KR20140138430A

KR20140138430A - 기액분리기

Info

Publication number: KR20140138430A
Application number: KR1020130058514A
Authority: KR
Inventors: 장원택; 한기훈; 김양규; 정길주; 오승혜
Original assignee: 현대중공업 주식회사
Priority date: 2013-05-23
Filing date: 2013-05-23
Publication date: 2014-12-04

Abstract

본 발명은 기액분리기에 관한 것으로서, 분리기본체(10) 및 기체벤트부(20)를 포함하고, 상기 기체벤트부(20)는, 상기 기액 분리 과정에서 발생된 기체가 저장되도록 내부공간(21a)이 마련되고 그 상단부에 기체벤트홀(21b)이 형성된 하우징(21)과, 상기 하우징(21)의 내부에서 상기 내부공간으로 유입되는 물에 의해 상승되는 부력체(22) 및 상기 부력체(22)와 그 일단부가 연결되고 그 타단부가 상기 하우징(21)의 내부 상단 저면에 힌지 연결되어 상기 부력체(22)의 승강에 따라 상하로 힌지 회전되면서 상기 기체벤트홀(21b)을 개폐시키는 개폐밸브(23)를 포함하며, 상기 하우징(21)은 그 하방이 상기 분리기본체(10)의 상단부를 향하여 개방되는 대직경 직립관체 구조로 되고, 상기 부력체(22)는 상기 하우징(21)의 내주부에 배치되어 기액 분리 과정에서 발생되어 상기 하우징(21)의 중앙 상방으로 상승되는 기체에 간섭이 생기지 않도록 하는 구조로 되어 있다.
따라서, 기본적으로 분리기본체에서 기체벤트부로 연결되는 연결구조에서 교축 현상이 발생되지 않도록 하고 이에 따라 버블의 원활한 상승을 유도하여 수면 요동이나 미스트 발생을 방지할 수 있게 되면서 원활한 기액 분리를 통한 장치의 성능 향상 및 신뢰성 향상을 도모할 수 있게 되는 등의 효과를 얻는다.

Description

기액분리기{Separator for gas and liquid}

본 발명은 기액분리기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기체벤트부의 하우징 하방이 분리기본체의 상단부를 향하여 개방되는 대직경 직립관체 구조로 되는 동시에 부력체는 상기 하우징의 내주부에 배치되어 기액 분리 과정에서 발생되어 상기 하우징의 중앙 상방으로 상승되는 기체에 간섭이 생기지 않도록 함으로써, 기본적으로 분리기본체에서 기체벤트부로 연결되는 연결구조에서 교축 현상이 발생되지 않도록 하고 이에 따라 버블의 원활한 상승을 유도하여 수면 요동이나 미스트 발생을 방지할 수 있게 되면서 원활한 기액 분리를 통한 장치의 성능 향상 및 신뢰성 향상을 도모할 수 있게 되는 기액분리기에 관한 것이다.

일반적으로 기액분리기라 함은 기체와 액체가 혼합된 기액혼합체를 기체와 액체로 분리시키기 위한 장치를 말한다.

일례로 종래 기술의 기액분리기를 개략적으로 살펴보면, 도 1 및 도 2에서 나타낸 것과 같이, 내부공간이 마련되고 상단부 일측에 외부로부터 기액혼합체가 유입되는 유입구(5a)와 그 하단부 일측에 내부공간에서 기액 분리된 액체가 빠져나가는 배출구(5b)를 갖는 분리기본체(5)와, 상기 분리기본체(5)의 상단부와 연결되어 기액 분리 과정에서 발생되는 기체를 외부로 배출시키기 위한 기체벤트부(7) 및 상기 분리기본체(5)와 기체벤트부(7)를 연결하는 소직경 목구조의 연결통로(9)를 포함하여 구성된다.

그리고, 상기 기체벤트부(7)에는 물 유입에 따라 그 일단부가 힌지 회전된 상태로 그 타단부가 상하로 승강되는 부력체(7a)와, 이 부력체(7a)의 상하 승강에 따라 개폐되는 기체벤트홀(7b)이 마련되어 있다.

이러한 구조를 갖는 종래 기술의 기액분리기는 유입구(5a)를 통해 기액혼합체가 고속으로 유입되면 분리기본체(5)의 내부 상단이 소용돌이를 일으켜 그 중앙부가 하방으로 오목하게 패인 원추 형상의 수류를 형성하면서 이 원추 형상 상단부의 공간부에서 포집되는 기체가 상기 소직경 연결통로(9)를 통해 그 상방의 기체벤트부(7)로 보내진 후 기체벤트홀(7b)을 통해 외부로 배출된다.

보다 상세하게는, 상기 기체벤트부(7)로 물이 유입되어 차오르면 이에 따라 부력체(7a)도 물의 부력에 의해 같이 상승하여 기체벤트홀(7b)을 밀폐시킨 상태로 있다가 상기 분리기본체(5) 내에서 발생되는 기체가 수면위로 상승하여 상기 수면 위쪽에 기체가 채워지게 되면 이 기체의 기압에 의해 수면이 하방으로 가압되어 내려앉게 되고, 이에 따라 상기 부력체도 같이 하강하게 되면서 상기 기체벤트홀(7b)이 개방되어 기체가 외부로 배출되는 방식으로 상기 기체벤트부(7)의 기체를 배출시킬 수 있도록 되어 있다.

그러나, 이러한 종래 기술의 기액분리기는 소직경 목구조의 연결통로로 되어 있기 때문에, 기체가 상승하는 동안 교축 현상이 발생하게 되면서 포집된 큰 버블이 간헐적이면서 급격하게 상승하여 이에 따른 충격파에 의해 수면이 요동치게 되어 상기 부력체(7a)를 출렁이게 만든다.

그러면, 상기 부력체의 출렁임에 의해 결과적으로 원하는 않는 기체벤트부의 개폐가 이루어지게 되는 동시에 이때 기체와 물이 혼합된 상태의 미스트가 발생되어 외부로 기체와 함께 배출하게 되는 등의 문제점을 갖고 있었다.

대한민국 등록특허 제10-0479505호

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위해서 안출된 것으로서, 기체벤트부의 하우징 하방이 분리기본체의 상단부를 향하여 개방되는 대직경 직립관체 구조로 되는 동시에 부력체는 상기 하우징의 내주부에 배치되어 기액 분리 과정에서 발생되어 상기 하우징의 중앙 상방으로 상승되는 기체에 간섭이 생기지 않도록 함으로써, 기본적으로 분리기본체에서 기체벤트부로 연결되는 연결구조에서 교축 현상이 발생되지 않도록 하고 이에 따라 버블의 원활한 상승을 유도하여 수면 요동이나 미스트 발생을 방지할 수 있게 되면서 원활한 기액 분리를 통한 장치의 성능 향상 및 신뢰성 향상을 도모할 수 있도록 하는 기액분리기를 제공하는데 그 목적이 있다.

이와 같은 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 기액분리기는 내부공간이 마련되고 상단부 일측에 외부로부터 기액혼합체가 유입되는 유입구와 그 하단부 일측에 내부공간에서 기액 분리된 액체가 빠져나가는 배출구를 갖는 분리기본체 및 상기 분리기본체의 상단부와 연결되어 기액 분리 과정에서 발생되는 기체를 외부로 배출시키기 위한 기체벤트부를 포함하고, 상기 기체벤트부는, 상기 기액 분리 과정에서 발생된 기체가 저장되도록 내부공간이 마련되고 그 상단부에 기체벤트홀이 형성된 하우징; 상기 하우징의 내부에서 상기 내부공간으로 유입되는 물에 의해 상승되는 부력체; 및 상기 부력체와 그 일단부가 연결되고 그 타단부가 상기 하우징의 내부 상단 저면에 힌지 연결되어 상기 부력체의 승강에 따라 상하로 힌지 회전되면서 상기 기체벤트홀을 개폐시키는 개폐밸브를 포함하며, 상기 하우징은 그 하방이 상기 분리기본체의 상단부를 향하여 개방되는 대직경 직립관체 구조로 되고, 상기 부력체는 상기 하우징의 내주부에 배치되어 기액 분리 과정에서 발생되어 상기 하우징의 중앙 상방으로 상승되는 기체에 간섭이 생기지 않도록 하는 구조로 된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 기액분리기에 있어서, 상기 부력체는 상기 하우징의 내주부 전체에 배치되는 링 형상으로 된 것일 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 기액분리기에 있어서, 상기 부력체와 상기 개폐밸브를 연결하는 연결부가 더 구비된 것일 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 기액분리기에 있어서, 상기 연결부는, 상기 부력체의 직경선상 양단부에 각각 직립 배치되는 한 쌍의 직립대와, 상기 한 쌍의 직립대 상단부를 연결하며, 그 중앙에 상기 개폐밸브의 일단부가 관통된 상태에서 상기 부력체가 상승하면 상기 개폐밸브의 일단부를 상승시켜 그 타단부가 상기 기체벤트홀을 밀폐시키도록 하고 부력체가 하강하면 상기 개폐밸브를 하방으로 잡아당겨 상기 기체벤트홀이 개방되도록 하는 관통공이 마련된 수평대를 포함하여 구성된 것일 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 기액분리기에 있어서, 상기 부력체의 내주부에 이 부력체와 동심원을 이루고 이 부력체의 내주면과 등 간격으로 이격되어 상향 연장되는 차단벽체가 더 구비된 것일 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 기액분리기에 있어서, 상기 차단벽체의 하단부와 상기 하우징의 하단부 사이를 통해 이들 사이에 배치된 상기 부력체로 하방의 분리기본체로부터의 물이 유입될 수 있게 하는 물유입통로가 형성되도록 상기 차단벽체의 하단부를 상방으로 일정높이 들어 올리는 받침대가 더 구비된 것일 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 기액분리기에 있어서, 상기 하우징의 상면 일측에 상기 부력체에 의해 상승되어 상기 기체벤트홀을 밀폐시킨 상태로 있는 상기 개폐밸브가 일시적으로 접착 고정되고 수면 하강에 따른 부력체의 하강시 이 부력체의 하중에 의해 접착이 해제되도록 하는 접착부가 더 구비된 것일 수 있다.

이상에서와 같이, 본 발명의 기액분리기는 기체벤트부의 하우징 하방이 분리기본체의 상단부를 향하여 개방되는 대직경 직립관체 구조로 되는 동시에 부력체는 상기 하우징의 내주부에 배치되어 기액 분리 과정에서 발생되어 상기 하우징의 중앙 상방으로 상승되는 기체에 간섭이 생기지 않도록 함으로써, 기본적으로 분리기본체에서 기체벤트부로 연결되는 연결구조에서 교축 현상이 발생되지 않도록 하고 이에 따라 버블의 원활한 상승을 유도하여 수면 요동이나 미스트 발생을 방지할 수 있게 되면서 원활한 기액 분리를 통한 장치의 성능 향상 및 신뢰성 향상을 도모할 수 있게 되는 등의 효과를 얻는다.

도 1은 종래 기술의 기액분리기를 나타낸 개략 사시도이다.
도 1은 종래 기술의 기액분리기를 나타낸 개략 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 기액분리기를 나타낸 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 기액분리기를 나타낸 분해사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 기액분리기를 나타낸 요부단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 기액분리기의 부력체가 상승되어 기체벤트홀이 밀폐된 상태를 나타낸 요부단면도이다.

이하, 첨부된 도면에 의거 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3 내지 도 6에서 나타낸 것과 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 기액분리기는 내부공간이 마련되고 상단부 일측에 외부로부터 기액혼합체가 유입되는 유입구(11)와 그 하단부 일측에 내부공간에서 기액 분리된 액체가 빠져나가는 배출구(12)를 갖는 분리기본체(10) 및 상기 분리기본체(10)의 상단부와 연결되어 기액 분리 과정에서 발생되는 기체를 외부로 배출시키기 위한 기체벤트부(20)를 포함하고, 상기 기체벤트부(20)는, 상기 기액 분리 과정에서 발생된 기체가 저장되도록 내부공간(21a)이 마련되고 그 상단부에 기체벤트홀(21b)이 형성된 하우징(21)과, 상기 하우징(21)의 내부에서 상기 내부공간으로 유입되는 물에 의해 상승되는 부력체(22) 및 상기 부력체(22)와 그 일단부가 연결되고 그 타단부가 상기 하우징(21)의 내부 상단 저면에 힌지 연결되어 상기 부력체(22)의 승강에 따라 상하로 힌지 회전되면서 상기 기체벤트홀(21b)을 개폐시키는 개폐밸브(23)를 포함하는 구성으로 되어 있다.

그리고, 상기 하우징(21)은 그 하방이 상기 분리기본체(10)의 상단부를 향하여 개방되는 대직경 직립관체 구조로 되고, 상기 부력체(22)는 상기 하우징(21)의 내주부에 배치되어 기액 분리 과정에서 발생되어 상기 하우징(21)의 중앙 상방으로 상승되는 기체에 간섭이 생기지 않도록 하는 구조로 되어 있다.

그리고, 상기 부력체(22)는 상기 하우징(21)의 내주부 전체에 배치되는 링 형상으로 되어 있다.

그리고, 상기 부력체(22)와 상기 개폐밸브(23)를 연결하는 연결부(24)가 마련되어 있다.

여기서, 상기 연결부(24)는, 상기 부력체(22)의 직경선상 양단부에 각각 직립 배치되는 한 쌍의 막대 구조의 직립대(24a)와, 상기 한 쌍의 직립대(24a) 상단부를 연결하며 그 중앙에 상기 개폐밸브(23)의 일단부가 자유단 형상으로 관통된 상태에서 상기 부력체(22)가 상승하면 상기 개폐밸브(23)의 일단부를 상승시켜 그 타단부가 상기 기체벤트홀(21b)을 밀폐시키도록 하고 부력체(22)가 하강하면 상기 개폐밸브(23)를 하방으로 잡아당겨 상기 기체벤트홀(21b)이 개방되도록 하는 관통공(24b1)이 마련된 막대 구조의 수평대(24b)로 이루어져 있다.

그리고, 상기 부력체(22)의 내주부에는 이 부력체(22)와 동심원을 이루고 이 부력체(22)의 내주면과 등 간격으로 이격되어 상향 연장되는 원관 구조의 차단벽체(25)가 마련되어 있다.

그리고, 상기 차단벽체(25)의 하단부와 상기 하우징(21)의 하단부 사이를 통해 이들 사이에 배치된 상기 부력체(22)로 하방의 분리기본체(10)로부터의 물이 유입될 수 있게 하는 물유입통로(26)가 형성되도록 상기 차단벽체(25)의 하단부를 상방으로 일정높이 들어 올리는 사각블록 형상의 받침대(25a)가 구비되어 있다.

여기서, 상기 차단벽체(25)에 의해 상기 부력체(22)가 하우징(21)과의 사이에서 흔들림없이 안정적으로 상하 승강될 수 있다.

그리고, 상기 하우징(21)의 상면 일측에는 상기 부력체(22)에 의해 상승되어 상기 기체벤트홀(21b)을 밀폐시킨 상태로 있는 상기 개폐밸브(23)가 일시적으로 접착 고정되고 수면 하강에 따른 부력체(22)의 하강시 이 부력체(22)의 하중에 의해 접착이 해제되도록 하는 접착부(27)가 마련되어 있다.

여기서, 상기 개폐밸브(23)는 금속 재질을 사용하고 상기 접착부(27)는 개폐밸브(23)가 자력에 의해 부착될 수 있도록 하는 자석을 적용할 수 있다.

또한, 상기 개폐밸브(23)의 기체벤트홀(21b)과 맞닿는 부위에는 이 기체벤트홀(21b)의 견고한 밀폐를 위해 고무 재질의 실링부재(23a) 등이 배치될 수 있다.

이러한 구성에 따른 본 발명의 일 실시예인 기액분리기의 작동 상태를 살펴보면, 상기 유입구(11)를 통해 기액혼합체가 유입되면 상기 분리기본체(10) 하단부의 배출구(12)를 통해서는 기액 분리된 액체가 외부로 배출된다.

그리고, 상기 분리기본체(10)의 내부 상단이 소용돌이를 일으켜 그 중앙부가 하방으로 오목하게 패인 원추 형상의 수류를 형성하면서 이 원추 형상의 공간부에서 발생되는 기체가 상기 대직경 하우징(21) 하단부를 통해 그 상방의 기체벤트부(20)로 보내진 후 기체벤트홀(21b)을 통해 외부로 배출된다.

이를 보다 상세히 설명하면, 상기 기체벤트부(20)로 물이 유입되어 차오르면 이에 따라 부력체(22)도 물의 부력에 의해 같이 상승하여 그 개폐밸브(23)가 상기 기체벤트홀(21b)을 밀폐시킨 상태로 있게 된다.

이때, 상기 개폐밸브(23)는 접착부(27)에 의해 견고히 고정된 상태를 유지하여 상기 기체벤트홀(21b)이 간헐적으로 원치 않게 개폐되는 등의 현상이 발생되지 않도록 한다.

이러한 상태로 있다가, 상기 분리기본체(10) 내에서 발생되는 기체가 상기 기체벤트부(20) 내에 차있는 수면위로 상승하여 상기 수면 위쪽에 기체가 채워지게 되면 이 기체의 기압에 의해 수면이 하방으로 가압되어 내려앉게 되고 이에 따라 상기 부력체(22)도 같이 하강하면서 상기 기체벤트홀(21b)이 개방되어 기체가 외부로 배출된다.

그리고, 상기 기체벤트부(20)로 다시 물이 유입되어 차오르면 이에 따라 부력체(22)도 다시 물의 부력에 의해 같이 상승하여 그 개폐밸브(23)가 상기 기체벤트홀(21b)을 밀폐시키게 되는 과정을 반복하면서 상기 기체벤트부(7) 내에 차오르는 기체를 지속적으로 배출시킬 수 있게 된다.

그리고, 상기 기체벤트부(20)로 상승하는 기체는 대직경 구조의 하우징(21) 하단부를 통해 원활히 상승하게 되면서 버블 파괴 등의 현상이 미연에 차단되고, 상기 부력체(22)는 기체가 상승하는 중심부를 벗어나 하우징(21)의 내주면인 테두리측에 배치되어 상기 부력체(22)를 차단시키는 차단벽체(25)와의 사이에서 흔들림없이 안전하게 승강되면서 원활한 기체벤트홀(21b)의 개폐가 이루어지도록 한다.

위와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 기액분리기는 기체벤트부의 하우징 하방이 분리기본체의 상단부를 향하여 개방되는 대직경 직립관체 구조로 되는 동시에 부력체는 상기 하우징의 내주부에 배치되어 기액 분리 과정에서 발생되어 상기 하우징의 중앙 상방으로 상승되는 기체에 간섭이 생기지 않도록 함으로써, 기본적으로 분리기본체에서 기체벤트부로 연결되는 연결구조에서 교축 현상이 발생되지 않도록 하고 이에 따라 버블의 원활한 상승을 유도하여 수면 요동이나 미스트 발생을 방지할 수 있게 되면서 원활한 기액 분리를 통한 장치의 성능 향상 및 신뢰성 향상을 도모할 수 있게 되는 것이다.

이상에서와 같이, 본 발명은 상기의 바람직한 실시예를 들어 설명하였으나, 이러한 실시예를 종래의 공지 기술과 단순히 조합 적용한 변형예는 물론 본 발명의 특허청구범위와 상세한 설명에서 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자가 용이하게 변경하여 이용할 수 있는 모든 기술들은 본 발명의 기술범위에 당연히 포함된다고 보아야 할 것이다.

**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**
5 : 분리기본체 5a : 유입구
5b : 배출구 7 : 기체벤트부
7a : 부력체 7b : 기체벤트홀
10 : 분리기본체 11 : 유입구
12 : 배출구 20 : 기체벤트부
21 : 하우징 21a : 내부공간
21b : 기체벤트홀 22 : 부력체
23 : 개폐밸브 23a : 실링부재
24 : 연결부 24a : 직립대
24b : 수평대 24b1 : 관통공
25 : 차단벽체 25a : 받침대
26 : 물유입통로 27 : 접착부

Claims

내부공간이 마련되고 상단부 일측에 외부로부터 기액혼합체가 유입되는 유입구와 그 하단부 일측에 내부공간에서 기액 분리된 액체가 빠져나가는 배출구를 갖는 분리기본체; 및
상기 분리기본체의 상단부와 연결되어 기액 분리 과정에서 발생되는 기체를 외부로 배출시키기 위한 기체벤트부;
를 포함하고,
상기 기체벤트부는,
상기 기액 분리 과정에서 발생된 기체가 저장되도록 내부공간이 마련되고 그 상단부에 기체벤트홀이 형성된 하우징;
상기 하우징의 내부에서 상기 내부공간으로 유입되는 물에 의해 상승되는 부력체; 및
상기 부력체와 그 일단부가 연결되고 그 타단부가 상기 하우징의 내부 상단 저면에 힌지 연결되어 상기 부력체의 승강에 따라 상하로 힌지 회전되면서 상기 기체벤트홀을 개폐시키는 개폐밸브;
를 포함하며,
상기 하우징은 그 하방이 상기 분리기본체의 상단부를 향하여 개방되는 대직경 직립관체 구조로 되고,
상기 부력체는 상기 하우징의 내주부에 배치되어 기액 분리 과정에서 발생되어 상기 하우징의 중앙 상방으로 상승되는 기체에 간섭이 생기지 않도록 하는 구조로 된 것을 특징으로 하는 기액분리기.
제1항에 있어서,
상기 부력체는 상기 하우징의 내주부 전체에 배치되는 링 형상으로 된 것을 특징으로 하는 기액분리기.
제2항에 있어서,
상기 부력체와 상기 개폐밸브를 연결하는 연결부가 더 구비된 것을 특징으로 하는 기액분리기.
제3항에 있어서,
상기 연결부는,
상기 부력체의 직경선상 양단부에 각각 직립 배치되는 한 쌍의 직립대; 및
상기 한 쌍의 직립대 상단부를 연결하며, 그 중앙에 상기 개폐밸브의 일단부가 관통된 상태에서 상기 부력체가 상승하면 상기 개폐밸브의 일단부를 상승시켜 그 타단부가 상기 기체벤트홀을 밀폐시키도록 하고 부력체가 하강하면 상기 개폐밸브를 하방으로 잡아당겨 상기 기체벤트홀이 개방되도록 하는 관통공이 마련된 수평대;
를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 기액분리기.
제2항에 있어서,
상기 부력체의 내주부에 이 부력체와 동심원을 이루고 이 부력체의 내주면과 등 간격으로 이격되어 상향 연장되는 차단벽체가 더 구비된 것을 특징으로 하는 기액분리기.
제5항에 있어서,
상기 차단벽체의 하단부와 상기 하우징의 하단부 사이를 통해 이들 사이에 배치된 상기 부력체로 하방의 분리기본체로부터의 물이 유입될 수 있게 하는 물유입통로가 형성되도록 상기 차단벽체의 하단부를 상방으로 일정높이 들어 올리는 받침대가 더 구비된 것을 특징으로 하는 기액분리기.
제6항에 있어서,
상기 하우징의 상면 일측에 상기 부력체에 의해 상승되어 상기 기체벤트홀을 밀폐시킨 상태로 있는 상기 개폐밸브가 일시적으로 접착 고정되고 수면 하강에 따른 부력체의 하강시 이 부력체의 하중에 의해 접착이 해제되도록 하는 접착부가 더 구비된 것을 특징으로 하는 기액분리기.