KR20110022850A - A circle thin film vaporization equipment and control method for the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 원심 박막 증발장치 및 이에 따른 제어방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 외주면에 가열 수단이 구비되어 내부가 가열되는 진공상태의 하우징 내부를 수직으로 관통 형성되어 모터에 의하여 회전하는 축에 길이 방향으로 다수 개의 원판이 설치되고, 상기 원판의 하단면에 다수개의 블레이드가 설치되며, 상기 하우징의 상부를 통해 유입된 유체가 다수개의 원판에 구비되면서 원심력에 의해 원판의 외주면으로 이송됨과 동시에 원판의 상면에 박막이 형성되어, 박막의 형성과 증발 전열 면적 증가의 동시 효과로 내부온도와 진공에 의하여 1차 증발이 급격하게 일어나고, 상기 원판에서 증발되지 않은 나머지 유체는 상기 원판의 상면으로부터 상기 하우징 내면 사이로 이송되어 상기 하우징 내주면을 흐를 때 상기 원판하부에 부착된 상기 블레이드와 상기 하우징 내주면 사이에 또한 강제 박막이 형성되어 내부온도와 하우징 내주면의 온도에 의하여 유체의 2차증발이 일어나며, 그로 인해 증발장치의 효율은 급격하게 증가하고, 상기 모터의 회전에 의해 회전하는 축의 하부에 설치되어 축의 회전에 의하여 구동되는 펌프가 상기 하우징 내부의 하부에 구비되어, 상기 하우징 하부에 저장된 증발되지 않은 유체를 상기 하우징 상부 의 유체 유입구로 펌핑하여 유체가 하우징의 상부와 하부를 순환하면서 연속적인 증발이 일어나고, 또한 유체의 순환을 위한 순환 펌프가 상기 하우징 내부에 설치되어, 증발장치를 구동하기 위한 설치공간이 크게 축소되어 장치의 콤펙트화 달성은 물론이고 설치 위치에 제약을 받지 않는 원심 박막 증발장치 및 이에 따른 제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to a centrifugal thin film evaporation apparatus and a control method thereof, and more particularly, a heating means is provided on an outer circumferential surface thereof to vertically penetrate an inside of a housing in a vacuum state in which the inside is heated. A plurality of disks are installed in the direction, a plurality of blades are installed on the lower surface of the disk, the fluid flowing through the upper portion of the housing is provided in the plurality of disks and transferred to the outer peripheral surface of the disk by centrifugal force and at the same time A thin film is formed on the upper surface, and the first evaporation is suddenly caused by the internal temperature and the vacuum due to the simultaneous effect of the formation of the thin film and the increase in the evaporation heat transfer area, and the remaining fluid which has not been evaporated from the disk is transferred from the upper surface of the disk to the inner surface of the housing. An image attached to the lower part of the disc when it is transported between and flows through the inner circumferential surface of the housing. Also, a forced thin film is formed between the blade and the inner circumferential surface of the housing so that the secondary evaporation of the fluid occurs due to the internal temperature and the inner circumferential surface of the housing, thereby rapidly increasing the efficiency of the evaporator and rotating by the rotation of the motor. The pump is installed in the lower portion of the shaft and driven by the rotation of the shaft is provided in the lower portion of the inside of the housing, pumping the non-vaporized fluid stored in the lower portion of the housing to the fluid inlet of the upper portion of the housing so that the fluid is The continuous evaporation occurs while circulating, and a circulation pump for circulating fluid is installed inside the housing, so that the installation space for driving the evaporator is greatly reduced, thus achieving compactness of the apparatus and being limited by the installation position. Centrifugal thin film evaporation apparatus and control method accordingly.
폐유의 정제 방법은 일반적으로 화학적 처리방법과 물리적 처리방법으로 대별된다. 화학적 처리 방법은 기존의 폐유 재활용업체에서 대다수 사용하고 있는 이온정제 방법이 대표적이나, 이 방법은 정제 제품의 품질수준이 낮고 환경오염 물질을 많이 함유하고 있어 환경부에서는 물리적 방법인 고온 열분해 방법으로 공정의 변경을 권장하고 있다. The method of purifying waste oil is generally classified into chemical treatment and physical treatment. The chemical treatment method is typical of the ionic refining method used by the existing waste oil recycling companies, but this method is a high-temperature pyrolysis method, which is a physical method in the Ministry of Environment since the quality of refined products is low and contains many environmental pollutants. A change is recommended.
반면 고온열분해 방법은 이온정제 방법에 비하여 정제 제품의 품질 수준이 높고 환경오염 물질이 적게 함유되어 있어 부가가치가 높은 정제방법이다. On the other hand, high-temperature pyrolysis is a high value-added purification method because it has higher quality level of purified products and less environmental pollutants than ion purification method.
그러나 고온열분해 방법은 상압 상태에서 고온(370℃ ~ 550℃)으로 가열하여 열분해 시키기 때문에 제품이 불안정하고 타르가 발생하며 악취가 심한 단점을 가지고 있다. 일정시간 경과 후에는 침전물이 생성이 되고 타르에 의해 버너 사용시 연소 노즐 및 배관에서의 막힘 현상이 나타난다. 또한 고온으로 운전되기 때문에 설비의 내구성이 짧고, 화재 및 폭발 위험성이 비교적 높으며, 발생되는 슬러지를 처리하기 위하여 공장의 가동을 정지하여야 하며, 설비의 초기 투자 비용이 높고 설비 운영에 많은 노력 및 주의가 요구된다.However, the high temperature pyrolysis method has a disadvantage that the product is unstable, tar is generated, and bad odor because it is pyrolyzed by heating to a high temperature (370 ℃ ~ 550 ℃) at atmospheric pressure. After a certain period of time, sediment is formed, and tar causes clogging of the combustion nozzle and piping when the burner is used. In addition, because the equipment is operated at a high temperature, the durability of the equipment is short, the risk of fire and explosion is relatively high, the plant must be shut down to deal with the sludge generated, the initial investment cost of the equipment is high, Required.
본 발명은 상기 종래의 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로서,SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems,
외주면에 가열 수단이 구비되어 내부가 가열되는 진공상태의 하우징 내부를 수직으로 관통 형성되어 모터에 의하여 회전하는 축에 길이 방향으로 다수 개의 원판이 설치되고, 상기 원판의 하단면에 다수개의 블레이드가 설치되며, 상기 하우징의 상부를 통해 유입된 유체가 다수개의 원판에 구비되면서 원심력에 의해 원판의 외주면으로 이송됨과 동시에 원판의 상면에 박막이 형성되어, 박막의 형성과 증발 전열 면적 증가의 동시효과로 1차 증발이 급격하게 일어나고, 상기 원판에서 증발되지 않은 나머지 유체는 상기 원판의 상면으로부터 상기 하우징 내면 사이로 이송되어 상기 하우징 내주면을 흐를 때 상기 원판하부에 부착된 상기 블레이드와 상기 하우징 내주면 사이에 또한 강제 박막이 형성되어 내부온도와 하우징 내주면의 온도에 의하여 유체의 2차증발이 일어나며, 그로 인해 증발장치의 효율은 급격하게 증가하는 원심 박막 증발장치 및 이에 따른 제어방법을 제공하는데 목적이 있다.A heating means is provided on the outer circumferential surface to vertically penetrate the inside of the vacuum housing in which the inside is heated, and a plurality of discs are installed in the longitudinal direction on an axis rotated by a motor, and a plurality of blades are installed on the bottom surface of the disc. In addition, the fluid flowing through the upper portion of the housing is provided in the plurality of disks and transferred to the outer circumferential surface of the disk by centrifugal force, and at the same time a thin film is formed on the upper surface of the disk. A forced thin film is also formed between the blade attached to the bottom of the disc and the housing inner circumferential surface when the difference evaporates rapidly and the remaining fluid which is not evaporated in the disc flows from the upper surface of the disc to the inner surface of the housing and flows through the inner circumference of the housing. Is formed by the internal temperature and the temperature of the inner peripheral surface of the housing. The secondary evaporation of the sieve occurs, and the purpose of the present invention is to provide a centrifugal thin film evaporation apparatus and a control method accordingly, in which the efficiency of the evaporation apparatus is rapidly increased.
또한, 상기 모터의 회전에 의해 회전하는 축의 하부에 설치되어 축의 회전에 의하여 구동되는 펌프가 상기 하우징 내부의 하부에 구비되어, 상기 하우징 하부에 저장된 증발되지 않은 유체를 상기 하우징 상부의 유체 유입구로 펌핑하여 유체가 하우징의 상부와 하부를 순환하면서 연속적인 증발이 일어나고, 또한 유체의 순환을 위한 순환 펌프가 상기 하우징 내부에 설치되어, 증발장치를 구동하기 위한 설치공간이 크게 축소되어 장치의 콤펙트화 달성은 물론이고 설치 위치에 제약을 받 지 않는 원심 박막 증발장치를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.In addition, a pump installed under the shaft rotated by the rotation of the motor and driven by the rotation of the shaft is provided in the lower portion of the housing to pump the non-evaporated fluid stored in the lower portion of the housing to the fluid inlet of the upper portion of the housing. As the fluid circulates in the upper and lower portions of the housing, continuous evaporation occurs, and a circulation pump for circulating fluid is installed inside the housing, so that the installation space for driving the evaporator is greatly reduced, thereby achieving compactness of the apparatus. Of course, there is another object to provide a centrifugal thin film evaporator that is not restricted by the installation location.
상기 목적을 달성하고자, 본 발명은 내부가 진공상태로 외부의 유체를 내부로 이송시키는 이송관이 상측 일측면에 관통 형성되어 내부까지 구비되고, 상기 이송관을 통해 내부에 유입한 유체를 증발시켜 변환된 기체가 외부로 배출되도록 상측부에 증기 배출구가 형성되는 하우징과;In order to achieve the above object, the present invention is provided with a transfer pipe for transferring the fluid inside the inside in a vacuum state through the upper side is provided to the inside, to evaporate the fluid introduced into the interior through the transfer pipe A housing having a steam outlet formed at an upper portion thereof so that the converted gas is discharged to the outside;
상기 하우징의 외주면에 구비되어 상기 하우징의 내주면과 내부를 가열시키는 가열부와;A heating unit provided on an outer circumferential surface of the housing to heat the inner circumferential surface and the inside of the housing;
상기 하우징의 상부면에 구비되는 모터와, 상기 모터에 연결되어 하우징의 내측으로 수직 관통되어 모터에 의해 회전되는 축으로 구성되는 구동부와;A drive unit comprising a motor provided on an upper surface of the housing and an axis connected to the motor and vertically penetrating into the housing to be rotated by the motor;
상기 축의 상측부에 구비되어 이송관을 통해 유입된 유체가 축을 따라 하측으로 유도되도록 단면상 깔때기 형태로 형성되는 유도부와;An induction part provided in an upper portion of the shaft and formed in a funnel shape in cross section so that fluid introduced through the transport pipe is guided downward along the axis;
상기 축의 외주면에 길이방향으로 이격되어 상기 하우징과 동심으로 다수개의 원판이 설치되고, 상기 유도부를 통하여 축을 따라 이송된 유체가 축에 설치된 다수개의 원판 중 가장 상측에 위치한 원판의 상부면에 공급되며, 상기 원판의 회전시 원심력에 의해 유체가 원판의 외주면으로 이송되면서 원판의 상부면에는 유체의 박막이 형성됨과 동시에 단위 체적당 유체와 열사이의 전열면적이 증가하여 1차 증발이 일어나고, 상기 1차 증발 후, 잔류 유체는 원심력에 의하여 상기 원판의 외주면과 상기 하우징의 내주면 사이의 공간으로 이송되어 공간을 따라 흐를 때 상기 원판의 하부면에 수직으로 구비되어 원판의 회전과 일치하여 회전하는 다수개의 블레이드의 일단면과 상기 하우징의 내주면 사이에 강제 박막이 형성되어 2차 증발이 일어나는 증발부와;A plurality of discs are installed concentrically with the housing and spaced apart in the longitudinal direction on the outer circumferential surface of the shaft, and the fluid transferred along the shaft through the guide portion is supplied to the upper surface of the disc located on the uppermost side of the plurality of discs installed on the shaft, As the fluid is transferred to the outer circumferential surface of the disk by the centrifugal force during the rotation of the disk, a thin film of fluid is formed on the upper surface of the disk and the heat transfer area between the fluid and the heat per unit volume increases to cause the first evaporation. After that, the residual fluid is transferred to the space between the outer circumferential surface of the disc and the inner circumferential surface of the housing by centrifugal force and is provided perpendicularly to the lower surface of the disc as it flows along the space to rotate in accordance with the rotation of the disc. The increase in secondary evaporation due to the formation of a forced thin film between one end face and the inner circumferential face of the housing Unit;
상기 하우징의 하측 일측면에 관통 형성되어 외부의 열을 히터를 통해 하우징의 내부에 전달하여 저장된 유체를 가열시키는 예열부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 원심 박막 증발장치에 관한 것이다.And a preheating unit formed through the lower side of the housing to transfer external heat to the inside of the housing through a heater to heat the stored fluid.
또한, 본 발명은 원심 박막 증발장치의 제어방법에 있어서,In addition, the present invention is a control method of the centrifugal thin film evaporator,
진공수단에 의해 하우징의 내부를 진공상태로 유지시키고, 이송관에 구비된 솔레노이드 밸브(V1)를 개방하여 진공의 압력차에 의해 외부로부터 유체를 하우징의 내부에 유입시키는 단계(S100);Maintaining the inside of the housing in a vacuum state by the vacuum means, opening the solenoid valve V1 provided in the transfer pipe, and introducing a fluid from the outside into the inside of the housing by the pressure difference of the vacuum (S100);
상기 유입된 유체를 유도부에 낙차시켜 상기 유도부를 통해 증발부의 원판으로 유체를 유도시키는 단계(S200);Dropping the introduced fluid into the induction part to guide the fluid to the disc of the evaporation part through the induction part (S200);
상기 원판이 축에 의해 회전되고, 상기 원판의 상측면에 유체가 원심력에 의해 원판의 외주면으로 이송되면서 1차 박막이 형성되며 유체가 증발되는 단계(S300);The disk is rotated by the shaft, the fluid is transferred to the outer peripheral surface of the disk by the centrifugal force on the upper surface of the disk to form a primary thin film and the fluid is evaporated (S300);
상기 원판에서 증발되지 못한 유체가 원판의 외주면으로 떨어지면서 블레이드와 하우징 내주면 사이에 유체의 2차 박막이 형성되며 증발되는 단계(S400);The second step of evaporating and forming a second thin film of fluid between the blade and the inner circumferential surface of the housing while the fluid not evaporated from the disc falls on the outer circumferential surface of the disc (S400);
상기 축에 다단으로 다수개 형성된 증발부를 통해 증발되지 못한 유체가 하우징의 하단부에 채워지고, 상기 채워진 유체를 예열부를 통해 가열시키는 단계(S500);Filling the lower end of the housing with fluid not evaporated through the evaporator formed in multiple stages on the shaft, and heating the filled fluid through a preheater (S500);
상기 하우징의 하단부에 채워지는 유체가 하우징의 하부에 구비된 상부위치센서까지 채워지면 솔레노이드 밸브(V1)이 폐쇄되고, 솔레노이드 밸브(V2)가 개방되어 펌프를 통해 유량조절 밸브를 거쳐 다시 이송관으로 이송되어 유체가 하우징의 상하부로 순환하는 단계(S600);When the fluid filled in the lower end of the housing is filled up to the upper position sensor provided in the lower portion of the housing, the solenoid valve (V1) is closed, the solenoid valve (V2) is opened and through the flow control valve through the pump back to the transfer pipe A step S600 of transferring and circulating the fluid to the upper and lower parts of the housing;
상기 하우징의 내부에서 연속적인 증발이 일어나서 상기 하우징 내부에 존재하는 유체의 량이 감소하여 하우징의 하단부에 채워지는 유체가 하우징의 하부에 구비된 하부위치센서에 도달하면, 다시 상기 솔레노이드 밸브(V2)는 폐쇄되고 상기 솔레노이드 밸브(V1)이 개방되어, 진공에 의하여 외부에서 유체가 하우징 내부로 유입되어 유체의 유입과 증발이 연속적으로 일어나는 단계(S700);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 원심 박막 증발장치의 제어방법에 관한 것이다.When the continuous evaporation occurs inside the housing and the amount of fluid present in the housing decreases so that the fluid filled in the lower end of the housing reaches the lower position sensor provided at the bottom of the housing, the solenoid valve V2 is again A closed and the solenoid valve (V1) is opened, the fluid flows into the housing from the outside by a vacuum (S700) to continuously inflow and evaporation of the fluid; comprising a centrifugal thin film evaporator, characterized in that It relates to a control method of.
이상에서 살펴 본 바와 같이, 본 발명의 원심 박막 증발장치 및 이에 따른 제어방법은 하우징 내부를 수직으로 관통 형성되는 축에 다수개의 원판이 설치되고, 상기 원판의 하단면에 다수개의 블레이드가 설치되며, 상기 하우징의 상부를 통해 유입된 유체가 다수개의 원판에 분배되어 원심력에 의해 원판의 외주면으로 이송됨으로써, 유체가 열과 접촉되는 면적이 증가하여 원활하게 증발되고, 상기 블레이드과 하우징 내주면 사이에 유체의 박막이 형성되어 유체의 증발력이 증가하며, 그로 인해 증발장치의 효율이 높아지는 효과가 있다.As described above, in the centrifugal thin film evaporation apparatus and the control method according to the present invention, a plurality of disks are installed on a shaft formed vertically through the inside of the housing, and a plurality of blades are installed on the bottom surface of the disk, The fluid introduced through the upper portion of the housing is distributed to a plurality of discs and transferred to the outer circumferential surface of the disc by centrifugal force, so that the area in which the fluid is in contact with heat increases and evaporates smoothly. It is formed to increase the evaporation force of the fluid, thereby increasing the efficiency of the evaporator.
또한, 상기 모터의 회전에 의해 구동되는 펌프가 하우징의 내부에 구비되고, 그로 인해 증발장치의 공간이 축소되어 설치 위치에 제약을 받지 않는 효과가 있다.In addition, the pump driven by the rotation of the motor is provided inside the housing, thereby reducing the space of the evaporator there is an effect that is not restricted by the installation position.
또한, 상기 하우징의 내부로 유체가 유입되는 동안에도 하우징 내부에서는 유체의 증발이 연속적으로 일어나고, 상기 하우징 내부에서 순환펌프에 의하여 유체가 상,하부로 순환되는 효과가 있다.In addition, even while the fluid is introduced into the housing, the fluid evaporates continuously within the housing, and the fluid is circulated up and down by the circulation pump in the housing.
본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위해 아래와 같은 특징을 갖는다.The present invention has the following features to achieve the above object.
본 발명은 내부가 진공상태로 외부의 유체를 내부로 이송시키는 이송관이 상측 일측면에 관통 형성되어 내부까지 구비되고, 상기 이송관을 통해 내부에 유입한 유체를 증발시켜 변환된 기체가 외부로 배출되도록 상측부에 증기 배출구가 형성되는 하우징과;The present invention has a transport pipe for transporting the external fluid to the inside in a vacuum state is formed through the upper side and provided up to the inside, the gas converted by evaporating the fluid introduced into the interior through the transport pipe to the outside A housing having a steam outlet formed at an upper side thereof to be discharged;
상기 하우징의 외주면에 구비되어 상기 하우징의 내주면과 내부를 가열시키는 가열부와;A heating unit provided on an outer circumferential surface of the housing to heat the inner circumferential surface and the inside of the housing;
상기 하우징의 상부면에 구비되는 모터와, 상기 모터에 연결되어 하우징의 내측으로 수직 관통되어 모터에 의해 회전되는 축으로 구성되는 구동부와;A drive unit comprising a motor provided on an upper surface of the housing and an axis connected to the motor and vertically penetrating into the housing to be rotated by the motor;
상기 축의 상측부에 구비되어 이송관을 통해 유입된 유체가 축을 따라 하측으로 유도되도록 단면상 깔때기 형태로 형성되는 유도부와;An induction part provided in an upper portion of the shaft and formed in a funnel shape in cross section so that fluid introduced through the transport pipe is guided downward along the axis;
상기 축의 외주면에 길이방향으로 이격되어 상기 하우징과 동심으로 다수개의 원판이 설치되고, 상기 유도부를 통하여 축을 따라 이송된 유체가 축에 설치된 다수개의 원판 중 가장 상측에 위치한 원판의 상부면에 공급되며, 상기 원판의 회전시 원심력에 의해 유체가 원판의 외주면으로 이송되면서 원판의 상부면에는 유체의 박막이 형성됨과 동시에 단위 체적당 유체와 열사이의 전열면적이 증가하여 1차 증발이 일어나고, 상기 1차 증발 후, 잔류 유체는 원심력에 의하여 상기 원판의 외주면과 상기 하우징의 내주면 사이의 공간으로 이송되어 공간을 따라 흐를 때 상기 원판의 하부면에 수직으로 구비되어 원판의 회전과 일치하여 회전하는 다수개의 블레이드의 일단면과 상기 하우징의 내주면 사이에 강제 박막이 형성되어 2차 증발이 일어나는 증발부와;A plurality of discs are installed concentrically with the housing and spaced apart in the longitudinal direction on the outer circumferential surface of the shaft, and the fluid transferred along the shaft through the guide portion is supplied to the upper surface of the disc located on the uppermost side of the plurality of discs installed on the shaft, As the fluid is transferred to the outer circumferential surface of the disk by the centrifugal force during the rotation of the disk, a thin film of fluid is formed on the upper surface of the disk and the heat transfer area between the fluid and the heat per unit volume increases to cause the first evaporation. After that, the residual fluid is transferred to the space between the outer circumferential surface of the disc and the inner circumferential surface of the housing by centrifugal force and is provided perpendicularly to the lower surface of the disc as it flows along the space to rotate in accordance with the rotation of the disc. The increase in secondary evaporation due to the formation of a forced thin film between one end face and the inner circumferential face of the housing Unit;
상기 하우징의 하측 일측면에 관통 형성되어 외부의 열을 히터를 통해 하우징의 내부에 전달하여 저장된 유체를 가열시키는 예열부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.And a preheating part formed through the lower side surface of the housing to transmit external heat to the inside of the housing through a heater to heat the stored fluid.
또한, 본 발명은 원심 박막 증발장치의 제어방법에 있어서,In addition, the present invention is a control method of the centrifugal thin film evaporator,
진공수단에 의해 하우징의 내부를 진공상태로 유지시키고, 이송관에 구비된 솔레노이드 밸브(V1)를 개방하여 진공의 압력차에 의해 외부로부터 유체를 하우징의 내부에 유입시키는 단계(S100);Maintaining the inside of the housing in a vacuum state by the vacuum means, opening the solenoid valve V1 provided in the transfer pipe, and introducing a fluid from the outside into the inside of the housing by the pressure difference of the vacuum (S100);
상기 유입된 유체를 유도부에 낙차시켜 상기 유도부를 통해 증발부의 원판으로 유체를 유도시키는 단계(S200);Dropping the introduced fluid into the induction part to guide the fluid to the disc of the evaporation part through the induction part (S200);
상기 원판이 축에 의해 회전되고, 상기 원판의 상측면에 유체가 원심력에 의해 원판의 외주면으로 이송되면서 1차 박막이 형성되며 유체가 증발되는 단계(S300);The disk is rotated by the shaft, the fluid is transferred to the outer peripheral surface of the disk by the centrifugal force on the upper surface of the disk to form a primary thin film and the fluid is evaporated (S300);
상기 원판에서 증발되지 못한 유체가 원판의 외주면으로 떨어지면서 블레이드와 하우징 내주면 사이에 유체의 2차 박막이 형성되며 증발되는 단계(S400);The second step of evaporating and forming a second thin film of fluid between the blade and the inner circumferential surface of the housing while the fluid not evaporated from the disc falls on the outer circumferential surface of the disc (S400);
상기 축에 다단으로 다수개 형성된 증발부를 통해 증발되지 못한 유체가 하우징의 하단부에 채워지고, 상기 채워진 유체를 예열부를 통해 가열시키는 단계(S500);Filling the lower end of the housing with fluid not evaporated through the evaporator formed in multiple stages on the shaft, and heating the filled fluid through a preheater (S500);
상기 하우징의 하단부에 채워지는 유체가 하우징의 하부에 구비된 상부위치센서까지 채워지면 솔레노이드 밸브(V1)이 폐쇄되고, 솔레노이드 밸브(V2)가 개방되어 펌프를 통해 유량조절 밸브를 거쳐 다시 이송관으로 이송되어 유체가 하우징의 상하부로 순환하는 단계(S600);When the fluid filled in the lower end of the housing is filled up to the upper position sensor provided in the lower portion of the housing, the solenoid valve (V1) is closed, the solenoid valve (V2) is opened and through the flow control valve through the pump back to the transfer pipe A step S600 of transferring and circulating the fluid to the upper and lower parts of the housing;
상기 하우징의 내부에서 연속적인 증발이 일어나서 상기 하우징 내부에 존재하는 유체의 량이 감소하여 하우징의 하단부에 채워지는 유체가 하우징의 하부에 구비된 하부위치센서에 도달하면, 다시 상기 솔레노이드 밸브(V2)는 폐쇄되고 상기 솔레노이드 밸브(V1)이 개방되어, 진공에 의하여 외부에서 유체가 하우징 내부로 유입되어 유체의 유입과 증발이 연속적으로 일어나는 단계(S700);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.When the continuous evaporation occurs inside the housing and the amount of fluid present in the housing decreases so that the fluid filled in the lower end of the housing reaches the lower position sensor provided at the bottom of the housing, the solenoid valve V2 is again The solenoid valve (V1) is closed, the fluid is introduced into the housing from the outside by a vacuum (S700) that the inflow and evaporation of the fluid continuously occurs; characterized in that it comprises a.
이와 같은 특징을 갖는 본 발명은 그에 따른 바람직한 실시예를 통해 더욱 명확히 설명될 수 있을 것이다.The present invention having such characteristics can be more clearly described by the preferred embodiments thereof.
이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하도록 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사 전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Prior to this, the terms or words used in this specification and claims should not be construed as being limited to the ordinary or dictionary meanings, and the inventors should properly explain the concept of terms in order to best explain their own invention. Based on the principle that can be defined, it should be interpreted as meaning and concept corresponding to the technical idea of the present invention.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Therefore, the embodiments described in the specification and the drawings shown in the drawings are only the most preferred embodiment of the present invention and do not represent all of the technical idea of the present invention, various modifications that can be replaced at the time of the present application It should be understood that there may be equivalents and variations.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 원심 박막 증발장치를 나타낸 단면도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 증발부를 나타낸 사시도이고, 도 3은 도 1의 A부분을 나타낸 확대도이다.1 is a cross-sectional view showing a centrifugal thin film evaporation apparatus according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a perspective view showing an evaporation unit according to an embodiment of the present invention, Figure 3 is an enlarged view showing a portion A of FIG. .
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 원심 박막 증발장치(100)는 폐오일이나 윤활유 또는 일반적인 물 등의 유체를 증발시키도록 하우징(10)과, 가열부(20)와, 구동부와, 유도부(40)와, 증발부(50), 예열부(60)로 구성된다.As shown in FIG. 1, the centrifugal
상기 하우징(10)은 전체적으로 원통형 형태로 수직방향으로 길게 형성되어 내부가 진공상태로 유지된다. 이때, 상기 하우징(10) 내부의 진공상태는 외부에 설치된 진공펌프(미도시)에 의해 내부를 항시 진공으로 유지시켜주고 그러기 위해 상기 진공펌프와 관으로 하우징(10)의 내부가 연결되어 있다. The
여기서, 상기 하우징(10)의 상측 일측면에는 외부의 유체를 내부로 이송시키는 이송관(11)이 관통 형성되고, 상기 이송관(11)은 하우징(10)의 내부까지 구비되어 끝단부가 하측으로 절곡되며, 상기 유체는 외부에 설치된 유체탱크(미도시)에서 전달되는 것이고, 상기 유체의 이송은 하우징(10)의 내부가 진공상태이기에 진공압력에 의해 유체가 하우징(10)의 내부로 흡입되는 것이다.Here, the upper one side surface of the
그리고, 상기 이송관(11)에는 관로를 개폐하도록 솔레노이드 밸브(V1)가 설치되고, 상기 솔레노이드 밸브(V1)는 외부에 연결된 제어장치(미도시)에 의해 제어된다.In addition, the
또한, 상기 하우징(10)의 하단면은 이송관(11)을 통해 내부에 유입된 유체가 증발 후, 슬러지가 남겨져 하우징(10)의 하단부에 구비되어 외부로 배출하도록 슬러지 배출구(12)가 형성되고, 상기 슬러지 배출구(12)로 슬러지의 배출이 원활하도록 슬러지 배출구(12) 측으로 하단면이 경사지게 형성되며, 상기 하우징(10)의 상부면은 증발된 유체의 증기가 외부로 원활히 배출되도록 경사지게 형성된다.In addition, the lower surface of the
여기서, 상기 하우징(10)의 경사진 상측부에는 증기가 외부로 배출되는 것을 가이드하는 증기 배출구(13)가 연통된다.Here, the
그리고, 상기 하우징(10)의 하단부에는 내부에 유입된 유체의 저장량을 측정하는 다수개의 위치센서(14a,14b)가 하우징(10)의 내부와 외부를 관통하여 형성되고, 상기 위치센서(14a,14b)는 유체의 저장량을 측정하기 위해 상부위치센서(14a)와 하부위치센서(14b)가 각각 높이 차를 두고 설치되며, 상기 위치센서(14a,14b)에서 측정된 측정데이터는 제어장치에 전달되어 원심 박막 증발장치(100)의 내부 유체량을 제어할 수 있다. In addition, a plurality of
여기서, 상기 예열부(60)의 과열로 인한 파손을 방지하기 위하여 상기 하우징(10)의 최하단에 설치되는 하부위치센서(14b)는 하우징(10)의 하단부에 관통 설 치되는 예열부(60)보다 높은 위치에 설치되어 상기 예열부(60)는 항상 오일 속에 위치한다.Here, the
또한, 상기 하우징(10)의 외주면에는 하우징(10)의 내주면과 내부를 가열하기 위하여 열매유순환자켓 등의 가열부(20)이 구비된다.In addition, the outer peripheral surface of the
상기 가열부(20)는 외부에서 열매체유 또는 가열된 공기, 전기히터 등이 될 수 있으며, 열매체유 또는 공기 등 흐르는 고온의 유체를 가열부(20)로 유입시킬 경우 하부에서 유입되어 상부로 배출될 수 있도록 상기 가열부(20)의 하측부 외주연에 유입구(21)가 설치되며, 상기 유입구(21)를 통해 유입된 열매체가 상기 하우징(10) 내부를 가열시킨 후 다시 외부로 배출되도록 가열부(20)의 상단부 외주연에 배출구(22)가 형성된다.The
물론 상기 가열부(20)을 전기히터로 하는 경우에는 상기 열매우 순환자켓은 없고 상기 하우징(10)의 외면을 전기히터로 직접 가열하여도 무방하다.Of course, when the
상기 구동부는 모터(30)와, 축(31)과, 펌프(32)로 구성되는데, 상기 모터(30)는 하우징(10)의 상부면에 구비되어 제어장치에 의해 회전수(rpm)가 제어되고, 상기 축(31)은 모터(30)와 결합되어 수직으로 하우징(10)의 내측으로 관통되며, 상기 펌프(32)는 축(31)의 하단부에 연결되어 하우징(10)의 내부에 구비된다.The drive unit is composed of a
여기서, 상기 펌프(32)는 상기 하우징(10) 내부의 유체를 순환시키기 위한 펌프로 별도의 전원 공급없이 상기 축(31)의 회전에 의해 펌프(32)가 구동된다.Here, the
또한, 상기 펌프(32)에는 상기 하우징(10)의 하부에 저장된 유체를 펌핑하여 배출하도록 유입관(33)이 상기 펌프(32) 하부 방향으로 구비되며, 상기 펌프(32)의 구동에 의해 상기 펌프유입관(33)을 통해 펌프 내부에 유입된 유체가 순환관로(70)을 통하여 상기 하우징(10)의 상부에 구비된 유도부(40)로 이송되도록 펌프(32)의 일측면에 연결된 배출관(34)이 하우징(10)의 외부로 돌출 형성된다.In addition, the
여기서, 상기 하우징(10)의 하부에 있는 유체가 상기 순환펌프(32)의 구동에 의하여 상기 배출관(34)을 통해 상기 하우징(10)의 상부에 구비된 상기 유도부(40)로 이송되도록 하기 위하여 상기 유도부(40)와 상기 배출관(34) 사이를 상호 연결되는 순환관(70)이 더 형성되고, 상기 순환관(70)은 상기 이송관(11)과 연통된다.Here, to allow the fluid in the lower portion of the
그리고, 상기 순환관(70)에는 관로를 개폐하도록 솔레노이드 밸브(V2)가 더 구비되고, 상기 솔레노이드 밸브(V2)는 제어장치의 신호에 의해 제어된다.In addition, the
또한, 상기 순환관(70)에는 이송되는 유체의 양이 조절가능하게 유량조절밸브(72)가 더 구비될 수 있다.In addition, the
그리고, 상기 배출관(34)에는 바이패스 관(71)이 구비된다. 상기 바이패스관(71)의 일단부는 상기 하우징(10)의 하부와 연통되고, 타단은 상기 배출관(34)과 상기 순환관(70)과 동시에 연통 된다. 상기 바이패스 관(71)에는 솔레노이드밸브(V3)가 더 구비된다.In addition, the
여기서, 상기 바이패스 관(71)은 이송관(11)을 통하여 유체가 상기 하우징(10)으로 유입되고 있는 동안에도 상기 모터(30)는 회전하고 또한 상기 펌프(32) 역시 작동이 되고 있기 때문에, 상기 배출관(34)을 통하여 유체가 상기 순환관(70)으로 이송되지 않고 상기 하우징(10) 내부로 바이패스 시키기 위하여 구비된다.Here, the
상기 유도부(40)는 하우징(10)의 내부에 구비된 상기 축(31)의 상측부 위치 에 구비되어 상기 하우징(10)의 내측에 고정 설치되며, 상기 순환관(70)을 통해 유입된 유체가 유도부(40)에 유입되고, 유체는 축(31)을 따라 하측으로 유도되도록 단면상 깔때기 형태로 형성된다.The
여기서, 상기 유도부(40)는 상기 축(31)과 동심원으로 형성되어 축(31)의 외주면과 상기 유도부(40)의 하부 내주면 사이는 일정 간격 이격되어 구비되고, 이로 인하여 유도부(40)에 떨어진 유체가 이격된 틈새를 통해 축(31)을 따라 하측의 상기 원판(51) 상부로 이송되는 것이다.Here, the
상기 증발부(50)는 도 2와 도 3을 참고하여, 원판(51)과 블레이드(52)로 구성되는데, 상기 원판(51)은 유도부(40)의 하단부인 상기 축(31)의 외주연에 길이 방향으로 일정간격 이격되어 다수개가 설치되고, 상기 원판(51)의 하부면에 다수개의 블레이드(52)가 원주방향으로 이격되어 수직으로 형성된다. 이때, 상기 원판(51)은 상기 축(31)에 결합되어 있어 축(31)의 회전과 동시에 회전된다.2 and 3, the
여기서, 상기 원판(51)은 축(31)을 따라 이송된 유체가 원판(51)의 상부면에 구비되어 원판(51)의 회전시 원심력에 의해 유체가 원판(51)의 외주연으로 이송되면서 상기 원판(51)의 상부면에는 유체의 얇은 박막이 형성되고, 이와 같은 박막은 작은 열에도 매우 쉽게 증발하며 특히 진공인 상태에서는 낮은 온도에서도 증발이 매우 원활하게 일어난다.Here, the
또한 상기 원판(51) 상부면에 형성된 얇은 박막은 유체와 열의 열전달 면적을 증가시켜 증발이 매우 용이하다.In addition, the thin film formed on the upper surface of the
그리고, 상기 원판(51)의 일단면 즉, 축(31)이 삽입된 중앙부 부근에는 원주 방향으로 유체이송홀(53)이 형성되어 원판(51)에 유입된 유체가 일부는 바로 하측의 원판 떨어지고, 나머지 유체는 원심력에 의해 원판(51)의 외주연 측으로 이송되면서 박막이 형성되고, 상기 원판(51)이 다수 개 구비되어 원심력에 의한 박막 형성이 다수 개의 원판 상부에서 동시에 일어나 유체 증발량은 매우 급격하게 증가하게 된다. In addition, one end surface of the
또한, 상기 원판(51)이 다수 개로 인하여 하우징(10)의 내부에서 증발된 유체의 증기가 하우징(10)의 외부로 원활하게 배출하기 위하여 하우징(10)의 상부로 이동하는데 제약을 받을 수 있는데, 이점을 고려하여 상기 원판(51)의 일단면에는 증기이송홀(54)이 다수개 형성되고, 상기 증기 이송홀(54)은 원판(51)의 중앙부를 중심으로 방사상으로 다수개가 형성되며, 상기 증기 이송홀(54)은 유체 이송홀(53)과는 이격되어 있어 상호 간섭되지 않는다.In addition, due to the large number of the
여기서, 상기 블레이드(52)는 원판(51)의 하부면에 수직으로 형성되는데, 상기 블레이드(52)는 도 1에 도시한 바와 같이, 원판(51)의 외주연과 블레이드(52)의 일측면이 동일선상이 되도록 원판(51)의 하단면에 설치된다.Here, the
또한, 상기 원판(51)의 외주면(블레이드(52)의 일측면)과 상기 하우징(10)의 내주면 사이는 1 ~ 2mm 이격되도록 원판(51)이 형성되어, 원심력에 의하여 상기 원판(51)의 상부면에서 박막증발이 일어나고 나머지 잔류 유체는 원심력에 의하여 상기 하우징(10)의 내주면으로 이동하여 하우징의 내주면을 따라 흐르고, 이때 회전하는 원판(51)의 하부에 구비된 블레이드(52)의 일측에 의하여 블레이드(52)와 하우징(10)의 내주연 사이에는 강제적인 박막(55)이 형성되며, 상기 유체 박막(55) 역시 진공 상태에서 낮은 온도에서도 매우 증발이 활발하게 일어난다.In addition, between the outer circumferential surface (one side of the blade 52) of the
즉, 전체적으로 상기 하우징(10)으로 유입된 유체는 상기 원판(51)의 상부면에서 형성된 얇은 박막에 의하여 1차 증발이 일어나고, 상기 블레이드(52)와 상기 하우징(10) 내주면 사이에 형성된 강제 박막에 의하여 2차 증발이 일어나서 증발 성능이 급격하게 증가한다.That is, the fluid flowing into the
여기서, 상기 원판(51)은 수평면으로 구비되나, 원심력과 박막의 형성 그리고 하부원판으로의 유체 이송 등을 고려하면, 상기 원판(51)의 상부면(51)을 외주연 방향으로 경사지게 형성하는 것도 더욱 바람직하다.Here, the
즉, 상기 원판(51)이 중앙부를 중심하여 외주연 방향으로 상측으로 경사지게 형성되는데, 단면상 각도가 완만한 깔때기 형태로 이루어지는 것이 더욱 바람직하다.That is, the
상기 예열부(60)는 하우징(10)의 하측 일측면에 관통 형성되어 외부의 열을 히터(61)를 통해 하우징(10) 내부에 전달하여 상기 하우징(10)의 하부에 저장된 유체를 가열시키는 역할로, 일반적으로 사용되는 히팅 장치를 사용하여도 무방하다.The preheating
이상에서 기술된 원심 박막 증발장치(100)는 외부에 설치되어 연결된 제어장치에 제어되는데, 이하에서는 원심 박막 증발장치(100)의 제어방법을 도면을 참고하여 기술한다.The centrifugal thin
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 원심 박막 증발장치의 제어방법을 나타낸 순서도이다. 도 4에 도시한 바와 같이, 상기 원심 박막 증발장치(100)의 제어방법 은 아래와 같다.Figure 4 is a flow chart showing a control method of the centrifugal thin film evaporation apparatus according to an embodiment of the present invention. As shown in Figure 4, the control method of the centrifugal
우선, 제어기에 의하여 운전 시작 시, 하우징(10)의 하부에 저장된 유체의 량을 체크하기 위하여 상부위치센서(14a)와 하부위치센서(14b)의 신호를 감지하고, 만일 하부위치센서(14b)의 신호가 감지되면, 상기 이송관(11)에 구비된 솔레노이드밸브(V1)는 개방되고, 순환관(70)에 구비된 솔레노이드밸브(V2)는 폐쇄되며, 상기 바이패스관(71)에 구비된 솔레노이드밸브(V3)는 개방되어, 상기 이송관(11)을 통하여 유체가 외부로부터 진공상태인 상기 하우징(10)으로 이송되고(S100), 상기 순환펌프(32)의 작동에 의하여 배출되는 유체가 상기 하우징(10)의 하부로 재유입되어 상기 하우징(10)의 하부에 저장된다.First, at the start of operation by the controller, the signals of the
이때 상기 하우징(10)으로 이송되는 유체는 유도부(40)에 떨어지고, 상기 유도부(40)는 유체를 축(31)을 따라 하측으로 이송시켜 증발부(50)의 원판(51) 상부면에 유입시킨다.(S200)In this case, the fluid transferred to the
여기서, 상기 원판(51)이 축(31)에 의해 회전되면서 원판(51)의 상측면에 유입된 유체를 원심력에 의해 원판(51)의 외주연으로 일부 이송시키고 일부는 상기 유체이송홀(53)을 통하여 하부에 구비된 회전원판(51)로 이송되며 이와같은 과정이 연속적으로 일어난다. 그 과정에서 원판(51)의 상부면에 유체의 1차 박막이 형성되어 열과의 접촉 면적이 많아 낮은 온도에서도 증발이 용이하게 이루어지며,(S300), 증발이 이루어지지 못한 일부 유체는 원판(51)의 외주연에서 하측으로 이송되는데, 이때, 상기 블레이드(52)와 하우징(10)의 내주연에 유체의 강제박막(55)이 형성되고, 그로 인해 다시 한번 유체가 매우 원활하게 증발한다.(S400) Here, the
이때, 상기 유체를 증발시킬 열원은 하우징(10)의 외주연에 설치되는 가열부(20)을 통해 전달되며, 항시 가열부(20) 내에는 열매체유가 순환되거나 또는 히터가 내장된다.At this time, the heat source to evaporate the fluid is transmitted through the
상기의 방식으로 다수개의 증발부(50)를 통과하면서 증발이 이루어지고, 증발되지 못한 유체는 하우징(10)의 하단부에 저장되며, 저장된 유체는 예열부(60)에 의해 가열된다.(S500)Evaporation takes place while passing through the plurality of
이때, 상기 하우징(10)의 하단부에 채워지는 유체가 하우징(10)의 최하단에 설치되는 하부위치센서(14b)보다 높은 위치에 있는 경우에만 상기 예열부(60)가 가동된다.At this time, the preheating
이와 같은 증발과정과 함께 상기 이송관(11)을 통하여 연속적으로 유입된 유체는 증발 후 상기 하우징(10)의 하부에 저장된다. Along with the evaporation process, the fluid continuously introduced through the
여기서, 상기 하우징(10)의 하부에 유체가 저장 중 상기 상부위치센서(14a)의 신호가 감지되면, 상기 이송관(11)에 구비된 솔레노이드밸브(V1)은 폐쇄되고, 상기 바이패스관(71)에 구비된 솔레노이드밸브(V3)도 폐쇄되고, 상기 순환관(70)에 구비된 솔레노이드밸브(V2)는 개방되어 외부로부터 상기 하우징(10)으로 유체의 유입은 중단되고, 상기 순환펌프(32)에 의하여 배출되는유체는 상기 순환관(70)을 통하여 상기 하우징(10)의 상부로 이송되어 상기 유도관(40)으로 유입되는 유체의 순환과정이 과정이 반복되면서 연속적인 증발이 일어난다.(S600)Here, when a signal from the
그리고, 상기 하우징(10) 내부의 유체가 순환하면서 증발됨으로 인하여 상기 하우징 하부에 저장된 유체의 량은 점점 감소하여 유체의 상면이 상기 하부위치센 서(14b)의 위치에 도달하면, 상기 하부위치센서(14b)의 신호에 의하여 상기 순환관(70)에 구비된 솔레노이드밸브(V2)는 폐쇄되고, 상기 바이패스관(71)에 구비된 솔레노이드밸브(V3)는 개방되며, 상기 이송관(11)에 구비된 솔레노지드 밸브(V1)도 개방되어 외부의 유체가 상기 하우징(10)으로 유입되고(S700) 이때 순환펌프(32)로 배출되는 유체는 상기 바이패스관(71)을 통하여 상기 하우징(10)의 하부로 재유입된다. As the fluid inside the
만일, 운전 시작 시 상기 하우징(10)의 하부에 구비된 상부위치센서(14a)의 신호를 감지되면,If, when the start of the operation detects a signal of the
상기 이송관(11)에 구비된 솔레노이드밸브(V1)는 폐쇄되고, 순환관(70)에 구비된 솔레노이드밸브(V2)는 개방되며, 상기 바이패스관(71)에 구비된 솔레노이드밸브(V3)는 폐쇄되어, 상기 순환관(70) 통하여 유체가 상기 하우징(10)의 상부로 유입되며, 이후 앞에서 설명한 방법과 동일하게 연속적인 증발 과정이 이루어지는 운진이 된다.The solenoid valve V1 provided in the
이와 같은 과정들이 연속적으로 반복하여, 연속 증발 과정에서 상기 증발기(100)의 운전이 정지되지 않고 유체의 유입과 증발이 동시에 연속적으로 일어난다. As the above processes are continuously repeated, the operation of the
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 원심 박막 증발장치를 나타낸 단면도이고, 1 is a cross-sectional view showing a centrifugal thin film evaporation apparatus according to an embodiment of the present invention,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 증발부를 나타낸 사시도이고, 2 is a perspective view showing an evaporation unit according to an embodiment of the present invention;
도 3은 도 1의 A부분을 나타낸 확대도이고,3 is an enlarged view illustrating a portion A of FIG. 1;
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 원심 박막 증발장치의 제어방법을 나타낸 순서도이다.Figure 4 is a flow chart showing a control method of the centrifugal thin film evaporation apparatus according to an embodiment of the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
10 : 하우징 11 : 이송관10
12 : 슬러지 배출구 13 : 증기 배출구12: sludge outlet 13: steam outlet
14a : 상부위치센서 14b : 하부위치센서14a:
20 : 가열부 21 : 유입구20: heating portion 21: inlet
22 : 배출구 30 : 모터22: outlet 30: motor
31 : 축 32 : 펌프31
33 : 유입관 34 : 배출관33: inlet pipe 34: discharge pipe
40 : 유도부 50 : 증발부40: induction part 50: evaporation part
51 : 원판 52 : 블레이드51: 52: blade
53 : 유체 이송홀 54 : 증기 이송홀53
55 : 박막 60 : 예열부55
61 : 히터 70 : 순환관61: heater 70: circulation tube
71 : 바이패스 관 72 : 유량조절밸브71: bypass pipe 72: flow control valve
100 : 원심 박막 증발장치100: centrifugal thin film evaporator
Claims (13)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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