KR102658183B1 - 물질 전달 칼럼에 사용하기 위한 구조화된 패킹 모듈 및 조립 방법 - Google Patents
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Abstract
물질 전달 칼럼에 사용하기 위한 구조화된 패킹 모듈(structured packing module). 구조화된 패킹 모듈 내의 구조화된 패킹의 주름진 시트는 구조화된 패킹 모듈의 측면에 대해 경사각(angle of inclination으로 또는 수직으로, 구조화된 패킹 모듈의 대향 측면으로부터 주름진 시트 내로 연장되는 체결구에 의해 함께 고정된다. 체결구는 구조화된 패킹 시트로부터 체결구의 제거에 저항하는 돌출부 또는 만입부(indentation)를 갖는 외측 표면을 가질 수 있다.
Description
본 발명은 일반적으로 물질 전달 및 열교환(heat exchange)이 일어나는 칼럼(column), 더욱 상세하게는 그러한 칼럼에 사용되는 구조화된 패킹 모듈(structured packing module) 및 구조화된 패킹 모듈을 조립하기 위한 방법에 관한 것이다.
물질 전달 칼럼은 특정 조성 및/또는 온도의 생성물 스트림을 제공하기 위하여 적어도 2개의 유체 스트림을 접촉시키도록 구성된다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "물질 전달 칼럼"은 물질 및/또는 열 전달이 주 목적인 칼럼을 포함하는 것으로 의도된다. 다성분 증류 및 흡수 응용에 이용되는 것들과 같은 일부 물질 전달 칼럼은 기상 스트림을 액상 스트림과 접촉시키는 한편, 추출 칼럼과 같은 다른 칼럼은 상이한 밀도의 2개의 액상 사이의 접촉을 용이하게 하도록 설계될 수 있다. 종종, 물질 전달 칼럼은, 보통 칼럼 내에 배치된 다수의 물질 전달 표면을 따라, 상승하는 증기 또는 액체 스트림을 하강하는 액체 스트림과 접촉시키도록 구성된다. 흔히, 이들 전달 표면은 2개의 유체상 사이의 밀접한 접촉을 용이하게 하도록 구성되는, 칼럼의 내부 체적 내에 배치된 구조체에 의해 한정된다. 이들 전달 표면으로 인해 2개의 상 사이에서 전달되는 물질 및 열의 속도 및/또는 정도가 향상된다.
구조화된 패킹은 흔히 열 및/또는 물질 전달 표면을 칼럼 내에 제공하기 위해 사용된다. 다수의 상이한 유형의 구조화된 패킹이 존재하며, 대부분은 직립, 평행 관계로 위치되는 그리고 함께 결합되어 인접 시트의 교차 주름(crossing corrugation)을 따라 유체 통로가 형성된 구조화된 패킹 브릭(brick) 또는 모듈을 형성하는 복수의 주름진 구조화된 패킹 시트를 포함한다. 구조화된 패킹 모듈의 개별 모듈은 단부-대-단부(end-to-end) 그리고 측부-대-측부(side-by-side)가 맞닿게 위치되어 칼럼의 수평 단면을 채우는 구조화된 패킹 층을 형성한다. 다수의 패킹 층은 일반적으로 하나의 층 내의 구조화된 패킹 시트의 배향이 인접한 층 내의 구조화된 패킹 시트에 대해 회전된 상태로 서로 접촉하여 위치된다.
구조화된 패킹 모듈을 형성하는 개별 구조화된 패킹 시트 더미를 함께 결합시키기 위해 다양한 방법이 통상적으로 사용된다. 하나의 방법은 각 네일의 헤드가 첫 번째 구조화된 패킹 시트에 맞닿고 각 네일의 단부 부분이 마지막 구조화된 패킹 시트를 넘어 연장되도록 구조화된 패킹 시트 전부를 통과하게 네일을 박아 넣는 단계를 포함한다. 이어서, 네일의 제거를 방지하고 조립된 구조화된 패킹 시트를 함께 단단하게 고정하기 위해 각 네일의 단부 부분은 마지막 패킹 시트에 대해 구부러진다. 각 네일의 단부 부분을 구부리는 공정은 조립 공정에 추가적인 단계를 추가하고, 구조화된 패킹 시트 상에 국부적인 힘을 가하여 그들이 구조화된 패킹 모듈을 통해 유동하는 증기 및 액체의 의도된 상호작용을 변형하고 방해하게 할 수 있다. 구조화된 패킹 시트를 함께 결합하는 다른 방법은, 네일보다 더 비싼 경향이 있으며, 과도하게 조여질 때 구조화된 패킹 시트의 변형을 야기할 수 있는 스크류를 사용한다. 전기 저항 용접은 또한 구조화된 패킹 시트를 함께 결합하는 데 사용되어 왔지만, 이러한 공정은 특수 장비를 필요로 하며, 단순히 네일을 박거나 스크류를 돌리는 것보다 시간이 더 많이 걸린다.
따라서, 구조화된 패킹 시트를 함께 결합하여 구조화된 패킹 모듈을 형성하는 개선된 방법에 대한 필요성이 개발되었다.
일 측면에서, 본 발명은 서로 직립, 평행한 관계로 순차적으로 배열되는 복수의 개별 구조화된 패킹 시트 및 구조화된 패킹 모듈의 대향 측면으로부터 구조화된 패킹 시트 내로 연장되는 체결구를 포함하는 구조화된 패킹 모듈에 관한 것이며, 구조화된 패킹 시트 중 첫 번째 패킹 시트의 전면은 구조화된 패킹 모듈의 일 측면을 형성하고, 구조화된 패킹 시트 중 마지막 패킹 시트의 후면은 구조화된 패킹 모듈의 대향 측면을 형성한다. 체결구는 구조화된 패킹 모듈의 측면에 대해 경사각(angle of inclination)으로 연장될 수 있거나, 이들은 구조화된 패킹 모듈의 측면에 수직으로 연장될 수 있다.
다른 측면에서, 본 발명은 단부-대-단부 및 측부-대-측부(side-to-side) 관계로 위치되는 상기에 기재된 복수의 구조화된 패킹 모듈을 포함하는 구조화된 패킹 층에 관한 것이다.
추가의 측면에서, 본 발명은 구조화된 패킹 시트를 서로 직립, 평행한 관계로 순차적인 배열로 함께 조립하는 단계 및 구조화된 패킹 모듈의 대향 측면으로부터 구조화된 패킹 시트 내로 체결구를 삽입하는 단계를 포함하는 구조화된 패킹 모듈의 형성 방법에 관한 것이며, 구조화된 패킹 시트 중 첫 번째 패킹 시트의 전면은 구조화된 패킹 모듈의 일 측면을 형성하고, 구조화된 패킹 시트 중 마지막 패킹 시트의 후면은 구조화된 패킹 모듈의 대향 측면을 형성한다. 체결구는 구조화된 패킹 모듈의 측면에 대해 경사각으로 삽입될 수 있거나, 이들은 구조화된 패킹 모듈의 측면에 수직으로 삽입될 수 있다.
또 다른 측면에서, 본 발명은 서로 직립, 평행한 관계로 순차적으로 배열되는 복수의 개별 구조화된 패킹 시트 및 구조화된 패킹 모듈의 대향 측면으로부터 구조화된 패킹 시트 내로 연장되고, 구조화된 패킹 시트로부터 체결구의 제거에 저항하는 돌출부 또는 만입부(indentation)를 갖는 외부 표면을 갖는 체결구를 포함하는 구조화된 패킹 모듈에 관한 것이며, 구조화된 패킹 시트 중 첫 번째 패킹 시트의 전면은 구조화된 패킹 모듈의 일 측면을 형성하고, 구조화된 패킹 시트 중 마지막 패킹 시트의 후면은 구조화된 패킹 모듈의 대향 측면을 형성한다.
본 명세서의 일부를 형성하고, 동일한 도면 부호가 다양한 도면에서 동일한 구성요소를 나타내기 위해 사용되는 첨부 도면에서:
도 1은 쉘(shell)의 개방된 내부 영역에서 구조화된 패킹 층을 나타내기 위해 칼럼의 쉘의 일부가 분리된 물질 전달 칼럼의 부분 사시도이다.
도 2는 패킹 브릭의 대향 측면을 통해 삽입되는 체결구에 의해 함께 고정되는 구조화된 패킹 브릭의 측면 사시도이다.
도 3은 체결구 중 하나를 따라 수평면으로 절단된 구조화된 패킹 브릭의 일부분의 측면 사시도이다.
도 4는 구조화된 패킹 브릭의 평면도이다.
도 5는 구조화된 패킹 브릭의 체결구 및 윤곽을 도시하는 측면도이다.
도 6은 구조화된 패킹 브릭의 체결구 및 윤곽을 도시하는 단부도이다.
도 7은 도 2 내지 도 6에 사용된 것으로부터 확대된 구조화된 패킹 브릭과 체결구 중 하나의 상부 부분 사시도이다.
도 8은 구조화된 패킹 브릭의 다른 실시 형태의 평면도이다.
도 9는 체결구 중 하나의 상부 사시도이다.
도 10은 도 9에 사용된 것으로부터 확대된 체결구의 상부 부분 사시도이다.
도 11은 체결구의 다른 실시 형태의 상부 부분 사시도이다.
도 1은 쉘(shell)의 개방된 내부 영역에서 구조화된 패킹 층을 나타내기 위해 칼럼의 쉘의 일부가 분리된 물질 전달 칼럼의 부분 사시도이다.
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도 3은 체결구 중 하나를 따라 수평면으로 절단된 구조화된 패킹 브릭의 일부분의 측면 사시도이다.
도 4는 구조화된 패킹 브릭의 평면도이다.
도 5는 구조화된 패킹 브릭의 체결구 및 윤곽을 도시하는 측면도이다.
도 6은 구조화된 패킹 브릭의 체결구 및 윤곽을 도시하는 단부도이다.
도 7은 도 2 내지 도 6에 사용된 것으로부터 확대된 구조화된 패킹 브릭과 체결구 중 하나의 상부 부분 사시도이다.
도 8은 구조화된 패킹 브릭의 다른 실시 형태의 평면도이다.
도 9는 체결구 중 하나의 상부 사시도이다.
도 10은 도 9에 사용된 것으로부터 확대된 체결구의 상부 부분 사시도이다.
도 11은 체결구의 다른 실시 형태의 상부 부분 사시도이다.
이제 도면을 더욱 상세히 그리고 처음으로 도 1을 참조하면, 물질 전달 또는 열 교환 공정에 사용하기에 적합한 물질 전달 칼럼이 전반적으로 도면 부호 10으로 나타나 있다. 물질 전달 칼럼(10)은 구성이 원통형일 수 있는 직립 외부 쉘(12)을 포함하지만, 다각형을 비롯한 다른 구성이 가능하고 본 발명의 범주 내에 있다. 쉘(12)은 임의의 적합한 직경 및 높이를 가질 수 있고, 바람직하게는 물질 전달 칼럼(10)의 작동 동안에 존재하는 조건 및 유체에 불활성이거나 달리 양립가능한 하나 이상의 강성 재료로부터 구성될 수 있다.
물질 전달 칼럼(10)은 분별 생성물(fractionation product)을 얻거나 달리 유체 스트림 사이의 물질 전달 또는 열 교환을 야기하도록 유체 스트림, 전형적으로 액체 또는 증기 스트림을 처리하기 위해 사용되는 유형의 것일 수 있다. 예를 들어, 물질 전달 칼럼(10)은 원유 상압(crude atmospheric), 윤활유 진공(lube vacuum), 원유 진공(crude vacuum), 유체 또는 열 분해 분별(fluid or thermal cracking fractionating), 코커 또는 비스브레이커 분별(coker or visbreaker fractionating), 코크 스크러빙(coke scrubbing), 반응기 오프-가스 스크러빙(reactor off-gas scrubbing), 가스 켄칭(gas quenching), 식용유 탈취(edible oil deodorization), 오염 방지 스크러빙(pollution control scrubbing), 또는 다른 공정이 이루어지는 칼럼일 수 있다.
물질 전달 칼럼(10)의 쉘(12)은 유체 스트림 사이의 원하는 물질 전달 또는 열 교환이 이루어지는 개방 내부 영역(14)을 한정한다. 하나의 구현예에서, 유체 스트림은 하나 이상의 상승하는 증기 스트림 및 하나 이상의 하강하는 액체 스트림을 포함할 수 있다. 다른 구현예에서, 유체 스트림은 상승하는 또는 하강하는 액체 스트림 또는 상승하는 또는 하강하는 증기 스트림의 실질적으로 임의의 조합을 포함할 수 있다.
하나 이상의 유체 스트림이 물질 전달 칼럼(10)의 높이를 따라 적절한 위치에 위치되는 임의의 개수의 공급 라인(도시되지 않음)을 통해 물질 전달 칼럼(10) 내로 지향될 수 있다. 일 구현예에서, 증기 스트림은 공급 라인을 통해 물질 전달 칼럼(10) 내로 도입되기보다는 물질 전달 칼럼(10) 내에서 생성될 수 있다. 하나 이상의 유체 스트림이 임의의 개수의 배출 라인을 통해 물질 전달 칼럼(10)으로부터 배출될 수 있다. 일 구현예에서, 액체는 상부 공급 라인을 통해 도입되고 물질 전달 칼럼(10)을 통해 하강하며 배출 라인을 통해 제거될 수 있는 반면에, 증기는 하부 공급 라인을 통해 도입되고 물질 전달 칼럼(10)을 통해 상승하며 상부 배출 라인을 통해 제거될 수 있다.
환류 스트림 라인(reflux stream line), 리보일러(reboiler), 응축기(condenser), 증기 혼(vapor horn), 액체 분배기(liquid distributor) 등과 같은, 전형적으로 존재할 다른 물질 전달 칼럼 구성요소는, 그것들이 사실상 종래의 것이며, 이들 구성요소의 예시가 본 발명의 이해에 필요한 것으로 여겨지지 않기 때문에 도면에 예시되지 않는다.
하나 이상의 구조화된 패킹 층(16)이 칼럼(10)의 개방 내부 영역(14) 내에 위치된다. 예시된 실시 형태에서, 4개의 패킹 층(16)이 적층된 관계로 제공되지만, 더 많거나 더 적은 패킹 층(16)이 제공될 수 있는 것이 이해되어야 한다. 각각의 구조화된 패킹 층(16)은 칼럼(10)의 수평 내부 단면을 완전하게 가로질러 연장되고, 예를 들어 칼럼 쉘(12)에 고정된 지지 링(도시되지 않음) 상에, 하부 패킹 층(17) 상에 또는 그리드나 다른 적합한 지지 구조체(도시되지 않음)에 의해 적절히 지지된다.
추가적으로 도 2 내지 도 4를 참조하면, 결과적으로 각각의 패킹 층(16)은 복수의 개별 구조화된 패킹 시트(20)로부터 형성된, 복수의 구조화된 패킹 모듈(18)에 의해 형성된다. 각각의 구조화된 패킹 모듈(18) 내의 구조화된 패킹 시트(20)는 서로 직립, 평행한 관계로 위치된다. 구조화된 패킹 시트(20) 각각은 칼럼(10) 내에서 겪는 처리 조건을 견디기에 충분한 강도 및 두께를 갖는, 다양한 금속, 플라스틱 또는 세라믹 중 임의의 것과 같은 적합한 강성 재료로부터 구성된다. 구조화된 패킹 시트(20) 각각은 전면 및 후면을 제공하며, 이러한 전면 및 후면의 전부 또는 일부는 대체로 매끄럽고 표면 텍스처링(surface texturing)이 없을 수 있거나, 또는 이러한 전면 및 후면은 다양한 유형의 텍스처링, 엠보싱(embossing), 홈 또는 딤플(dimple)을 포함할 수 있다. 예시된 실시 형태에서, 구조화된 패킹 시트(20)는 유체가 개별 구조화된 패킹 시트(20)를 통과하게 하는 선택적인 개구(22)로 천공된 것으로 도시되어 있다. 도면에서, 개구(22)는 예시의 목적으로 구조화된 패킹 시트(20)의 일부 부분에만 도시되어 있지만, 개구(22)는 보통 구조화된 패킹 시트(20)의 모든 영역에 배치될 수 있음을 이해해야 한다. 패킹 층(18)의 표면의 구성 및 개구(22)의 선택적인 사용은 패킹 요소(16)가 사용되는 특정 응용에 의존하며, 상승 및 하강 유체 스트림 사이의 접촉을 최대화하도록 선택될 수 있다.
구조화된 패킹 시트(20) 각각은 또한 관련 패킹 층(18)의 일부 또는 전부를 따라 연장되는 복수의 평행한 주름(24)으로 주름진 것으로 도시되어 있다. 주름(24)은 일반적으로 삼각형 또는 정현파 단면을 가지며, 교번하는 피크와 밸리, 및 인접한 피크와 밸리 사이에서 연장되는 주름 측벽으로 형성된다. 주름진 패킹 시트(20)의 전면 상에 형성된 밸리가 반대면 또는 후면 상의 피크로서 나타난다. 구조화된 패킹 시트(20) 중 인접한 것들은 각각의 구조화된 패킹 시트(20)의 주름(24)이 각각의 인접한 구조화된 패킹 시트(20)의 주름(24)에 대해 비스듬한 각도로 연장되도록, 십자형(crisscrossing) 또는 교차 주름형 방식으로 주름(24)을 가지고 배열된다. 칼럼(10)의 수직축에 대한 각각의 주름의 경사각은 구조화된 패킹 모듈(18)이 사용되도록 의도되는 특정 응용의 요건에 대해 선택될 수 있다. 칼럼(10)의 특정 최종 용도에 적합한 다른 각도뿐만 아니라 30° 이상, 45° 이상 및 60° 이상의 경사각이 사용될 수 있다. 구조화된 패킹 시트(20) 중 인접한 것들은 그들의 주름(24)이 서로 접촉하는 상태로 도시되어 있다. 다른 실시 형태에서, 구조화된 패킹 시트(20) 중 하나 내의 주름(24) 중 일부 또는 전부는, 예를 들어 스페이서의 사용에 의해, 인접한 구조화된 패킹 시트(20) 내의 주름(24)으로부터 이격된다.
구조화된 패킹 모듈(18)에 의해 형성된 각각의 구조화된 패킹 층(16)은 통상적으로 인접한 하부 구조화된 패킹 층(16) 상에 직접 적층될 수 있고, 전형적으로 인접한 패킹 층(들)(16)에 대해 회전될 수 있어서, 패킹 층(16) 중 하나 내의 개별 구조화된 패킹 시트(20)는 인접한 구조화된 패킹 층(들)(16) 내의 개별 패킹 시트(20)에 의해 한정되는 수직 평면에 대해 각을 형성하도록 회전되는 수직 평면에 위치된다. 이러한 회전 각은 전형적으로 45 또는 90도이지만, 원한다면 다른 각도일 수 있다. 각각의 패킹 층(16)의 전체 높이는 일 실시 형태에서 약 2 내지 약 12인치의 범위일 수 있지만, 구조화된 패킹 모듈(18)이 사용되도록 의도되는 특정 응용에 따라 그 범위로부터 달라질 수 있다.
구조화된 패킹 모듈(18)은 도 2 내지 도 4에서 직사각형 직육면체 형태의 육면 다면체 형상, 즉 육면체 형상을 갖는 것으로 도시된다. 다른 실시 형태에서, 구조화된 패킹 모듈(18)은 정육면체 및 평행육면체를 포함하는 다른 형상일 수 있다. 각각의 구조화된 패킹 층(16)의 외주연부에 위치된 이러한 구조화된 패킹 모듈(18)은 구조화된 패킹 층(16)의 외주연부가 물질 전달 칼럼(10)의 쉘(12)의 원통형 형상에 일치하는 원을 형성하도록 만곡된 면을 가질 수 있다. 하나의 관점에서, 구조화된 패킹 시트(20)는 순차적으로 배열되며, 구조화된 패킹 시트(20) 중 첫 번째 패킹 시트의 전면이 구조화된 패킹 모듈(18)의 일 측면을 형성하고, 조립된 구조화된 패킹 시트(20) 중 마지막 패킹 시트의 후면이 구조화된 패킹 모듈(18)의 대향 측면을 형성한다. 구조화된 패킹 시트(20)의 단부는 구조화된 패킹 모듈(18)의 단부를 형성하고, 구조화된 패킹 시트(20)의 상부 및 하부 에지는 구조화된 패킹 모듈(18)의 상부 및 하부 표면을 형성한다.
각각의 구조화된 패킹 모듈(18) 내에서 조립되는 개별 구조화된 패킹 시트(20)는 구조화된 패킹 모듈(18)의 대향 측면으로부터 구조화된 패킹 시트(20) 내로 연장되는 체결구(26)에 의해 함께 고정된다. 본 발명의 일 실시 형태에 따르면, 체결구(26)는 구조화된 패킹 모듈(18)의 측면에 대해 경사각으로 연장된다. 일 실시 형태에서, 경사각은 30 내지 80도의 범위일 수 있다. 다른 실시 형태에서, 경사각은 40 내지 70도의 범위일 수 있다. 다른 경사각이 가능하다.
일 실시 형태에서, 구조화된 패킹 모듈(18)의 일 측면으로부터 연장되는 체결구(26)는 구조화된 패킹 모듈(18)의 다른 측면으로 연장되거나 이를 관통하지 않는다. 마찬가지로, 구조화된 패킹 모듈(18)의 다른 측면으로부터 연장되는 체결구(26)는 구조화된 패킹 모듈(18)의 일 측면을 통해 연장되지 않는다. 각각의 체결구(26)는 각각의 구조화된 패킹 모듈(18) 내의 구조화된 패킹 시트(20)의 수의 적어도 60%, 적어도 75% 또는 적어도 95%를 통해 연장될 수 있다. 다른 실시 형태에서, 체결구(26)는 구조화된 패킹 모듈(18)의 대향 측면을 통해 연장될 수 있지만, 구조화된 패킹 모듈(18)의 측부-대-측부 배치를 방해할 정도로 대향 측면을 통해 연장되지는 않아야 한다.
도 2, 도 5 및 도 6에서 가장 잘 볼 수 있는 바와 같이, 구조화된 패킹 모듈(18)의 측면 중 하나로부터 연장되는 각각의 체결구(26)는 구조화된 패킹 모듈(18)의 대향 측면으로부터 연장되는 체결구(26) 중 다른 하나와, 구조화된 패킹 모듈(18) 내에서 구조화된 패킹 시트(20)의 분리에 저항하는 체결구(26) 사이의 교차각으로 짝을 이룬다. 통상적으로, 체결구(26) 쌍 중 적어도 2개는 구조화된 패킹 모듈(18)에서 이격된 위치에 위치된다.
체결구(26)는 다양한 형태를 포함할 수 있다. 도 9 내지 도 11에 도시된 예시된 실시 형태에서, 각각의 체결구(26)는 일 단부에 헤드(30) 및 뾰족한 대향 단부를 갖는 섕크(shank)(28)를 포함한다. 헤드(30)는 그것이 접촉하는 구조화된 패킹 시트(20)에 맞닿는 더 넓은 표면을 제공하도록 평탄화될 수 있다. 섕크(28)는 매끄러운 외측 표면을 가질 수 있거나, 또는 구조화된 패킹 시트(20)로부터 체결구(26)의 제거에 저항하는 돌출부 또는 융기된 구조체(32)를 포함할 수 있다. 융기된 구조체(32)는 도 9 및 도 10에 예시된 역-대향(reverse-facing) 치형부를 포함하는 다양한 형태, 고리형 구조체 또는 나선형 구조체를 가질 수 있다. 다른 실시 형태에서, 섕크(28)의 외측 표면은 도 11에 도시된 바와 같은 홈(34) 또는 구조화된 패킹 시트(20)로부터 체결구(26)의 제거에 저항하는 역할을 하는 다른 만입부를 포함할 수 있다.
체결구(26)의 섕크(28)가 융기된 구조체(32) 및/또는 홈(34)을 포함할 때, 체결구(26)는 도 8에 도시된 바와 같이 구조화된 패킹 모듈(18)의 대향 측면에 대해 수직으로 연장될 수 있으며, 구조화된 패킹 모듈(18) 내에서 구조화된 패킹 시트(20)의 분리에 저항하는 융기된 구조체(32) 및/또는 홈(34)을 갖는다. 도 2 내지 도 7에 도시된 바와 같은 다른 실시 형태에서, 융기된 구조체(32) 및/또는 홈(34)을 갖는 체결구(26)는 구조화된 패킹 모듈(18)의 대향 측면으로부터 경사각으로 연장되고, 이러한 경우에, 체결구(26) 쌍과 융기된 구조체(32) 및/또는 홈(34) 사이의 교차각은 모두 구조화된 패킹 모듈(18) 내의 구조화된 패킹 시트(20)의 분리에 저항한다. 또 다른 실시 형태에서, 융기된 구조체(32) 및/또는 홈(34)이 없는 체결구(26)는 구조화된 패킹 모듈(18)의 대향 측면으로부터 경사각으로 연장되고, 체결구(26) 쌍 사이의 교차각은 구조화된 패킹 모듈(18) 내의 구조화된 패킹 시트(20)의 분리에 저항한다.
구조화된 패킹 모듈(18)을 형성하는 방법에서, 개별 구조화된 패킹 시트(20)는 서로 직립, 평행한 관계로 순차적인 배열로 함께 조립되며, 구조화된 패킹 시트(20) 중 첫 번째 패킹 시트의 전면이 구조화된 패킹 모듈(18)의 일 측면을 형성하고, 구조화된 패킹 시트(20) 중 마지막 패킹 시트의 후면이 구조화된 패킹 모듈(18)의 대향 측면을 형성한다. 이어서, 체결구(26)는 구조화된 패킹 모듈(18)의 측면에 대해 경사각으로 또는 수직으로, 구조화된 패킹 모듈(18)의 대향 측면으로부터 조립된 구조화된 패킹 시트(20)내로 삽입된다. 일 실시 형태에서, 체결구(26)는 체결구(26)의 헤드(30)에 대해 구동력을 가함으로써 삽입된다. 구동력은 체결구(26)가 변형을 야기하지 않으면서 구조화된 패킹 시트(20)를 관통하여 체결구(26)의 헤드(30)를 구조화된 패킹 시트(20) 중 첫 번째 패킹 시트의 전면과 맞물리게 하도록 교정된다.
전술한 바로부터, 본 발명이 이러한 구조에 고유한 다른 이점과 함께 위에 기재된 모든 목적 및 목표를 달성하기에 아주 적합한 발명인 것이 이해될 것이다.
소정 특징 및 하위조합이 유용성을 갖고, 다른 특징 및 하위조합을 참조함이 없이 채용될 수 있는 것이 이해될 것이다. 이는 본 발명의 범주에 의해 고려되고, 본 발명의 범주 내에 있다.
많은 가능한 실시예가 본 발명의 범주로부터 벗어남이 없이 본 발명으로 구성될 수 있기 때문에, 본 명세서에 기재되거나 첨부 도면에 도시된 모든 사항이 제한의 의미가 아닌 예시적인 것으로 해석되어야 함이 이해되어야 한다.
Claims (29)
- 구조화된 패킹 모듈(structured packing module)로서,
서로 직립, 평행한 관계로 순차적으로 배열되는 복수의 개별 구조화된 패킹 시트 및 구조화된 패킹 모듈의 측면에 대해 경사각(angle of inclination)으로 구조화된 패킹 모듈의 대향 측면으로부터 구조화된 패킹 시트 내로 연장되는 체결구를 포함하며,
구조화된 패킹 시트 중 첫 번째 패킹 시트의 전면은 구조화된 패킹 모듈의 일 측면을 형성하고, 구조화된 패킹 시트 중 마지막 패킹 시트의 후면은 구조화된 패킹 모듈의 대향 측면을 형성하고,
각각의 구조화된 패킹 시트는 평행한 주름(corrugation)으로 주름지고, 구조화된 패킹 시트는 각각의 구조화된 패킹 모듈의 주름이 구조화된 패킹 모듈 중 인접한 것들의 주름에 대해 비스듬한 각도로 연장되도록 배열되는, 구조화된 패킹 모듈. - 삭제
- 제1항에 있어서, 체결구는 구조화된 패킹 모듈의 대향 측면으로 연장되지 않는, 구조화된 패킹 모듈.
- 제1항에 있어서, 구조화된 패킹 모듈의 측면 중 하나로부터 연장되는 각각의 체결구는 구조화된 패킹 모듈의 대향 측면으로부터 연장되는 체결구 중 다른 하나와 쌍을 이루는, 구조화된 패킹 모듈.
- 제4항에 있어서, 이격된 위치에 위치되는 두 쌍의 체결구를 포함하는, 구조화된 패킹 모듈.
- 제1항에 있어서, 체결구는 헤드로부터 연장되는 섕크(shank)를 포함하는, 구조화된 패킹 모듈.
- 제6항에 있어서, 상기 섕크는 구조화된 패킹 시트로부터 체결구의 제거에 저항하는 돌출부 또는 만입부(indentation)를 갖는 외부 표면을 갖는, 구조화된 패킹 모듈.
- 제7항에 있어서, 구조화된 패킹 시트는 육면 다면체 형상을 형성하도록 배열되는, 구조화된 패킹 모듈.
- 제8항에 있어서, 육면 다면체 형상은 입방체, 직사각형 직육면체 또는 평행육면체인, 구조화된 패킹 모듈.
- 제8항에 있어서, 경사각은 30 내지 80도인, 구조화된 패킹 모듈.
- 단부-대-단부(end-to-end) 및 측부-대-측부(side-to-side) 관계로 위치되는 복수의 구조화된 패킹 모듈을 포함하는 구조화된 패킹 층으로서, 각각의 구조화된 패킹 모듈은
서로 직립, 평행한 관계로 순차적으로 배열되는 복수의 개별 구조화된 패킹 시트 및 구조화된 패킹 모듈의 측면에 대해 경사각으로 구조화된 패킹 모듈의 대향 측면으로부터 구조화된 패킹 시트 내로 연장되는 체결구를 포함하며,
구조화된 패킹 시트 중 첫 번째 패킹 시트의 전면은 구조화된 패킹 모듈의 일 측면을 형성하고, 구조화된 패킹 시트 중 마지막 패킹 시트의 후면은 구조화된 패킹 모듈의 대향 측면을 형성하며, 각각의 구조화된 패킹 시트는 평행한 주름으로 주름지고, 구조화된 패킹 시트는 각각의 구조화된 패킹 모듈의 주름이 구조화된 패킹 모듈 중 인접한 것들의 주름에 대해 비스듬한 각도로 연장되도록 배열되는, 구조화된 패킹 층. - 제11항에 있어서, 체결구는 구조화된 패킹 모듈의 대향 측면으로 연장되지 않는, 구조화된 패킹 층.
- 제12항에 있어서, 구조화된 패킹 모듈의 측면 중 하나로부터 연장되는 각각의 체결구는 구조화된 패킹 모듈의 반대 측면으로부터 연장되는 체결구 중 다른 하나와 쌍을 이루는, 구조화된 패킹 층.
- 제13항에 있어서, 이격된 위치에 위치되는 두 쌍의 체결구를 포함하는, 구조화된 패킹 층.
- 제14항에 있어서, 체결구는 헤드로부터 연장되는 섕크를 포함하는, 구조화된 패킹 층.
- 제15항에 있어서, 상기 섕크는 구조화된 패킹 시트로부터 체결구의 제거에 저항하는 돌출부 또는 만입부를 갖는 외부 표면을 갖는, 구조화된 패킹 층.
- 제16항에 있어서, 구조화된 패킹 시트는 육면 다면체 형상을 형성하도록 배열되는, 구조화된 패킹 층.
- 제17항에 있어서, 육면 다면체 형상은 입방체, 직사각형 직육면체 또는 평행육면체인, 구조화된 패킹 층.
- 제17항에 있어서, 경사각은 30 내지 80도인, 구조화된 패킹 층.
- 제1항의 구조화된 패킹 모듈을 형성하는 방법으로서,
구조화된 패킹 시트를 서로 직립, 평행한 관계로 순차적인 배열로 함께 조립하는 단계 및 구조화된 패킹 모듈의 측면에 대해 경사각으로 구조화된 패킹 모듈의 대향 측면으로부터 구조화된 패킹 시트 내로 체결구를 삽입하는 단계를 포함하며,
구조화된 패킹 시트 중 첫 번째 패킹 시트의 전면은 구조화된 패킹 모듈의 일 측면을 형성하고, 구조화된 패킹 시트 중 마지막 패킹 시트의 후면은 구조화된 패킹 모듈의 대향 측면을 형성하는, 방법. - 구조화된 패킹 모듈로서,
서로 직립, 평행한 관계로 순차적으로 배열되는 복수의 개별 구조화된 패킹 시트 및 구조화된 패킹 모듈의 대향 측면으로부터 구조화된 패킹 시트 내로 연장되고, 구조화된 패킹 시트로부터 체결구의 제거에 저항하는 돌출부 또는 만입부를 갖는 외부 표면을 갖는 체결구를 포함하며,
구조화된 패킹 시트 중 첫 번째 패킹 시트의 전면은 구조화된 패킹 모듈의 일 측면을 형성하고, 구조화된 패킹 시트 중 마지막 패킹 시트의 후면은 구조화된 패킹 모듈의 대향 측면을 형성하고,
각각의 구조화된 패킹 시트는 평행한 주름으로 주름지고, 구조화된 패킹 시트는 각각의 구조화된 패킹 모듈의 주름이 구조화된 패킹 모듈 중 인접한 것들의 주름에 대해 비스듬한 각도로 연장되도록 배열되는, 구조화된 패킹 모듈. - 삭제
- 제21항에 있어서, 체결구는 구조화된 패킹 모듈의 대향 측면으로 연장되지 않는, 구조화된 패킹 모듈.
- 제21항에 있어서, 구조화된 패킹 모듈의 측면 중 하나로부터 연장되는 각각의 체결구는 구조화된 패킹 모듈의 반대 측면으로부터 연장되는 체결구 중 다른 하나와 쌍을 이루는, 구조화된 패킹 모듈.
- 제24항에 있어서, 이격된 위치에 위치되는 두 쌍의 체결구를 포함하는, 구조화된 패킹 모듈.
- 제21항에 있어서, 체결구는 헤드로부터 연장되는 섕크를 포함하는, 구조화된 패킹 모듈.
- 제21항에 있어서, 체결구는 구조화된 패킹 모듈의 측면에 대해 구조화된 패킹 시트 내로 수직으로 연장되는, 구조화된 패킹 모듈.
- 제27항에 있어서, 구조화된 패킹 시트는 육면 다면체 형상을 형성하도록 배열되는, 구조화된 패킹 모듈.
- 제28항에 있어서, 육면 다면체 형상은 입방체, 직사각형 직육면체 또는 평행육면체인, 구조화된 패킹 모듈.
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