KR200320050Y1 - 용매 회수장치의 유수 분리기 - Google Patents

용매 회수장치의 유수 분리기 Download PDF

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Abstract

본 고안은 용매 회수장치의 유수 분리기에 관한 것으로서, 유수 분리기의 내부에 포집되는 유분 또는 수분을 각각의 구분된 저장공간을 이용하여 흡입 및 회수할 수 있는 동시에 유분의 경우에는 두차례에 걸쳐 포집한 후, 흡입 및 회수할 수 있는 2단 혼합식 탱크수단을 포함하는 유수 분리기를 제공함으로써, 유분과 수분을 회수할 때 서로 섞이는 문제를 완전히 배제할 수 있으며, 이에 따라 고품질의 유분 또는 수분을 효과적으로 회수할 수 있도록 한 것이다.
또한, 유수 분리기의 내부에 응축수단을 설치하여 증기상태로 유입되는 유분 또는 수분을 유체상태로 빠르게 변환시킬 수 있도록 함으로써, 유분 또는 수분의 전체적인 회수효율을 높일 수 있도록 한 것이다.

Description

용매 회수장치의 유수 분리기{Oil/water separator for solvent recovery system}
본 고안은 용매 회수장치의 유수 분리기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 유분과 수분을 각각 포집하면서 특히, 유분을 두차례에 걸쳐 포집할 수 있는 각각의 탱크를 사용하여 적정수준에서 유분과 수분을 독립적으로 회수하는 방식의 2단 혼합식 탱크수단을 포함하는 유수 분리기를 제공함으로써, 유분과 수분의 분리효율을 높일 수 있고, 불순물을 제외한 고품질의 유분 또는 수분을 효과적으로 회수할 수 있는 용매 회수장치의 유수 분리기에 관한 것이다.
일반적으로 인쇄설비, 제지설비, 화학설비 등과 같이 용매를 많이 사용하는 대부분의 산업설비에서는 환경오염을 방지하고 자원을 재활용하는 측면에서 후처리를 위한 용매 회수장치를 많이 적용하고 있는 추세이다.
이러한 용매 회수장치는 주로 폐수 속에 포함되어 있는 용매, 예를 들면 유분(油分)을 진공압으로 분리 및 정제한 후, 수분(水分)과 함께 회수하는 방식이며, 유분과 수분을 정제시킨 상태로 회수할 수 있는 장점이 있기 때문에 대부분의 산업설비에서 후처리용으로 많이 적용하고 있다.
이와 같은 용매 회수장치는, 도 1에 도시한 바와 같이, 일정량의 유분과 수분을 저장하는 폐수탱크(100)와, 유분 또는 수분을 분리하기 전 증기상태로 만들어주기 위한 예열기(110) 및 증류챔버(120)와, 증기상태의 유분 또는 수분의 응축을 위해 온도를 낮춰주는 냉각기(130)와, 실질적인 유분 또는 수분의 분리 및 포집이 진행되는 유수 분리기(140)와, 분리 및 포집된 유분 또는 수분을 강제 회수한 후 이를 저장하기 위한 진공펌프(150a),(150b) 및 각각의 회수탱크(160a),(160b) 등으로 이루어져 있다.
여기서, 미설명 부호 170은 증류챔버의 열원으로 사용되는 전기히터이고, 180은 냉각기를 위한 팬을 나타낸다.
따라서, 상기 용매 회수장치의 가동을 통해 유분과 수분을 분리한 후 회수하는 과정에 대해 살펴보면 다음과 같다.
폐수탱크 내에 유분 또는 수분이 일정수준 이상이 되면, 각 진공펌프의 가동에 따라 폐수탱크 내의 유분 또는 수분은 공급라인(L1)을 통하여 예열기로 보내지게 되고, 계속해서 유분 또는 수분은 증류챔버를 거치면서 증기상태로 변하게 되고, 이러한 증기상태의 유분 또는 수분은 냉각기를 거쳐 유수 분리기 내로 보내져 포집된다.
이렇게 유수 분리기 내에 포집된 유분과 수분이 일정수준 이상이 되면, 계속적으로 작용하고 있는 진공펌프의 진공압에 의해 회수라인(L2)을 통하여 회수탱크 내에 회수되므로서, 유분 또는 수분의 회수를 위한 하나의 사이클이 완료된다.
그러나, 기존의 용매 회수장치에서 적용하고 있는 유수 분리기의 경우에는유분과 수분을 단일 탱크 내에 포집한 상태에서 각각을 진공압으로 흡입하여 회수하는 방식으로 되어 있어서 유분이나 수분 회수시 상대성분이 일부 혼입되는 단점, 예를 들면 유분 회수시 수분이 일부 섞이거나, 또는 수분 회수시 유분이 일부 섞이는 등의 단점이 있다.
또한, 유수 분리기 내부로 유입되는 유분 또는 수분은 초기에 증기상태로 유입된 후, 자연 응축되면서 유체상태로 포집되고, 이렇게 유체상태로 있는 유분 또는 수분을 회수하게 되는데, 이러한 유체상태로 전환되는 경과시간이 길게 소요되는 단점이 있고, 간혹 증기상태 그대로 회수되는 경우도 많아 회수되는 유분 또는 수분의 품질이 떨어지는 단점이 있다.
즉, 기존의 유수 분리기로는 순도높은 정확한 품질의 유분 또는 수분을 확보할 수 없는 단점이 있다.
따라서, 본 고안은 이와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 유수 분리기의 내부에 포집되는 유분 또는 수분을 각각의 구분된 저장공간을 이용하여 흡입 및 회수할 수 있는 동시에 유분의 경우에는 두차례에 걸쳐 포집한 후, 흡입 및 회수할 수 있는 2단 혼합식 탱크수단을 포함하는 유수 분리기를 제공함으로써, 유분과 수분을 회수할 때 서로 섞이는 문제를 완전히 배제할 수 있으며, 이에 따라 고품질의 유분 또는 수분을 효과적으로 회수할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 고안의 다른 목적은 증기상태로 유입되는 유분 또는 수분을 유체상태로 빠르게 변환시키기 위하여 유수 분리기의 내부에 설치되는 응축수단을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 고안은 일정량의 유분과 수분을 저장하는 폐수탱크, 유분 또는 수분을 분리하기 전 증기상태로 만들어주기 위한 예열기 및 증류챔버, 증기상태의 유분 또는 수분의 응축을 위해 온도를 낮춰주는 냉각기, 실질적인 유분 또는 수분의 분리 및 포집이 진행되는 유수 분리기, 분리 및 포집된 유분 또는 수분을 강제 회수한 후 이를 저장하기 위한 진공펌프 및 각각의 회수탱크 등을 포함하는 용매 회수장치에 있어서, 상기 유수 분리기는 증류챔버측과 연결되는 유수 유입구 및 진공펌프측으로 연결되는 수분 회수구를 상부에 갖고 있으며 내부 일정높이에는 유분의 배출을 위한 유분 배출구가 형성되어 있는 동시에 내부의 바닥부근까지 레벨센서 및 흡입 파이프가 연장되어 있고 일정량의 유분 또는 수분을 포집하는 제1탱크와, 상기 제1탱크의 하부에 배치되면서 상부의 유분 유입구에서 연장되는 연결용 파이프를 통해 제1탱크의 유분 배출구와 연결되고 상부 일측에는 내부의 바닥쪽으로 연장되는 흡입 파이프를 가지면서 진공펌프측으로 연결되는 유분 회수구가 형성되어 있으며 제1탱크측에서 오버플로되는 유분을 포집하는 제2탱크를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1탱크는 유수 유입구의 내부측 바로 밑에서 한쪽으로 경사지게 설치되면서 지그재그 형태로 배치되는 격판을 이용하여 증기상태의 유분 또는 수분의 응축을 유도하는 응축기를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1탱크는 솔레노이드 밸브를 가지면서 수분 회수구측에서 연장되는 주라인과, 탱크 내부와 통하는 별도의 진공압 도입구측에서 연장되면서 주라인과 합류되는 보조라인을 통해 진공펌프측 회수라인과 연결되는 구조로 되어 있는 것을 특징으로 한다.
도 1은 일반적인 용매 회수장치의 라인구성을 보여주는 흐름도
도 2는 본 고안에 따른 용매 회수장치의 유수 분리기를 보여주는 사시도
도 3은 도 2의 정면구성도
도 4는 도 2의 평면구성도
도 5는 본 고안에 따른 용매 회수장치의 유수 분리기에서 응축기의 구조를 보여주는 단면도
도 6은 본 고안에 따른 용매 회수장치의 유수 분리기에서 용매와 물의 회수관계를 설명하기 위한 흐름도
〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉
10 : 유수 유입구 11 : 수분 회수구
12 : 유분 배출구 13 : 레벨센서
14a,14b : 흡입 파이프 15 : 제1탱크
16 : 유분 유입구 17 : 연결용 파이프
18 : 유분 회수구 19 : 제2탱크
20 : 격판 21 : 응축기
22 : 솔레노이드 밸브 23 : 주라인
24 : 보조라인 25 : 진공압 도입구
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 고안을 상세히 설명하면 다음과 같다.
첨부한 도 2 내지 도 4는 본 고안에 따른 용매 회수장치의 유수 분리기를 나타낸다.
도 2 내지 도 4에 도시한 바와 같이, 상기 유수 분리기는 2개의 탱크를 상하 조합한 구조로 이루어지며, 상부에 배치되는 탱크에는 유분 또는 수분이 선택적으로 포집되고, 하부에 배치되는 탱크에는 상부로부터 오버플로되는 유분이 2차적으로 포집된다.
이에 따라, 상부의 탱크를 통해서는 수분을 회수할 수 있고, 하부의 탱크를 통해서는 유분을 회수할 수 있으므로, 각 성분의 회수시 상대 성분이 혼입되는 것을 원천적으로 배제할 수 있게 된다.
이를 위하여, 각각의 드레인 수단을 갖춘 제1탱크(15)와 제2탱크(19)는 위아래로 배치되면서 파이프의 연결을 위해 약간 어긋나게 결합되며, 각각의 탱크(15),(19)는 연결용 파이프(17)에 의해 연결되어 상부의 탱크측에서 하부의 탱크측으로 유분이 보내질 수 있게 된다.
상기 제1탱크(15)의 상부에는 3개의 연결구, 즉 유분 또는 수분의 유입을 위한 유수 유입구(10)와, 수분의 회수를 위한 수분 회수구(11)와, 탱크 내부에 진공압을 제공하기 위한 진공압 도입구(25)가 서로 간의 간섭을 피할 수 있는 위치에 각각 형성되고, 상부의 또 다른 위치에는 레벨센서(13)가 설치된다.
상기 유수 유입구(10)는 냉각기(130)를 거쳐 증류챔버(120)측으로 연장되는 라인과 연결되어 증류챔버(120)로부터 보내지는 증기상태의 유분 또는 수분이 제1탱크(15)로 유입될 수 있게 되며, 상기 레벨센서(13)는 탱크의 내부 바닥부근까지 연장되어 수분의 수위정도를 감지한 후, 이때의 신호를 후술하는 솔레노이드 밸브(22)의 동작을 위한 신호를 제공하는 역할을 하게 된다.
특히, 상기 수분 회수구(11)와 진공압 도입구(25)는 탱크 내에 포집되어 있는 수분이 회수라인(L2)측으로 진행되게 하는 통로로서, 이를 위하여 수분 회수구(11)측에는 수분흐름을 위한 주라인(23)이 연결되는 동시에 진공압 도입구(25)측에는 진공압 조성을 위한 보조라인(24)이 연결되고, 이들 라인이 소정의 구간에서 합류된 후, 회수라인(L2)과 연결된다.
또한, 상기 수분 회수구(11)의 탱크 내측으로는 바닥부근까지 연장되는 흡입 파이프(14a)가 연결되어 이것을 통해 유분보다 아래로 가라앉아 있는 수분을 흡입할 수 있게 되고, 상기 주라인(23)상에는 레벨센서(13)의 신호에 근거하여 동작하는 솔레노이드 밸브(22)가 장착되어 수분의 흐름을 단속할 수 있게 된다.
이에 따라, 진공펌프(150a)의 가동에 따라 보조라인(24) 및 진공압 도입구(25)를 통해 제1탱크(15)의 내부에 진공압이 작용하게 되면서 유수 유입구(10)를 통하여 탱크 내부로 증기상태의 수분(또는 유분)이 유입되고, 계속해서 탱크 내부에 포집된 수분이 일정 수준을 넘어서 레벨센서(13)에 의해 감지되면, 이때의 신호를 입력받은 컨트롤러(미도시)의 제어에 의해 솔레노이드 밸브(22)가 개방되면서 이와 동시에 보조라인(24)에 지속적으로 작용하고 있던 진공압에 의해 탱크에 포집되어 있던 수분이 흡입 파이프(14a)와 주라인(23)을 통해 회수라인(L2)으로 빠져나가게 된다.
상기 제2탱크(19)는 유분을 포집한 후, 다른 하나의 회수라인(L2)측에 제공하는 부분으로서, 상부에는 2개의 연결구, 즉 탱크 내부로 유분을 들어오게 하기 위한 유분 유입구(16)와 탱크 내부에 포집된 유분을 빠져나가게 하기 위한 유분 회수구(18)가 각각 형성되어 있다.
상기 유분 유입구(16)는 연결용 파이프(17)를 통해 제1탱크(15)의 상측벽에 형성된 유분 배출구(12)와 연결되어 이곳을 통해 제1탱크(15)에서 오버플로되는 유분이 유입될 수 있게 되며, 상기 유분 회수구(18)는 외측으로 회수라인(L2)측과 직접 연결되는 동시에 내측으로 탱크 바닥부근의 일정 높이까지 연장되는 흡입 파이프(14b)가 연결되어 있어서 이곳을 통해 탱크 내부에 포집된 유분을 흡입한 후, 회수라인(L2)측으로 보낼 수 있게 된다.
예를 들면, 진공펌프(150b)의 가동에 따라 회수라인(L2)과 연결용 파이프(17)를 통해 제2탱크(19)와 제1탱크(15)의 내부에 동시에 진공압이 작용하게 되면서 유수 유입구(10)를 통하여 탱크 내부로 증기상태의 유분이 유입되고, 계속해서 탱크 내부에 포집된 유분이 적정 수준을 넘어서 유분 배출구(12)를 통해 제2탱크(19)측으로 오버플로되고, 계속해서 제2탱크(19)의 내부에 유분이 적정량 포집되면, 즉 유분의 수준이 흡입 파이프(14b)의 하단 위치까지 채워지게 되면, 회수라인(L2)상에 지속적으로 작용하고 있던 진공압에 의해 탱크에 포집되어 있던 유분이 흡입 파이프(14b)를 통해 회수라인(L2)측으로 빠져나가게 된다.
미설명부호 15a는 물주입구이며 19a는 유분주입구로서 물과 유분을 탱크내로 소량 채워주기 위한 것이다.
한편, 상기 제1탱크(15)에는 증기상태로 유입되는 유분 또는 수분의 응축효율을 높일 수 있는 수단으로 응축기(21)가 구비된다.
도 5에 도시한 바와 같이, 상기 응축기(21)는 직사각형 몸체상에 다수의 격판(20)이 지그재그 형태로 배치되어 있는 구조로 이루어져 있으며, 제1탱크(15)의 내부에서 유수 유입구(10)측에 한쪽이 지지되면서 다른 한쪽을 하향 경사지게 한 자세로 설치된다.
이에 따라, 유수 유입구(10)를 통해 들어온 증기상태의 유분 또는 수분은 격판(20) 사이사이를 부딪히면서 진행하게 되고, 계속해서 격판(20)에 부딪혀 응축된 유분과 수분은 경사진 자세의 응축기(21)에 의해 자연스럽게 아래로 흐르면서 탱크 바닥측으로 떨어져 포집될 수 있게 된다.
본 고안에서는 위와 같은 응축기의 채용으로 인해 증기상태의 유분 또는 수분을 신속하게 유체로 변환시킬 수 있게 되므로, 유분 또는 수분의 응축율을 높일 수 있게 되고, 더 나아가 유분 또는 수분의 전체적인 회수효율을 높일 수 있게 된다.
따라서, 이와 같은 본 고안의 유수 분리기를 적용한 용매 회수장치에서 유분과 수분을 회수하는 과정에 대해 살펴보면 다음과 같다.
도 6에 도시한 바와 같이, 본 고안의 용매 회수장치는 기본적으로 폐수탱크(100)의 내부에 저장되어 있는 유분과 수분 중에서 수분의 수준을 검출한 후, 수분의 수준이 일정레벨 이상이면 수분의 회수를 위한 진공펌프(150a)를 가동시켜 수분을 회수하고, 수분의 수준이 일정레벨 이하이면 유분의 회수를 위한 진공펌프(150b)를 가동시켜 유분을 회수하는 시스템을 구성하고 있다. 여기서 상기 폐수탱크(100) 내의 수분의 수준(수위)을 검출하는 것은 레벨센서(101)를 구비하여 하게되며 또 진공펌프(150a,150b)의 진공압에 의한 회수시 수분과 유분을 따로 흡입할 수 있도록 폐수탱크(100) 내로는 두개의 길고 짧은 흡입파이프(102,103)가 구비된다. 이때 흡입파이프(102,103) 상에는 각각 솔레노이드 밸브(104)가 설치되어 레벨센서(101)의 수준 검출신호를 받아 수분 또는 유분을 별도로 분리하며 회수하게 된다.
상기 시스템의 기본 흐름은 다음과 같다.
폐수탱크(100) 내에서 수분의 수준을 검출한 후, 설정 수준에 도달하면 수분 흡입을 위한 진공압을 발생시키는 진공펌프(150a)가 가동하고, 설정 수준에 못미치면 유분 흡입을 위한 진공압을 발생시키는 진공펌프(150b)가 가동한다.
진공펌프(150a),(150b)의 가동에 따라 폐수탱크(100)로부터 빠져나온 수분 또는 유분은 공급라인(L1)을 통해 예열기(110), 증류챔버(120), 냉각기(130)를 차례로 거치면서 증기상태로 유수 분리기(140)측으로 보내지고, 계속해서 유수 분리기(140)를 경유한 수분 또는 유분은 회수라인(L2)을 통해 각각의회수탱크(160a),(160b)로 회수된다.
유수 분리기 내에서의 유분 또는 수분의 흐름진행을 다음과 같다.
먼저, 수분의 회수를 위한 흐름진행을 살펴보면, 진공펌프(150a) 가동 →제1탱크의 내부에 진공압 작용 →제1탱크의 내부에 증기상태의 수분 유입 →제1탱크 내부의 수분 수준감지 →일정 수준 이상시 솔레노이드 밸브 개방 →수분 회수의 과정을 통해 수분을 회수할 수 있다.
또한, 유분의 회수를 위한 흐름진행을 살펴보면, 진공펌프(15b) 가동 →제2탱크 및 제1탱크의 내부에 진공압 작용 →제1탱크의 내부에 증기상태의 유분 유입 →제1탱크 내부에서 유분 오버플로 발생 →제2탱크의 내부에 유분 포집 →포집된 유분의 일정수준 도달 →유분 회수의 과정을 통해 유분을 회수할 수 있다.
이상에서와 같이 본 고안고안개의 탱크를 혼합식으로 구성하여 유분과 수분을 별도로 흡입 및 회수할 수 있는 방식으로 이루어진 유수 분리기를 제공함으로써, 유분과 수분의 분리효율을 높일 수 있는 장점이 있으며, 불순물을 제외한 순도높은 고품질의 유분 또는 수분을 효과적으로 회수할 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

  1. 일정량의 유분과 수분을 저장하는 폐수탱크, 유분 또는 수분을 분리하기 전 증기상태로 만들어주기 위한 예열기 및 증류챔버, 증기상태의 유분 또는 수분의 응축을 위해 온도를 낮춰주는 냉각기, 실질적인 유분 또는 수분의 분리 및 포집이 진행되는 유수 분리기, 분리 및 포집된 유분 또는 수분을 강제 회수한 후 이를 저장하기 위한 진공펌프 및 각각의 회수탱크 등을 포함하는 용매 회수장치에 있어서,
    상기 유수 분리기는, 증류챔버측과 연결되는 유수 유입구(10) 및 진공펌프측으로 연결되는 수분 회수구(11)를 상부에 갖고 있으며 내부 일정높이에는 유분의 배출을 위한 유분 배출구(12)가 형성되어 있는 동시에 내부의 바닥부근까지 레벨센서(13) 및 흡입 파이프(14a)가 연장되어 있고 일정량의 유분 또는 수분을 포집하는 제1탱크(15)와, 상기 제1탱크(15)의 하부에 배치되면서 상부의 유분 유입구(16)에서 연장되는 연결용 파이프(17)를 통해 제1탱크(15)의 유분 배출구(12)와 연결되고 상부 일측에는 내부의 바닥쪽으로 연장되는 흡입 파이프(14b)를 가지면서 진공펌프측으로 연결되는 유분 회수구(18)가 형성되어 있으며 제1탱크(15)측에서 오버플로되는 유분을 포집하는 제2탱크(19)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 용매 회수장치의 유수 분리기.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제1탱크(15)는 유수 유입구(10)의 내부측 바로 밑에서 한쪽으로 경사지게 설치되면서 지그재그 형태로 배치되는 격판(20)을 이용하여 증기상태의 유분 또는 수분의 응축을 유도하는 응축기(21)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 용매 회수장치의 유수 분리기.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 제1탱크(15)는 솔레노이드 밸브(22)를 가지면서 수분 회수구(11)측에서 연장되는 주라인(23)과, 탱크 내부와 통하는 별도의 진공압 도입구(25)측에서 연장되면서 주라인(23)과 합류되는 보조라인(24)을 통해 진공펌프측 회수라인과 연결되는 구조로 되어 있는 것을 특징으로 하는 용매 회수장치의 유수 분리기.
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