KR20160002365U - 케미컬 주입용 퀼 - Google Patents

Abstract

유체 등과 같은 반응대상물에 케미컬 주입시 퀼에 형성된 멀티 노즐에 의하여 그 반응대상물의 반응이 전체적으로 신속하게 이루어질 수 있도록 반응대상물이 이송되는 배관과 직교되게 구비되는 주입 본체; 및 상기 주입 본체에 배관 내로 이송되는 반응대상물로의 반응이 신속하게 이루어지도록 적어도 하나 이상의 분사노즐이 형성되는 멀티 노즐부;를 포함하는 케미컬 주입용 퀼을 제공한다.
그에 따라 반응대상물 전체가 균일하면서 신속하게 반응이 이루어질 수 있는 효과를 가진다.

Description

케미컬 주입용 퀼{Chemical Injection Quill}

본 고안은 케미컬 주입용 퀼에 관한 것으로, 더 상세하게는 유체 등과 같은 반응대상물에 케미컬 주입시 퀼에 형성된 멀티 노즐에 의하여 그 반응대상물의 반응이 전체적으로 신속하게 이루어질 수 있도록 한 케미컬 주입용 퀼에 관한 것이다.

화학반응(chemical reaction)은 유체 등과 같은 반응대상물에 반응을 위하여 케미컬을 주입시킴으로써, 다른 물질로 변하는 현상을 말한다. 이때, 원자들의 재배치가 일어나게 된다.

다시 말해서, 화학반응은 공유결합(원자가 전자를 공유)의 파괴와 재형성을 수반한다. 즉, 플라스틱·염료·약물 같은 물질이 합성되고 생체계에서 생화학 반응이 진행되는 것은 이 반응 때문이다.

반응 메커니즘의 반응이 일어나는 데 필요한 에너지, 그리고 분자들의 결합 방식의 공간 배열 및 시간과 관련된 변화를 모두(결합 전자의 이동도 포함됨) 포함해야 한다. 대부분은 반응이 일어나기 전에 계에 어떤 형태의 에너지가 가해져야 한다. 이 에너지는 반응물이 활성화물, 즉 전이상태(transition state)로 전환하는 데 필요한 최소 에너지 준위에 도달하기 위해서 사용된다. 그 후에 생성물이 형성되는 과정에서는 더 이상의 에너지를 필요로 하지 않고 진행된다. 이때, 생성물이 형성될 때는 종종 에너지가 방출된다. 만일 둘 이상의 경로를 통해서 반응물이 생성물로 된다면, 실제로 거친 경로는 활성화 에너지가 가장 적은 경로이다.

상기와 같이 화학반응을 위하여 유체 등과 같은 반응대상물에 케미컬을 주입하기 위해 종래 사용되는 퀼은 통상의 중공된 관 형태로 반응대상물로 케미컬을 주입하고자 하는 방향의 끝단으로 하나의 노즐이 형성된다.

그로 인해 반응시키고자 하는 반응대상물의 중간으로 케미컬을 주입하게 됨으로써, 반응대상물은 그 주입된 케미컬 부분의 중간 부분부터 반응이 이루어지게 된다.

그에 따라 반응대상물 전체가 반응되는 시점까지 오랜 시간이 소요되는 단점을 가진다.

또한, 케미컬의 주입 포인트와 케미컬의 반응 정도를 측정하는 장비의 거리가 짧을 경우, 반응대상물과 케미컬의 반응이 제대로 이루어지지 않은 상태에서 측정이 이루어지는 관계로, 정확한 반응 정도를 원활한 측정하기에 어려운 단점을 가진다.

한편, 상기와 같이 케미컬을 주입하는 종래의 선행기술에는 대한민국 등록실용신안 제20-0328101호(이하 '특허문헌 1'이라 합니다)에 개시된 바와 같이 인젝션 노즐의 일측으로 연통된 상태의 막힘을 방지하기 위한 배관을 부가하여 노즐이 막히지 않도록 하거나, 막히더라도 쉽게 개통할 수 있도록 하는 기술이 제안된바 있다.

또한, 대한민국 공개특허공보 제10-2009-0064598호(이하 '특허문헌 2'라 합니다)에 개시된 바와 같이 본체, 테이퍼 섹션, 및 주입 팁을 포함하는 제1 도관; 내측 표면 및 외측 표면을 갖는 제2 도관; 상기 제1 도관이 제2 도관 둘레에 배치되어 그들 사이에 형성되는 제1 환상부; 상기 제1 도관의 외측 표면 둘레에 적어도 부분적으로 배치되어 사이에 제2 환상부를 포함하는 지지부재; 및 상기 지지부재의 제1 단부에서 수렴하는 외측 표면을 가짐을 포함하는 올레핀 중합을 위한 촉매 주입용 노즐과 같은 기술도 제안된바 있다.

또, 대한민국 등록특허 제10-1180604호(이하 '특허문헌 3'이라 합니다)에 개시된 바와 같이 화력 발전소의 운전시 화학 액을 분사하여 노(Furnace)안에 형성되는 클링커(Clinker)를 제거, 방지하여 노(Furnace)의 열효율을 높이는 조립형 화학 액 자동 분사 장치와 같은 기술도 제안된바 있다.

대한민국 등록실용신안 제20-0328101호 대한민국 공개특허공보 제10-2009-0064598호 대한민국 등록특허 제10-1180604호

그러나, 특허문헌 1 내지 3은 케미컬을 주입하는 방식이 전술한 종래와 같이 주입되는 방향의 끝단에 하나의 노즐을 통하여 주입함으로써, 종래 문제점인 반응시키고자 하는 반응대상물의 중간으로 케미컬을 주입하게 됨에 따라 반응대상물 전체가 반응되는 시점까지 오랜 시간이 소요되는 단점을 그대로 가진다.

또한, 케미컬의 주입 포인트와 케미컬의 반응 정도를 측정하는 장비의 거리가 짧을 경우, 반응대상물과 케미컬의 반응이 제대로 이루어지지 않은 상태에서 측정이 이루어지는 관계로, 정확한 반응 정도를 원활한 측정하기에 어려운 단점을 해결하지 못하고 그대로 가진다.

상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위한 본 고안의 주된 목적은 유체 등과 같은 반응대상물에 케미컬 주입시 퀼에 형성된 멀티 노즐에 의하여 그 반응대상물의 반응이 전체적으로 신속하게 이루어질 수 있도록 한 케미컬 주입용 퀼을 제공하는 데 있다.

본 고안의 다른 목적은 반응대상물로의 케미컬 주입이 균일하게 이루어질 수 있도록 하는 데 있다.

본 고안의 또 다른 목적은 배관의 직경에 따라 멀티 노즐의 갯 수를 선택적으로 사용할 수 있도록 하는 데 있다.

상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위한 본 고안은 배관 내로 이송되는 반응대상물에 반응을 위해 케미컬을 주입하기 위한 퀼로서, 상기 퀼은 반응대상물이 이송되는 배관과 직교되게 구비되는 주입 본체; 및 상기 주입 본체에 배관 내로 이송되는 반응대상물로의 반응이 신속하게 이루어지도록 적어도 하나 이상의 분사노즐이 형성되는 멀티 노즐부;를 포함한다.

상기 멀티 노즐부의 분사노즐은 주입 본체의 길이 방향을 따라 동일 선상에 배치된다.

상기 분사 노즐은 케미컬 주입시 균일 분사가 이루어질 수 있도록 상기 주입 본체의 유입구로부터 반대 측으로 점차적(漸次的)으로 큰 직경으로 형성된다.

상기 멀티 노즐부의 분사노즐은 주입 본체에 방사상으로 길이방향을 따라 다단으로 형성된다.

상기 주입 본체는 유입구 측으로부터 반대 측 끝단으로 점차적으로 작은 직경으로 형성된다.

상기 주입 본체는 각 분사노즐이 형성되어 관통되어 체결되는 복수의 분할 본체, 및 상기 복수의 분할 본체의 끝단에 체결되도록 끝단이 막혀지고 내부가 중공되어 분사노즐이 형성되는 마감 본체를 포함한다.

본 고안은 유체 등과 같은 반응대상물에 케미컬 주입시 퀼에 형성된 멀티 노즐에 의하여 그 반응대상물의 반응이 전체적으로 신속하게 이루어질 수 있도록 함으로써, 반응대상물 전체가 균일하면서 신속하게 반응이 이루어질 수 있는 효과를 가진다.

또한, 반응대상물 전체가 균일하고 신속하게 반응함에 따라 근거리에 위치한 반응 측정장비를 통하여 반응 정도를 정확하게 측정할 수 있는 효과도 갖는다.

또, 반응대상물로의 케미컬 주입이 균일하게 이루어질 수 있도록 함으로써, 반응 속도를 더욱더 신속하게 증대시킬 수 있는 효과를 가진다.

또, 배관의 직경에 따라 멀티 노즐의 갯 수를 선택적으로 사용할 수 있도록 함으로써, 반응 여부를 측정하고자 케미컬을 주입하기 위한 배관의 직경에 상관없이 케미컬을 반응대상물로 전체적이면서 균일하고 신속하게 주입할 수 있는 효과도 갖는다.

도 1은 본 고안을 설명하기 위한 배관에 설치된 상태의 일부 단면도,
도 2는 본 고안의 사용 상태를 설명하기 위한 일부 단면도,
도 3은 본 고안의 다른 실시 예를 설명하기 위한 일부 단면도,
도 4는 본 고안의 또 다른 실시 예를 설명하기 위한 일부 단면도,
도 5는 본 고안의 또 다른 실시 예를 설명하기 위한 일부 단면도이다.

이하, 본 고안의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참고하여 좀더 상세하게 설명하면 다음과 같으며, 본 고안이 실시 예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.

도 1은 본 고안을 설명하기 위한 배관에 설치된 상태의 일부 단면도이며, 도 2는 본 고안의 사용 상태를 설명하기 위한 일부 단면도이다.

도시된 바와 같이 배관(100) 내로 이송되는 반응대상물에 반응을 위해 케미컬을 주입하기 위한 퀼(1)을 개시한다.

본 고안은 유체 등과 같은 반응대상물에 케미컬 주입시 퀼에 형성된 멀티 노즐에 의하여 그 반응대상물의 반응이 전체적으로 신속하게 이루어질 수 있도록 한다.

본 고안에 따른 상기 퀼(1)은 반응대상물이 이송되는 배관(100)과 직교되게, 즉 배관(100)을 가로지르게 구비되는 주입 본체(10); 및 상기 주입 본체(10)에 배관(100) 내로 이송되는 반응대상물로의 반응이 신속하게 이루어지도록 적어도 하나 이상의 분사노즐(22)이 형성되는 멀티 노즐부(20);를 포함한다.

다시 말해서, 배관 내로 이송되는 유체 등과 같은 반응대상물에 반응을 위해 주입되는 케미컬이 어느 한 부분의 특정 부분으로 주입되는 것이 아니라 하나 이상의 분사노즐이 형성되는 멀티 노즐부에 의해 고르게 분포되어 주입되도록 함으로써, 반응대상물에서의 반응이 단시간 내에 신속하게 이루어질 수 있는 조건을 가진다.

그로 인해 케미컬의 주입 포인트와 케미컬의 반응 정도를 측정하는 장비의 거리가 짧을 경우에도 고르게 분포되어 주입되는 케미컬로 인해 반응대상물이 신속하게 반응함으로써, 반응대상물에서의 반응 정도를 정확하게 측정할 수 있는 장점도 가진다.

이로써, 본 고안의 복수의 분사노즐로 형성되는 멀티 노즐부에 의하여 반응대상물로의 케미컬을 고르게 분포시켜 주입시킴으로써, 단시간 내에 반응대상물 전체로의 반응 또한 신속하게 이루어질 수 있는 것이다.

멀티 노즐부(20)의 분사노즐(22)은 주입 본체(10)의 길이 방향을 따라 어느 특정부분의 한 부분으로 케미컬이 주입되는 것이 아니라 균일하게 주입이 이루어질 수 있도록 동일 선상에 배치하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 분사 노즐(22)은 케미컬 주입시 균일 분사가 이루어질 수 있도록 상기 주입 본체(10)의 유입구(12)로부터 반대 측으로 점차적(漸次的)으로 큰 직경으로 형성된다.

다시 말해서, 케미컬의 주입시 주입 본체의 유입구 측의 주입압력은 크므로 분사노즐의 직경을 작게 하고, 상기 유입구의 측으로부터 끝단으로 갈수록 주입압력이 강하되는 조건을 가짐에 따라 주입노즐의 직경을 크게 하는 것이 바람직하다.

그로 인해 하나 이상의 분사노즐을 통하여 케미컬을 주입시 어느 하나의 분사노즐로 집중되는 것이 아니라 케미컬이 균일하게 분사가 이루어질 수 있는 조건을 구비하게 된다.

이로써, 반응대상물로의 케미컬을 고르게 분포하면서 균일하게 주입이 이루어질 수 있는 조건으로 인해 반응대상물로의 반응 또한 더욱더 신속하고 정확하게 이루어질 수 있는 조건을 가진다.

도 3은 본 고안의 다른 실시 예를 설명하기 위한 일부 단면도이다.

도시된 바와 같이 상기한 기술적 구성에서, 반응대상물로 고르게 분포되면서 균일하게 분사가 이루어질 수 있도록 구비되는 하나 이상의 분사노즐이 동일선상에 배치되는 것에 비하여 더욱더 신속하게 반응이 이루어질 수 있도록 한다.

멀티 노즐부(20)의 분사노즐(22)은 주입 본체(10)에 방사상으로 길이방향을 따라 다단으로 형성된다.

즉, 반응대상물로의 케미컬을 주입시 전술한 동일선상에 배치되는 것에 비하여 케미컬을 방사상의 길이방향을 따라 다단으로 형성되는 분사노즐로 인해 반응 속도를 극대화할 수 있는 조건을 가진다.

그에 따라 반응대상물의 반응이 더욱더 짧은 시간 내에 신속하게 이루어질 수 있는 장점을 가진다.

도 4는 본 고안의 또 다른 실시 예를 설명하기 위한 일부 단면도이다.

도시된 바와 같이 상기한 기술적 구성에서, 반응대상물로 케미컬이 균일하게 주입될 수 있도록 분사노즐의 직경을 점차적으로 크게 하는 것과 같이 주입 본체에서도 케미컬의 주입이 균일하게 이루어질 수 있는 조건을 갖도록 한다.

주입 본체(10)는 케미컬이 유입되는 유입구(12) 측으로부터 반대 측으로 점차적으로 작은 직경으로 형성된다.

즉, 주입 본체(10)의 유입구(12)가 형성된 측은 넓은 직경(W)을 가지고 그 반대 측은 점차적으로 작은 직경(w)을 갖도록 함으로써, 상기 주입 본체로 케미컬이 유입되는 유입압력은 크고 상대적으로 반대 측의 유입압력은 강하됨에 따라 이를 방지한다.

그로 인해 주입 본체 내부로 유입되는 케미컬 역시 압력 편차를 최소화하여 분사노즐을 통하여 반응대상물로 주입되는 케미컬을 더욱더 균일하게 주입할 수 있는 조건을 가진다.

도 5는 본 고안의 또 다른 실시 예를 설명하기 위한 일부 단면도이다.

도시된 바와 같이 상기한 구성에서, 적어도 하나 이상의 분사노즐이 형성되는 멀티 노즐부는 하나의 주입 본체에 형성됨에 따라 반응대상물이 이송되는 배관의 직경에 따라 그 직경에 맞는 각각의 주입 본체를 개별적으로 구비해야 하는바, 이러한 문제점을 해결하기 위한 것이다.

주입 본체(10)는 각 분사노즐(22)이 형성되어 관통되어 체결되는 복수의 분할 본체(10A), 및 상기 복수의 분할 본체(10A)의 끝단에 체결되도록 끝단이 막혀지고 내부가 중공되어 분사노즐(22)이 형성되는 마감 본체(10B)를 포함한다.

복수의 분할 본체와 분할 분체 및 분할 본체와 마감 본체는 통상의 나사 결합방식에 의해 체결 고정된다.

그에 따라 반응대상물이 이송되는 배관의 직경에 따라 퀼을 구성하는 복수의 분할 본체와 마감 본체로 구성되는 주입 본체의 길이 또한 배관의 직경에 알맞은 길이로 체결함으로써, 반응대상물로의 케미컬 주입을 이상적으로 주입할 수 있는 조건을 구비한다.

이로써, 반응대상물이 이송되는 서로 다른 직경을 가지는 배관에 상관없이 별도로 여러 개의 퀼을 구비할 필요없이 분할 본체와 마감 본체로 구성되는 주입 본체로 인하여 적정한 길이로 체결하여 사용할 수 있도록 함으로써, 호환성도 뛰어난 장점을 가진다.

1 : 퀼
10 : 주입 본체 10A : 분할 본체
10B : 마감 본체 12 : 유입구
20 : 멀티 노즐부 22 : 분사노즐
100 : 배관

Claims (6)

1. 배관 내로 이송되는 반응대상물에 반응을 위해 케미컬을 주입하기 위한 퀼로서,
   상기 퀼은 반응대상물이 이송되는 배관과 직교되게 구비되는 주입 본체; 및
   상기 주입 본체에 배관 내로 이송되는 반응대상물로의 반응이 신속하게 이루어지도록 적어도 하나 이상의 분사노즐이 형성되는 멀티 노즐부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 케미컬 주입용 퀼.
2. 제1항에 있어서,
   상기 멀티 노즐부의 분사노즐은 주입 본체의 길이 방향을 따라 동일 선상에 배치되는 것을 특징으로 하는 케미컬 주입용 퀼.
3. 제1항에 있어서,
   상기 멀티 노즐부의 분사노즐은 주입 본체에 방사상으로 길이방향을 따라 다단으로 형성되는 것을 특징으로 하는 케미컬 주입용 퀼.
4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
   상기 분사 노즐은 케미컬 주입시 균일 분사가 이루어질 수 있도록 상기 주입 본체의 유입구로부터 반대 측으로 점차적으로 큰 직경으로 형성되는 것을 특징으로 하는 케미컬 주입용 퀼.
5. 제4항에 있어서,
   상기 주입 본체는 유입구 측으로부터 반대 측 끝단으로 점차적으로 작은 직경으로 형성되는 것을 특징으로 하는 케미컬 주입용 퀼.
6. 제4항에 있어서,
   상기 주입 본체는 각 분사노즐이 형성되어 관통되어 체결되는 복수의 분할 본체, 및 상기 복수의 분할 본체의 끝단에 체결되도록 끝단이 막혀지고 내부가 중공되어 분사노즐이 형성되는 마감 본체를 포함하는 것을 특징으로 하는 케미컬 주입용 퀼.
   

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