가 플레어 가스의 유동이 모멘텀(Momentum)을 잃어버리는 박리점(초롱불 형상의 상단부)에 도달하면 더 이상 팁노즐부(150)의 표면을 따라 흐르지 못하고 팁노즐부(150)로부터 떨어져 외측으로 퍼지려는 특성으로 대기 중의 공기와 와류가 발생되어 원활한 혼합이 가능할 수 있는 이점이 있다.In addition, the flare gas ejected between the
또한, 간격조절부(160)는 팁노즐부(150) 상부에서 나사산이 형성된 바(bar)를 삽입하고 팁아암부(140) 하부에서 너트를 삽입하여 상기 바(bar) 나사산과 체결하여 팁아암부(140) 및 팁노즐부(150) 사이를 견고히 연결하면서 팁아암부(140) 내주연과 팁노즐부(150) 외주면 간의 사이 간격을 조절하여 분출되는 가스의 유량 및 속도를 제어할 수 있는 이점이 있다.In addition, the
또한, 에어락실(air lock seal)부(170)는 깔때기 형상과 같이 출구가 좁아지는 구성으로 인하여, 만약 에어락실부(170)를 통과한 가스가 가스 분출 압력이 낮아져 역류 방향으로 흐르고자 할지라도, 에어락실부(170)에 걸려 역류가 억제되고 동시에 제1 분기부(120) 또는 제2 분기부(130)에서 올라오는 가스와 부딪혀 역류를 방지한다.In addition, the
또한, 탈착부(180)는 팁아암부(140) 하부 및 제1 및 제2 분기부(120, 130) 상부가 플랜지(flange) 타입으로 볼트/너트로 체결 가능하여 탈부착이 용이한 이점이 있다.In addition, the
이상의 설명은 본 발명의 기술적 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다.The above description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and those skilled in the art to which the present invention pertains various modifications, changes, and substitutions without departing from the essential characteristics of the present invention. will be.
따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.Accordingly, the embodiments disclosed in the present invention and the accompanying drawings are not intended to limit the technical spirit of the present invention but to describe the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by the embodiments and the accompanying drawings. .
본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The protection scope of the present invention should be interpreted by the following claims, and all technical ideas within the scope equivalent thereto should be construed as being included in the scope of the present invention.
100 : 본 발명이 제안하는 분기형 플레어 팁 장치
110 : 몸체부
120 : 제1 분기부
130 : 제2 분기부
140 : 팁아암(tip arm)부
150 : 팁노즐(tip nozzle)부
160 : 간격조절부
170 : 에어락실(air lock seal)부
180 : 탈착부100: branch flare tip device proposed by the present invention
110: body
120: first branch
130: second branch
140: tip arm portion
150: tip nozzle portion
160: spacing control unit
170: air lock seal
180: removable part
Claims (4)
상기 몸체부 하(下)측면에서 분기되어 수직으로 꺾이는 중공의 제1 분기부;
상기 몸체부 상(上)측면에서 분기되어 수직으로 꺾이는 중공의 제2 분기부;
중공의 원기둥 형상으로 상기 제1 분기부 또는 제2 분기부 상부에 연결되되 내부에 지지대가 구비된 팁아암(tip arm)부;
상기 팁아암부 상부에 삽입되는 표면이 유선형으로 초롱불 형상의 팁노즐(tip nozzle)부;
상기 지지대에 상기 팁노즐부를 고정하는 나사산이 형성된 간격조절부; 및
상기 제1 분기부 또는 제2 분기부 내부에 설치되되 상측으로 갈수록 좁아지는 중공의 원뿔대 형상으로 가스의 역류를 억제하는 에어락실(air lock seal)부;를 포함하고,
상기 제1 및 제2 분기부 각각은 상기 몸체부 원주방향을 따라 교대로 상기 몸체부에서 방사상으로 분기되며,
상기 팁노즐부는 상단에 파지(把持) 가능한 고리부가 더 구비되고,
상기 간격조절부는 상기 팁아암부 내주연과 팁노즐부 외주면 간의 사이 간격을 조절하여 가스의 유량을 제어하는 것을 특징으로 하는 분기형 플레어 팁 장치.A body portion in which an upper portion of the hollow cylindrical shape is blocked;
A hollow first branch part branched from the lower side of the body part and bent vertically;
A hollow second branch part branched from the upper side of the body part and bent vertically;
A tip arm portion connected to an upper portion of the first branch portion or the second branch portion in a hollow cylindrical shape and having a support therein;
A tip nozzle portion having a surface inserted into the tip arm portion in a streamlined shape and having a lantern shape;
A gap adjusting part having a screw thread for fixing the tip nozzle part to the support; And
And an air lock seal portion installed inside the first branch portion or the second branch portion and suppressing the backflow of gas in a hollow truncated cone shape that narrows toward the upper side.
Each of the first and second branch portions is radially branched from the body portion alternately along the body portion circumferential direction,
The tip nozzle portion is further provided with a gripping ring portion at the top,
Wherein the spacing adjuster is a branched flare tip device, characterized in that for controlling the flow rate of the gas by adjusting the interval between the inner peripheral edge of the tip arm portion and the outer peripheral surface of the tip nozzle.
상기 제1 및 제2 분기부 각각은 3개씩인 것을 특징으로 하는 분기형 플레어 팁 장치.The method of claim 1,
And wherein each of the first and second branch portions is three.
상기 팁아암부는 상기 제1 분기부 또는 상기 제2 분기부와 탈부착이 가능한 것을 특징으로 하는 분기형 플레어 팁 장치.The method of claim 1,
And the tip arm portion is detachable from the first branch portion or the second branch portion.
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