KR20180011412A - Device of Separating Particle and Liquid of Particle Flow by using Symmetric Flow - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 다상유체 분리장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 유체와, 미세먼지 또는 침전물이 혼합된 다상유체를 원심 분리하는 다상유체 분리장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a multiphase fluid separation apparatus, and more particularly, to a multiphase fluid separation apparatus for centrifugally separating a fluid and a multiphase fluid in which fine dust or precipitate is mixed.
청정 공기 또는 수자원이 요구되는 분야의 공학 응용 분야에서 유체에 혼합된 입자상 물질, 예컨대 미세먼지 또는 침전물 등을 분리하는 관련 기술은 분리 성능 및 유지관리의 효율성이 매우 중요하다. 통상적인 화학적 처리나 막(membrane) 분리 기술은 장시간 또는 대용량 처리에 따른 유지관리에 많은 어려움이 따르고 있어 이를 대체할 수 있는 기술 개발이 진행되고 있으며, 유체의 회전에 따른 분리 효과를 이용한 기술의 활용이 증대되고 있다.In the field of engineering applications where clean air or water resources are required, the separation performance and maintenance efficiency are of crucial importance in the related art for separating particulate matter mixed in the fluid, such as fine dust or sediment. Conventional chemical treatment or membrane separation technology has a lot of difficulties in maintaining maintenance for a long time or a large capacity treatment, and development of a technology capable of replacing it is progressing. Is increasing.
전술한 원심분리를 이용한 선회류 분리장치(vortex separator)가 도 1에 예시되어 있다. 예시된 바와 같이, 반응조 내부에 접선방향으로 다상의 유체를 유입시켜 분리장치 내벽을 따라 선회류(나선형 회전유동)(vortex)를 형성시켜 비중이 유체보다 무거운 고형물의 입자는 회전력에 의하여 가장자리로 분리되는 동시에 중력에 의한 침전이 되어 하부 유출구로 빠져나가게 되고, 걸러진 유체는 상부 유출구를 통하여 유출되어 분리되는 원리이다(도 1의 출처는 Downstream Defender®의 HDVS입니다. 관련홈페이지는 www.hydro-international.biz입니다). A vortex separator using centrifugal separation as described above is illustrated in Fig. As illustrated, a multiphase fluid in the tangential direction is introduced into the reaction vessel to form a vortex along the inner wall of the separation apparatus, so that the solid particles having a specific gravity heavier than the fluid are separated to the edge by the rotational force (See Figure 1) is the Downstream Defender®'s HDVS. The website is www.hydro-international. (See Figure 1). we are).
하지만, 비대칭적인 유입구(inlet) 및 유출구(outlet) 구조로 인하여 다상유체의 원심력이 제한적이고 이로 인해 유체와 입자의 분리효율이 정체되는 문제점이 있었다.However, due to the asymmetric inlet and outlet structures, the centrifugal force of the polyphase fluid is limited and the separation efficiency between the fluid and the particles is stagnated.
본 발명의 사상이 이루고자 하는 기술적 과제는, 전술한 바와 같은 유입구 및 유출구의 비대칭적인 구조를 대칭적인 구조로 변경 설계하여 다상유체의 원심력을 증가시켜서 유체와 입자의 분리효율을 향상시킬 수 있는 대칭 유동을 이용한 다상유체 분리장치를 제공하는 데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The object of the present invention is to provide a symmetric flow structure capable of improving the separation efficiency between a fluid and a particle by increasing the centrifugal force of the polyphase fluid by designing the asymmetrical structure of the inlet and the outlet as symmetrical structures, The present invention provides a multiphase fluid separation device using the same.
전술한 목적을 달성하고자, 본 발명은, 원통 형상의 프레임과, 외부로부터 다상유체가 유입되며, 상기 프레임의 상호 대칭적인 측면 위치에 적어도 두 방향 이상으로의 접선방향으로 연결되어 형성되는 유입구와, 상기 프레임의 내측으로부터 상면을 관통하여 형성되고, 상기 유입구를 통해서 유입되어 상기 프레임 내측에서 나선형 회전유동하는 다상유체 중 원심력 및 중력에 의해 유체가 분리되어 유출되는 유체 유출구와, 상기 프레임의 하측에 형성되고, 상기 유입구를 통해서 유입되어 상기 프레임 내측에서 나선형 회전유동하는 다상유체 중 원심력 및 중력에 의해 입자가 분리되어 유출되는 입자 유출구로 이루어지는, 대칭유동을 이용한 다상유체 분리장치를 제공한다.In order to achieve the above-described object, the present invention provides a fluidized bed apparatus comprising a cylindrical frame, an inflow port into which a polyphase fluid flows from outside, and which is formed by tangentially connecting at least two directions to mutually symmetrical lateral positions of the frames, A fluid outlet formed through an upper surface of the frame and flowing through the inlet and separated by a centrifugal force and gravity from a polyphase fluid spirally rotating inside the frame, And a particle outlet port through which the particles are separated by centrifugal force and gravity, out of the polyphase fluid flowing through the inlet and spirally rotating inside the frame, the polyphase fluid separation device using symmetrical flow.
바람직하게는, 상기 유체 유출구와 상기 입자 유출구 사이에 형성되고, 상기 유체 및 입자의 분리효율성을 향상시키는 분리판을 더 포함할 수 있다.The separator may further include a separation plate formed between the fluid outlet and the particle outlet, for improving separation efficiency of the fluid and the particles.
바람직하게는, 상기 분리판은 상기 유체 유출구 하단에 소정 크기의 콘 형상로 결합되어 형성될 수 있다.Preferably, the separation plate is coupled to the lower end of the fluid outlet in a cone shape having a predetermined size.
바람직하게는, 상기 분리판은 상기 유체 유출구 및 상기 입자 유출구로부터 각각 이격되어 접시 형상로 형성될 수 있다.Preferably, the separator plate may be formed in a dish shape spaced apart from the fluid outlet and the particle outlet, respectively.
바람직하게는, 상기 접시 형상의 분리판의 중앙에는 상기 입자가 관통하는 소정 크기의 홀이 형성될 수 있다.Preferably, a hole of a predetermined size through which the particles penetrate may be formed at the center of the plate-shaped separator plate.
바람직하게는, 상기 프레임은 상단 프레임과 하단 프레임으로 분리되어 상호 이격 거리가 조절되도록 구성되며, 상기 상단 프레임에 상기 유입구가 결합 형성되며, 상기 하단 프레임에 상기 입자 유출구, 상기 유체 유출구, 및 상기 분리판이 결합 형성되고, 상기 유입구로 유입되는 다상유체의 유속을 측정하여 상기 프레임 내부의 유량을 산출하는 센서와, 상기 센서에 의해 산출된 유량에 따라 상기 상단 프레임과 상기 하단 프레임의 이격 거리를 제어하는 모터를 더 포함할 수 있다.Preferably, the frame is divided into an upper frame and a lower frame so that mutual spacing distance is adjusted, the inlet port is coupled to the upper frame, and the particle outlet, the fluid outlet, and the separation A sensor for measuring a flow rate of the polyphase fluid flowing into the inlet and calculating a flow rate inside the frame and a control unit for controlling a distance between the upper frame and the lower frame according to the flow rate calculated by the sensor And may further include a motor.
바람직하게는, 상기 상단 프레임과 상기 하단 프레임 사이에서 상기 다상유체를 수밀하는 제1 패킹과, 상기 유체 유출구와, 상기 유체 유출구가 관통하는 상기 상단 프레임의 상면 사이에서 상기 다상유체를 수밀하는 제2 패킹을 더 포함할 수 있다.Preferably, a first packing is provided between the upper frame and the lower frame for watertightly sealing the polyphase fluid, and a second packing for sealing the polyphase fluid between the fluid outlet and the upper surface of the upper frame through which the fluid outlet passes, And may further include a packing.
바람직하게는, 상기 입자 유출구의 개방율을 조절하는 밸브를 더 포함할 수 있다.Preferably, the valve may further include a valve for regulating an opening rate of the particle outlet.
바람직하게는, 상기 유입구는, 상기 프레임의 상호 대칭적인 측면 위치에 네 방향의 접선방향으로 연결되어 형성될 수 있다.Preferably, the inlets are formed in tangential directions of four directions at mutually symmetrical lateral positions of the frames.
본 발명에 의하면, 대칭적인 구조로 프레임에 결합되는 유입구로 인하여 다상 유체의 나선형 회전유동에 의한 원심력이 증가하여 유체와 입자의 분리효율을 보다 향상시킬 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, the centrifugal force due to the spiral rotational flow of the polyphase fluid is increased due to the inlet port that is coupled to the frame with a symmetrical structure, so that the separation efficiency of fluid and particles can be further improved.
도 1은 종래 기술에 의한 선회류 분리장치의 구조를 예시한 것이다.
도 2는 본 발명에 의한 대칭유동을 이용한 다상유체 분리장치의 구성을 개략적으로 도시한 것이다.
도 3의 (a) 내지 (c)는 도 2의 대칭유동을 이용한 다상유체 분리장치의 단면을 개략적으로 각각 도시한 것이다.
도 4의 (a) 및 (b)는 도 2의 대칭유동을 이용한 다상유체 분리장치의 다상유체의 유량에 따른 작동을 개략적으로 각각 도시한 것이다.FIG. 1 illustrates the structure of a conventional swirl-flow separation device.
2 schematically shows the construction of a multiphase fluid separation apparatus using a symmetric flow according to the present invention.
3 (a) to 3 (c) schematically show cross sections of the multiphase fluid separation apparatus using the symmetrical flow of FIG. 2, respectively.
4 (a) and 4 (b) schematically show operation of the multiphase fluid separator using the symmetric flow of FIG. 2 according to the flow rate of the multiphase fluid, respectively.
이하, 첨부된 도면을 참조로 전술한 특징을 갖는 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하고자 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명에 의한 대칭유동을 이용한 다상유체 분리장치의 구성을 개략적으로 도시한 것이고, 도 3의 (a) 내지 (c)는 도 2의 대칭유동을 이용한 다상유체 분리장치의 단면을 개략적으로 각각 도시한 것이다.2 is a schematic view showing the construction of a multiphase fluid separator using a symmetrical flow according to the present invention, and Figs. 3 (a) to 3 (c) Respectively.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명에 의한 대칭유동을 이용한 다상유체 분리장치는, 원통 형상의 프레임(110)과, 다상유체가 유입되는 유입구(120)와, 유체가 분리 유출되는 유체 유출구(130)와, 입자가 분리 유출되는 입자 유출구(140)와, 유체와 입자를 효율적으로 분리하는 분리판(150)으로 구성될 수 있다.2 and 3, the multiphase fluid separator using the symmetric flow according to the present invention includes a
프레임(110)은 원통 형상으로 형성되어서 후술하는 유입구(120)를 통해서 유입되는 다상유체가 유속에 의해 선회류(나선형 회전유동)를 형성하는 내부 공간을 제공한다. 여기서, 다상유체란 입자성 물질(입자)과 유체성 물질(유체)이 혼합된 상태의 유체를 의미한다.The
유입구(120)는 프레임(110)의 상부측에 인접하여 형성되며, 외부로부터 다상유체가 유입되는 경로를 형성하고, 프레임(110)의 상호 대칭적인 측면 위치에 적어도 두 방향 이상으로의 접선방향으로 연결되어 형성된다.The
예컨대, 도 2에 도시된 바와 같이, 유입구(120)는 프레임(110)의 상호 대칭적인 측면 위치에 네 방향의 접선방향으로 연결되어 형성될 수 있는데, 제1 내지 제4 유입구(120a 내지 120d)는 프레임(110)의 중심을 기준으로 상호 90도 대칭적인 측면에 각각 형성될 수 있다.For example, as shown in FIG. 2, the
한편, 프레임(110) 내부에서 대칭 유동, 즉 대칭적인 나선형 회전유동을 형성할 수 있는 유입구(120)의 대칭 구조라면 그 형상 및 수는 특별히 제한적이지 않으며, 프레임(110)의 상호 대칭적인 측면 위치에 적어도 두 방향 이상으로의 접선방향으로 연결되어 형성될 수 있다.On the other hand, the shape and the number of the
유체 유출구(130)는, 프레임(110)의 내측으로부터 상면을 관통하여 형성되고, 유입구(120)를 통해서 유입되어 프레임(110) 내측에서 나선형 회전유동하는 다상유체 중 다상유체의 유속에 의한 원심력 및 중력에 의해 분리된 유체를 상부로 유출시킨다. 즉, 유입구(120)로 유입되는 다상유체의 유속에 의한 강한 수압에 의한 나선형 회전유동에 의해서 유체 유출구(130)로 유체의 상부로의 분리 유출이 일어나게 되므로, 유체 유출구(130)는 프레임(110)의 상측에 형성되어야 한다.The
입자 유출구(140)는, 테이퍼 형상으로 형성된 프레임(110)의 하측에 형성되고, 유입구(120)를 통해서 유입되어 프레임(110) 내측에서 나선형 회전유동하는 다상유체 중 다상유체의 유속에 의한 원심력 및 중력에 의해 분리된 입자를 하부로 유출시킨다. 즉, 유입구(120)로 유입되는 다상유체의 유속에 의한 강한 수압에 의한 나선형 회전유동을 하는 입자는 중력에 의해서 입자 유출구(140)로 입자의 하부로의 분리 유출이 일어나게 되므로, 입자 유출구(140)는 프레임(110)의 하부에 형성되어야 한다.The
한편, 입자 유출구(140)의 개방율을 조절하는 밸브(미도시)를 추가로 구성할 수 있다. 즉, 다상유체의 입자상 체적비(volume fraction of particle phase), 입자 직경, 후술하는 분리판(150)의 형상에 따라 분리효율이 상이하므로, 분리효율을 향상시키기 위해서 밸브로 입자 유출구(140)이 개방율을 조절할 수 있다.On the other hand, a valve (not shown) for adjusting the opening rate of the
또한, 도 3의 (b) 및 (c)에 도시된 바와 같이, 유체 유출구(130)와 입자 유출구(140) 사이에는 다상유체 중 유체 및 입자의 분리효율성을 향상시킬 수 있는 분리판(150), 예컨대 접시 형상의 분리판(150a) 및 콘 형상의 분리판(150b)을 추가 형성할 수 있다.3 (b) and 1 (c), a separation plate 150 is provided between the
즉, 분리판(150)은 유체 유출구(130) 하단에 소정 크기의 콘 형상로 결합되어 형성될 수 있거나(150a), 유체 유출구(130) 및 입자 유출구(140)로부터 각각 이격되어 접시 형상로 형성될 수 있다(150b).That is, the separator 150 may be formed in a cone shape having a predetermined size at the lower end of the fluid outlet 130 (150a), separated from the
한편, 접시 형상의 분리판(150b)의 중앙에는 입자가 관통하는 소정 크기의 홀(h)이 형성될 수 있는데, 홀(h)은 접시 형상의 분리판(150b) 상부에 입자가 누적되는 것을 방지하고 입자의 분리효율을 향상시킬 수 있다.A hole h having a predetermined size through which the particles pass may be formed at the center of the plate-
여기서, 분리판(150)은 유체와 입자의 분리시 입자의 재비산을 방지하고, 프레임(110) 내부 공간을 유체 영역과 입자 영역으로 분리하여 유체가 유체 유출구(130)로 쉽게 유출되도록 한다.Here, the separation plate 150 prevents the particles from being re-dispersed when the fluid is separated from the particles, and separates the inner space of the
전술한 바와 같은 구성에 의해서, 프레임(110)에 대해 대칭적인 유입 구조를 갖는 유입구(120)에 의해서 다상유체는 대칭적인 나선형 회전유동을 하게 되어 원심력이 증가하게 되고, 다상유체는 원심력 및 중력에 의해서 유체는 중앙 영역에서 상측 방향으로 회전유동하게 되어서 프레임(110)의 중앙 영역에 형성된 유체 유출구(130)를 통해서 유출되게 되고, 입자는 외곽 영역에서 하측 방향으로 회전유동하게 되어서 프레임(110)의 하측에 형성된 입자 유출구(140)를 통해서 유출되게 된다. 즉, 대칭적인 구조로 프레임(110)에 결합되는 유입구(120)로 인하여 다상 유체의 나선형 회전유동에 의한 원심력이 증가하여 유체와 입자의 분리효율을 향상시킬 수 있다.With the arrangement described above, the
도 4의 (a) 및 (b)는 도 2의 대칭유동을 이용한 다상유체 분리장치의 다상유체의 유량에 따른 작동을 개략적으로 각각 도시한 것이다.4 (a) and 4 (b) schematically show operation of the multiphase fluid separator using the symmetric flow of FIG. 2 according to the flow rate of the multiphase fluid, respectively.
도 4를 참조하면, 프레임(110)은 상단 프레임(110a)과 하단 프레임(110b)으로 분리되어 상호 이격 거리가 조절되도록 구성될 수 있다. 즉, 프레임(110)에 대한 접선 방향으로의 유입구(120)로 유입되는 프레임(110) 내부의 다상유체의 유량이 최대일 경우에만 나선형 회전유동이 발생하여 다상유체의 분리 효과가 유효하고 유량이 최대가 아닌 경우에는 분리 효과가 유효하지 않으므로, 상단 프레임(110a)의 상면과 하단 프레임(110b)의 하면 사이의 이격 거리가 조절되어 유량을 최대로 유지하도록 구성될 수 있다. 부언하자면, 유입구(120)로 유입되는 다상유체의 유속에 의한 강한 수압에 의해서 유체 유출구(130)로 유체의 상부 유출이 일어나게 되는데, 프레임(110) 내부에 공기층이 있으면 정수압의 형성으로 유체의 상부 유출이 거의 불가능하므로, 공기층을 제거할 수 있도록 프레임(110)은 상단 프레임(110a)과 하단 프레임(110b)의 이격 거리를 조절할 수 있다.Referring to FIG. 4, the
구체적으로, 유입구(120)가 상단 프레임(110a)에 적어도 두 방향 이상으로의 접선방향으로 결합 형성되며, 하단 프레임(110b)에 입자 유출구(140), 유체 유출구(130), 및 분리판(150)이 결합 형성되고, 유입구(120)로 유입되는 다상유체의 유속을 측정하여 프레임(110) 내부의 유량을 산출하는 센서(미도시)와, 센서에 의해 산출된 유량에 따라 상단 프레임(110a)과 하단 프레임(110b)의 이격 거리를 제어하는 모터(미도시)를 추가로 구성할 수 있다.Specifically, the
즉, 다상유체의 유량에 따라 상단 프레임(110a)과 하단 프레임(110b)의 이격 거리가 센서 및 모터에 의해서 조절되어야 하는데, 유량이 최대 또는 많은 경우에는, 도 4의 (a)에 도시된 바와 같이, 상단 프레임(110a)과 하단 프레임(110b)의 이격 거리가 증가하게 된다. 또한, 유량이 최소 또는 적은 경우에는, 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이, 상단 프레임(110a)과 하단 프레임(110b)의 이격 거리가 감소하여 프레임(110) 내부에 공기층이 형성되지 않도록 하여 다상유체의 원활한 나선형 회전유동을 유도하여 유체와 입자의 분리를 유효하게 할 수 있다.That is, the distance between the
한편, 상단 프레임(110a)과 하단 프레임(110b)의 이격 거리 조절은 유입구(120)가 형성된 상단 프레임(110a)의 하단 프레임(110b)에 대한 상승 및 하강으로 조절될 수 있다.The distance between the
또한, 상단 프레임(110a)의 하단 프레임(110b)에 대한 상승 및 하강시, 프레임(110) 내부의 다상유체의 누수를 방지하기 위해서, 상단 프레임(110a)과 하단 프레임(110b) 사이에서 다상유체를 수밀하는 제1 패킹(161)과, 유체 유출구(130)와, 유체 유출구(130)가 관통하는 상단 프레임(110a)의 상면 사이에서 다상유체를 수밀하는 제2 패킹(162)을 추가로 구성할 수 있다.In order to prevent leakage of the polyphase fluid inside the
이하, 후술하는 표 1 내지 표 3을 참조하여, 본 발명에 의한 대칭 유동을 이용한 다상유체 분리장치(이하, 선회류 분리장치(vortex separator))를 구현하기 위한 다상 유체의 유체 및 입자의 분리성능(분리효율)을 분석하기 위한 전산 해석을 통해 실험 결과를 상술하고자 한다.Hereinafter, with reference to Tables 1 to 3 described below, the separation performance of fluid and particles of a multiphase fluid for implementing a multiphase fluid separation apparatus using a symmetric flow according to the present invention (hereinafter referred to as a vortex separator) (Separation Efficiency), which is the result of the numerical analysis.
선회류 분리장치는 입자상 유동을 분리하여 상부 유출구(유체 유출구)로 유체를 하부 유출구(입자 유출구)로 입자를 방출하는데, 유입된 다상 유체 중 유체가 상부로 유출되는 비율을 분리효율로 정의하고 결과를 비교하면 다음과 같다.The swirling flow separator separates the particulate flow and discharges the fluid to the lower outlet (particle outlet) with the upper outlet (fluid outlet). The rate of the fluid leaking out of the inlet polyphase fluid is defined as the separation efficiency, As follows.
표 1을 참조하면, 입자상 체적비 10%와 입자 직경 2mm에 대하여 각 구조 별로 해석을 수행한 결과, 입자 분리효율은 모두 100%로 우수한 분리효율을 나타내며 유체 분리효율은 기본 구조가 가장 낮았다. 또한 그 다음으로 콘 구조(콘 형상의 분리판), 접시 구조(접시 형상의 분리판) 순으로 높았다. 이는 콘 구조와 접시 구조가 입자의 재비산을 막아주는 역할을 할 뿐만 아니라 유체 영역과 입자 영역을 분리하여 유체가 쉽게 상부 유출구로 빠져나가게 해주는 것을 알 수 있다.As shown in Table 1, the particle separation efficiency was 100% and the fluid separation efficiency was the lowest in the basic structure, as a result of analyzing each structure for a particle volume ratio of 10% and a particle diameter of 2 mm. Next, the cone structure (cone-shaped separator) and the dish structure (separator-shaped separator) were higher in that order. It can be seen that the cone structure and the dish structure not only prevent the re-scattering of the particles but also separate the fluid region and the particle region, allowing the fluid to easily escape to the upper outlet.
표 2는 입자 직경 변화에 따른 비교 결과를 나타내는데, 입자상 체적비 10%에 대하여 입자 직경이 각각 0.01, 0.02, 0.2, 및 2mm 일 경우 해석을 수행한 결과를 나타낸다.Table 2 shows the results of the comparison according to the change in particle diameter, in which the analysis is performed when the particle diameters are 0.01, 0.02, 0.2, and 2 mm, respectively, for a particle volume ratio of 10%.
모두 입자 직경이 증가할수록 입자 분리효율과 유체 분리효율이 증가하며, 입자 분리효율은 콘 구조가 상대적으로 높고 유체 분리효율은 접시 구조가 상대적으로 높다.As the particle diameter increases, the particle separation efficiency and the fluid separation efficiency increase, and the particle separation efficiency is relatively high for the cone structure and the fluid separation efficiency is relatively high for the dish structure.
또한, 입자 직경이 2mm 일 경우에는 모두 100%로 높은 분리효율을 나타내지만 입자 직경이 작아질수록 접시 구조와 콘 구조의 차이가 뚜렷이 나타나며 콘 구조가 우수하다. 이를 통하여 높은 입자 분리효율이 요구될 때는 콘 구조를 이용하는 것이 더 유리할 수 있다.In addition, when the particle diameter is 2 mm, the separation efficiency is as high as 100%. However, as the particle diameter becomes smaller, the difference between the dish structure and the cone structure becomes clearer and the cone structure is superior. It may be more advantageous to use a cone structure when high particle separation efficiency is required.
또한, 접시 구조는 입자 직경에 비교적 영향을 받지 않고 우수한 유체 분리효율을 내고 있으며, 그에 비하여 콘 구조는 비교적 변동이 크다. 접시 구조와 콘 구조 모두 체적비가 증가할수록 분리효율이 낮아지는 경향이 있으며 이는 체적비가 클수록 유체의 흐름 특성이 입자상과 함께 움직이려는 성향 때문일 수 있다. 따라서, 유체의 분리 효율을 높이고자 하는 경우 접시 구조가 보다 적합할 수 있다.In addition, the dish structure exerts an excellent fluid separation efficiency without being influenced relatively by the particle diameter, while the cone structure is relatively fluctuating. As the volume ratio increases, both the dish structure and the cone structure tend to be lowered in separation efficiency. This is probably due to the tendency of the fluid flow characteristics to move with the particle as the volume ratio increases. Therefore, the dish structure may be more suitable when the separation efficiency of the fluid is to be increased.
표 3은 접시 구조에 입자가 쌓이는 것을 방지하고자 접시 구조 가운데 원형의 구멍을 내어 기본 형태와 비교한 결과를 나타낸다. 즉, 구멍의 크기가 커질수록 입자의 분리효율은 증가한다.Table 3 shows the results of comparison with the basic form by making a circular hole in the dish structure to prevent particles from accumulating in the dish structure. That is, as the size of the hole increases, the separation efficiency of the particles increases.
1
One
0.2
0.2
표 1 내지 표 3을 참조하여 상술한 바와 같이, 결과적으로, 입자 분리효율은 접시 구조가 보다 유리하며, 유체 분리효율은 콘 구조가 보다 유리할 수 있다.As described above with reference to Tables 1 to 3, consequently, the particle separation efficiency is more advantageous for the dish structure, and the fluid separation efficiency can be more advantageous for the cone structure.
본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.The embodiments described in the present specification and the configurations shown in the drawings are merely the most preferred embodiments of the present invention and are not intended to represent all of the technical ideas of the present invention and therefore various equivalents It should be understood that water and variations may be present.
110 : 프레임
110a,110b : 상단, 하단 프레임
120(120a 내지 120d) : 유입구
130 : 유체 유출구
140 : 입자 유출구
150 : 분리판
150a : 접시 형상의 분리판
150b : 콘 형상의 분리판
161 : 제1 패킹
162 : 제2 패킹110:
120 (120a to 120d): inlet
130: fluid outlet 140: particle outlet
150: separating
150b: Cone-shaped separation plate 161: First packing
162: 2nd packing
Claims (9)
외부로부터 다상유체가 유입되며, 상기 프레임의 상호 대칭적인 측면 위치에 적어도 두 방향 이상으로의 접선방향으로 연결되어 형성되는 유입구와,
상기 프레임의 내측으로부터 상면을 관통하여 형성되고, 상기 유입구를 통해서 유입되어 상기 프레임 내측에서 나선형 회전유동하는 다상유체 중 원심력 및 중력에 의해 유체가 분리되어 유출되는 유체 유출구와,
상기 프레임의 하측에 형성되고, 상기 유입구를 통해서 유입되어 상기 프레임 내측에서 나선형 회전유동하는 다상유체 중 원심력 및 중력에 의해 입자가 분리되어 유출되는 입자 유출구로 이루어지는 대칭유동을 이용한 다상유체 분리장치.A cylindrical frame,
An inflow port through which the polyphase fluid flows from the outside and which is connected to at least two mutually symmetrical lateral positions of the frame in a tangential direction,
A fluid outlet formed through an upper surface of the frame and flowing through the inflow port and separated from the fluid by centrifugal force and gravity among multiphase fluids rotating in a spiral manner inside the frame,
And a particle outlet formed at a lower side of the frame, the particle outlet being formed by a centrifugal force and gravity of a polyphase fluid flowing through the inlet and spirally rotating inside the frame.
상기 유체 유출구와 상기 입자 유출구 사이에 형성되고, 상기 유체 및 입자의 분리효율성을 향상시키는 분리판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 대칭유동을 이용한 다상유체 분리장치.The method of claim 1,
Further comprising a separation plate formed between the fluid outlet and the particle outlet for improving separation efficiency of the fluid and the particles.
상기 분리판은 상기 유체 유출구 하단에 소정 크기의 콘 형상로 결합되어 형성되는 것을 특징으로 하는, 대칭유동을 이용한 다상유체 분리장치.3. The method of claim 2,
Wherein the separating plate is formed in a cone shape of a predetermined size at the lower end of the fluid outlet.
상기 분리판은 상기 유체 유출구 및 상기 입자 유출구로부터 각각 이격되어 접시 형상로 형성되는 것을 특징으로 하는, 대칭유동을 이용한 다상유체 분리장치.3. The method of claim 2,
Wherein the separation plate is separated from the fluid outlet and the particle outlet to form a dish shape.
상기 접시 형상의 분리판의 중앙에는 상기 입자가 관통하는 소정 크기의 홀이 형성되는 것을 특징으로 하는, 대칭유동을 이용한 다상유체 분리장치.5. The method of claim 4,
And a hole of a predetermined size through which the particles pass is formed at the center of the plate-shaped separator.
상기 프레임은 상단 프레임과 하단 프레임으로 분리되어 상호 이격 거리가 조절되도록 구성되며,
상기 상단 프레임에 상기 유입구가 결합 형성되며,
상기 하단 프레임에 상기 입자 유출구, 상기 유체 유출구, 및 상기 분리판이 결합 형성되고,
상기 유입구로 유입되는 다상유체의 유속을 측정하여 상기 프레임 내부의 유량을 산출하는 센서와, 상기 센서에 의해 산출된 유량에 따라 상기 상단 프레임과 상기 하단 프레임의 이격 거리를 제어하는 모터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 대칭유동을 이용한 다상유체 분리장치.The method of claim 1,
Wherein the frame is divided into an upper frame and a lower frame so as to adjust mutual spacing distance,
Wherein the upper frame is formed with the inlet port,
Wherein the particle outlet, the fluid outlet, and the separator are coupled to the lower frame,
A sensor for measuring a flow rate of the polyphase fluid flowing into the inlet and calculating a flow rate inside the frame and a motor for controlling the distance between the upper frame and the lower frame according to the flow rate calculated by the sensor Wherein the fluid is separated from the fluid.
상기 상단 프레임과 상기 하단 프레임 사이에서 상기 다상유체를 수밀하는 제1 패킹과,
상기 유체 유출구와, 상기 유체 유출구가 관통하는 상기 상단 프레임의 상면 사이에서 상기 다상유체를 수밀하는 제2 패킹을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 대칭유동을 이용한 다상유체 분리장치.The method of claim 6,
A first packing for water-tightly sealing the polyphase fluid between the upper frame and the lower frame,
Further comprising a second packing for sealing the multiphase fluid between the fluid outlet and an upper surface of the upper frame through which the fluid outlet passes.
상기 입자 유출구의 개방율을 조절하는 밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 대칭유동을 이용한 다상유체 분리장치.The method of claim 1,
Further comprising a valve for controlling an opening rate of the particle outlet.
상기 유입구는, 상기 프레임의 상호 대칭적인 측면 위치에 네 방향의 접선방향으로 연결되어 형성되는 것을 특징으로 하는, 대칭유동을 이용한 다상유체 분리장치.The method of claim 1,
Wherein the inlet is formed in a tangential direction of four directions at mutually symmetrical lateral positions of the frames.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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KR1020160093179A KR101855371B1 (en) | 2016-07-22 | 2016-07-22 | Device of Separating Particle and Liquid of Particle Flow by using Symmetric Flow |
Applications Claiming Priority (1)
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KR101855371B1 KR101855371B1 (en) | 2018-05-10 |
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JP5206381B2 (en) * | 2008-12-09 | 2013-06-12 | パナソニック株式会社 | Dust collector |
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- 2016-07-22 KR KR1020160093179A patent/KR101855371B1/en active IP Right Grant
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