KR20190057181A - 코안다 효과를 이용한 플레어 팁 장치 - Google Patents

코안다 효과를 이용한 플레어 팁 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20190057181A
KR20190057181A KR1020170154051A KR20170154051A KR20190057181A KR 20190057181 A KR20190057181 A KR 20190057181A KR 1020170154051 A KR1020170154051 A KR 1020170154051A KR 20170154051 A KR20170154051 A KR 20170154051A KR 20190057181 A KR20190057181 A KR 20190057181A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
flare
radius
curvature
gas
coanda
Prior art date
Application number
KR1020170154051A
Other languages
English (en)
Inventor
김기대
류진호
김수찬
김세희
Original Assignee
김기대
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 김기대 filed Critical 김기대
Priority to KR1020170154051A priority Critical patent/KR20190057181A/ko
Publication of KR20190057181A publication Critical patent/KR20190057181A/ko

Links

Images

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B41/00—Equipment or details not covered by groups E21B15/00 - E21B40/00
    • E21B41/005—Waste disposal systems
    • E21B41/0071—Adaptation of flares, e.g. arrangements of flares in offshore installations
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
    • F23D14/46—Details, e.g. noise reduction means
    • F23D14/48—Nozzles
    • F23D14/58—Nozzles characterised by the shape or arrangement of the outlet or outlets from the nozzle, e.g. of annular configuration
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G7/00—Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals
    • F23G7/06—Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals of waste gases or noxious gases, e.g. exhaust gases
    • F23G7/08—Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals of waste gases or noxious gases, e.g. exhaust gases using flares, e.g. in stacks
    • F23G7/085—Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals of waste gases or noxious gases, e.g. exhaust gases using flares, e.g. in stacks in stacks

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Incineration Of Waste (AREA)

Abstract

본 발명은 코안다 효과를 이용한 플레어 팁 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 대기중으로 방출되는 폐가스를 용이하게 연소하는데 이용되는 향상된 대기 흐름을 갖기 위한 '코안다 효과를 이용한 플레어 팁 장치'에 관한 것이다.
본 발명의 일실시 예에 따른 코안다 효과를 이용한 플레어 팁 장치는 플레어 가스가 수직방향으로 상승하도록 상기 플레어 가스를 안내하는 스택관부와; 상기 스택부의 상단부와 소정 간격 이격된 노즐팁부;를 포함하고, 상기 노즐팁부는 상·하부가 좁고 배가 부른 항아리 형상으로, 상기 플레어 가스가 수직방향으로 상승하여 만곡하게 제1 곡률반경을 따라 흐르게 하는 제1 코안다부와, 상기 제1 코안다부와 연장되어 제2 곡률반경을 가지는 제2 코안다부, 및 상기 제2 코안다부와 연장되어 제3 곡률반경을 가지는 제3 코안다부를 형성하며, 상기 제1 곡률반경은 상기 제3 곡률반경과 동일하고 상기 제1 코안다부 외경은 상기 제3 코안다부 외경보다 작으며, 상기 플레어 가스가 외측으로 상기 제1 곡률반경으로 휘어진 표면을 따라 흘러 상기 제2 곡률반경의 표면을 따라 휘어져 상승하다가 상기 제3 곡률반경의 표면으로 휘어져 연소된다.

Description

코안다 효과를 이용한 플레어 팁 장치{Flare Tip Apparatus using Coanda effect}
본 발명은 코안다 효과를 이용한 플레어 팁 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 대기중으로 방출되는 폐가스를 용이하게 연소하는데 이용되는 향상된 대기 흐름을 갖기 위한 '코안다 효과를 이용한 플레어 팁 장치'에 관한 것이다.
해양에서 원유를 생산하고 저장하는 설비 중 하나인 FPSO(Floating Production Storage and Offloading)는 해양 위에서 부유하면서 원유를 생산하고(Production), 배 밑의 형성된 거대한 탱크에 저장했다가(Storage), 셔틀 유조선과 같은 운반선을 통해 저장한 기름을 건네주는(Offloading) 역할을 한다.
이러한 FPSO는 해상에서 원유채굴부터 저장과 하역 등을 할 수 있고 이동이 자유로워 심해유전개발에 적합한 구조물로 알려져 있으며, 원유 정제, 가스 압축, 원유 하역, 해수 주입, 자체 발전에 필요한 각종 설비들이 설치되어 있는 까닭에 해상에 떠 있는 정유공장으로도 불리 운다.
한편, 해양에서 원유를 생산하고 저장하는 또 다른 설비인 고정식 플랫폼(Fixed Platform)은 대개 콘크리트 혹은 철과 같은 금속으로 제조된 레그(leg)에 의하여 해저 바닥에서 지지되는 해상 구조물로, 상부구조물(Topside)에는 시추 장비 및 생산 시설 그리고 사람들이 거주하는 거주구(Living Quarter) 등이 설치되어 있다. 이러한 Fixed Platform은 기본적으로 움직일 수 없는 구조인 까닭에 오랜 기간 사용되는 것으로 가정하여 설계되는 것이 보통이다.
이러한 석유생산시설물인 FPSO, Fixed Platform 등은 석유생산시 발생되는 불용성 가스를 연소시키기 위한 플레어 스택(Flare Stack)이 설치되어 있다.
도 1에는 이러한 FPSO, Fixed Platform 등에 설치되어 불필요한 가스를 연소시키기 위한 구조물인 플레어 스택의 일예가 도시되어 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 플레어 스택의 첨두부에는 불용성 가스를 연소시키는 부위인 플레어 팁(Flare tip)이 위치한다. 플레어 팁(Flare tip)은 해상에서 오일(oil) 및 가스(gas)를 생산하는 과정에서 발생하는 불필요한 가스를 태우기 위한 버너(burner)의 일종이다.
이와 같이, 해저유전으로부터 석유 및 천연가스를 개발하기 위한 생산 플랫폼에 있어서, 석유와 함께 부수적으로 나오는 천연가스의 일부는 생산 플랫폼 설비의 연료로 사용되고 나머지 잉여가스는 플레어 스택(연소탑)에서 소각된다.
이처럼 플레어 스택을 통한 잉여가스를 소각하는 목적은 잉여가스 내에 포함되어 있는 위험물질(가연성 가스, 인화성 물질, 독성 물질 등)을 안전하게 소각 처리하여 배출하기 위함이다.
즉, 생산 플랫폼 설비에서 발생하는 폐가스를 모아 한 곳에서 완전연소시키기 위해 마련되는 시설이 플레어 스택이며, 전술한 위험물질들이 대기 중에 배출되는 것을 방지하기 위해 플레어 스택의 상단의 플레어 팁에는 항상 잉여가스를 연소시키기 위한 화염을 유지하게 된다.
이와 같은 화염을 플레어(flare)라 하며, 플레어가 방출되는 플레어 팁은 생산 플랫폼으로부터 높은 위치에 설치되거나 격리 설치됨으로써, 플레어의 열에 의한 생산 플랫폼의 각종 설비가 파손되는 것을 막는다.
또한, 플레어 장치는, 해상 구조물의 각 장비에서 발생하는 잉여 가스를 수집하는 역할을 하는 해더 라인, 기액 분리기, 역화(back fire) 방지를 위한 시일(seal) 및 안정적인 연소를 위한 플레어 팁(flare tip)을 포함한다.
플레어 팁은, 가스의 분사 압력에 따라 HP 팁(high pressure tip)과 LP 팁(low pressure tip)으로 구분될 수 있고, 노즐 출구에서의 가스의 분사 속도에 따라 아음속 팁(sub-sonic tip)과 음속 팁(sonic tip)으로 구분될 수 있다.
음속 팁은 음속보다 높은 속도(마하 1 이상의 초음속)로 가스를 분사시킬 수 있는데, 이러한 분사 속도를 통하여 연소 효율을 높일 수 있다는 장점을 가진다.
그러나 가스 분사 속도가 음속을 넘어서기 때문에, 음속을 넘어서는 가스 분사 기류와 플레어 팁 근처의 대기 간에 급격한 속도 차이가 발생하게 되고, 이로 인하여 대기중으로 방출되는 폐가스가 혼합하게 되는데, 종래 기술은 폐가스가 수평 방향으로 펼쳐져 물체의 표면에 밀착되어 흐르지 못하는 문제점, 및 폐가스 흐름이 원활하게 형성되지 못하고 흐름을 방해하는 문제점이 발생한다.
한국 특허등록번호 제10-0849662호, 발명의 명칭 '플레어 스택의 연소보조장치' (등록일자 2008.07.25.)
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 대기중으로 방출되는 폐가스를 용이하게 연소하는데 이용되는 향상된 대기 흐름을 갖는 '코안다 효과를 이용한 플레어 팁 장치'를 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명의 일실시 예에 따른 코안다 효과를 이용한 플레어 팁 장치는 플레어 가스가 수직방향으로 상승하도록 상기 플레어 가스를 안내하는 스택관부와; 상기 스택관부의 상단부와 소정 간격 이격된 노즐팁부;를 포함하고, 상기 노즐팁부는 상·하부가 좁고 배가 부른 항아리 형상으로, 상기 플레어 가스가 수직방향으로 상승하여 만곡하게 제1 곡률반경을 따라 흐르게 하는 제1 코안다부와, 상기 제1 코안다부와 연장되어 제2 곡률반경을 가지는 제2 코안다부, 및 상기 제2 코안다부와 연장되어 제3 곡률반경을 가지는 제3 코안다부를 형성하며, 상기 제1 곡률반경은 상기 제2 곡률반경보다 작고 상기 제3 곡률반경과 동일하며 상기 제3 코안다부 외경은 상기 제2 코안다부 외경보다 작고 상기 제1 코안다부 외경보다 크며, 상기 플레어 가스가 외측으로 상기 제1 곡률반경으로 휘어진 표면을 따라 흘러 상기 제2 곡률반경의 표면을 따라 휘어져 상승하다가 상기 제3 곡률반경으로 휘어져 연소된다.
본 발명은 유선형의 노즐팁부를 구비하므로, 플레어 스택 또는 플레어 시스템의 전체 구조에 대한 큰 변화없이 물체의 표면을 따라 흐르는 코안다 효과를 상승시켜 소음이나 진동의 발생을 감소시킬 수 있는 이점이 있다.
또한, 유선형의 노즐팁부로 인하여 스택관부 내의 플레어 가스가 자연스럽게 슬롯부로 배출될 수 있어 연소가 안정적으로 이루어질 수 있는 이점이 있다.
또한, 노즐팁부가 제1 내지 제3 코안다부를 가지므로 자세가 안정화되어 하부에서 상부까지 표면을 따라 플레어 가스의 배출을 용이하게 하는 이점이 있다.
도 1은 플레어가 발생하는 일반적인 플레어 스택(Flare stack)을 나타내는 도면이다.
도 2는 플레어 팁이 구비된 플레어 장치가 해상 구조물에 설치된 모습을 도시한 개념도이다.
도 3은 코안다 효과(Coanda Effect)를 설명하기 위한 예시적인 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시 예에 따른 코안다 효과를 이용한 플레어 팁 장치를 도시한 예시적인 사시도(a) 및 일부 절단면도(b)이다.
도 5는 본 발명의 일실시 예에 따른 코안다 효과를 이용한 플레어 팁 장치를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.
여기서 사용되는 전문용어는 단지 특정 실시 예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.
다르게 정의하지는 않았지만, 여기에 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 보통 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련 기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.
도면을 참조하여 설명된 본 발명의 실시 예는 본 발명의 이상적인 실시 예를 구체적으로 나타낸다. 그 결과, 도해의 다양한 변형이 예상된다. 따라서 실시 예는 도시한 영역의 특정 형태에 국한되지 않는다. 편평하다고 도시되거나 설명된 영역은 일반적으로 걸치거나/거칠고 비선형인 특성을 가질 수 있다.
또한, 날카로운 각도를 가지는 것으로 도시된 부분은 라운드질 수 있다. 따라서 도면에 도시된 영역은 원래 대략적인 것에 불과하며, 이들의 형태는 영역의 정확한 형태를 도시하도록 의도된 것이 아니고, 본 발명의 범위를 좁히려고 의도된 것도 아니다.
도면들은 개략적이고 축적에 맞게 도시되지 않았다는 것을 일러둔다. 도면에 있는 부분들의 상대적인 치수 및 비율은 도면에서의 명확성 및 편의를 위해 그 크기에 있어 과장되거나 감소되어 도시되었으며 임의의 치수는 단지 예시적인 것이지 한정적인 것은 아니다. 그리고 둘 이상의 도면에 나타나는 동일한 구조물, 요소 또는 부품에는 동일한 참조 부호가 다른 실시 예에서 대응하거나 유사한 특징을 나타내기 위해 사용된다.
참고로, 본 발명에서 플레어 팁(Flare tip)은 해상에서 오일(oil) 및 가스(gas)를 생산하는 과정에서 발생하는 불필요한 가스를 태우기 위한 버너(burner)의 일종이고, 플레어 스택(Flare stack)은 안전을 위해 플레어 팁을 메인 플랫폼에서 멀리 이격되게 설치되는 높은 구조물을 말한다.
또한, 코안다 효과(Coanda Effect)는 곡면의 접선방향으로 분사된 기체의 유동이 물체의 곡면을 따라 표면에 밀착되어 흐르는 현상을 말한다.
도 2는 플레어 팁이 구비된 플레어 장치가 해상 구조물에 설치된 모습을 도시한 개념도이고, 도 3은 코안다 효과(Coanda Effect)를 설명하기 위한 예시적인 도면이며, 도 4는 본 발명의 일실시 예에 따른 코안다 효과를 이용한 플레어 팁 장치를 도시한 예시적인 사시도(a) 및 일부 절단면도(b)이고, 도 5는 본 발명의 일실시 예에 따른 코안다 효과를 이용한 플레어 팁 장치를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 2를 참조하면, 해상 구조물(1) 상에 구비된 플레어 장치(2)는 해더 라인(10), 기액 분리기(20), 플레어 타워(30)를 포함할 수 있다.
해더 라인(10)은 해상 구조물에서 발생하는 폐가스, BOG 등의 가스를 수집한다. 가스에는 물, 기름 등이 포함되어 있을 수 있으므로, 기액 분리기(20)는 수집된 가스 중 물, 기름 등의 액체 성분이 분리, 배출한다. 또한, 기액 분리기(20)는 가스에 포함된 불순물을 침전시키고, 퍼지가스 등을 이용하여 이를 제거할 수 있다. 기액 분리기(20)를 거친 가스는 펌프와 같은 가스 공급 장치에 의해 플레어 타워(30)로 이송된다.
플레어 타워(30)는 상단에 구비되는 플레어 팁(31), 플레어 팁 장치(31)에 연료를 공급하는 가스공급관(32), 및 점화를 위한 가스점화장치를 포함할 수 있다. 가스는 플레어 타워(30)의 가스공급관(32)를 통하여, 플레어 타워(30)의 상단에 구비된 플레어 팁 장치(100)로 이송되고, 플레어 팁(31)로부터 분사되면서 연소된다.
특히, 종래의 플레어 팁(31)은 도 3에 도시된 바와 같이, 스택관부(31a)가 노즐팁부(31b) 하부에 의해 막고 있어서 플레어 가스(flare gas)가 상기 노즐팁부(31b) 밑면과 충돌을 일으켜 대기중으로 배출되는 플레어 가스의 흐름을 방해하면서 상기 노즐팁부(31b)를 강하게 수직 상승 압력을 발생시키고 상기 스택관부(31a) 및 노즐팁부(31b)과의 연결 부분을 손상시키거나 불완전 연소를 유발시킬 수 있다.
따라서, 본 발명자는 본 발명의 일실시 예에 따른 코안다 효과를 이용한 플레어 팁 장치(100)를 다음과 같이 제안한다.
본 발명의 일실시 예에 따른 코안다 효과를 이용한 플레어 팁 장치(100)는 플레어 가스(G)가 수직방향으로 상승하도록 상기 플레어 가스(G)를 안내하는 스택관부(110)와, 상기 스택관부(110)의 상단부와 소정 간격 이격된 노즐팁부(120)를 포함하고, 상기 노즐팁부(120)는 상·하부가 좁고 배가 부른 항아리 형상으로, 상기 플레어 가스(G)가 수직방향으로 상승하여 만곡하게 제1 곡률반경(R1)을 따라 흐르게 하는 제1 코안다부(121)와, 상기 제1 코안다부(121)와 연장되어 제2 곡률반경(R2)을 가지는 제2 코안다부(123), 및 상기 제2 코안다부(123)와 연장되어 제3 곡률반경(R3)을 가지는 제3 코안다부(125)를 형성하며, 상기 제1 곡률반경(R1)은 상기 제2 곡률반경(R2)보다 작고 상기 제3 곡률반경(R3)과 동일하며 상기 제3 코안다부(125) 외경(d3)은 상기 제2 코안다부(123) 외경(d2)보다 작고 상기 제1 코안다부(121) 외경(d1)보다 크며, 상기 플레어 가스(G)가 외측으로 상기 제1 곡률반경(R1)으로 휘어진 표면을 따라 흘러 상기 제2 곡률반경(R2)의 표면을 따라 휘어져 상승하다가 상기 제3 곡률반경(R3)으로 휘어져 연소된다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 노즐팁부(120)는 상측에서 중심까지 원기둥 형상의 중공부(120h)가 형성되어 있다.
그럼, 본 발명의 일실시 예에 따른 코안다 효과를 이용한 플레어 팁 장치(100)의 구성 및 작용을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명에서 제안하는 플레어 팁 장치(100)는 크게 스택관부(110) 및 노즐팁부(120)를 포함하여 구분할 수 있다.
스택관부(110)는 플레어 가스(G)가 수직방향으로 상승하도록 상기 플레어 가스 또는 플레어 가스(G)의 유동을 안내하도록 구성된다.
예를 들어, 스택관부(110)는 구조물에 수직방향으로 설치되고, 직경이 일정한 중공 원통 기둥 형상 또는 상부로 갈수록 횡단면 직경이 감소하는 테이퍼된(tapered) 중공 원통 기둥 형상을 구비한다.
또한, 도면에 도시되진 않았지만, 스택관부(110)의 상단부에는 플레어 가스를 연소시키는 점화장치가 적어도 하나 이상 구비된다.
또한, 스택관부(110)의 상단부에는 스택관부(110) 내부와 외부를 연통시키며 플레어 가스(G)가 배출되는 슬롯부(110s)가 구비된다.
노즐팁부(120)는 도 5에 도시된 바와 같이 외관이 상·하부가 좁고 배가 부른 항아리 형상 또는 꽃병 형상으로, 스택관부(110)의 상단부에 슬롯부(110s)의 공간만큼 이격되게 설치된다.
노즐팁부(120)는 상부와 하부의 반경이 상대적으로 작고 중앙부의 반경이 큰 형상을 가지는 것으로, 스택관부(110)의 상단부에 안착되는 제1 코안다부(121), 상기 제1 코안다부(121)와 상부 방향으로 연장되는 제2 코안다부(123), 및 상기 제2 코안다부(123)에서 상부 방향으로 연장되는 제3 코안다부(125)를 포함한다.
즉, 노즐팁부(120)는 플레어 가스(G)가 수직방향으로 상승하여 만곡하게 제1 곡률반경(R1)을 따라 흐르게 하는 제1 코안다부(121)와, 상기 제1 코안다부(121)와 연장되어 제2 곡률반경(R2)을 가지는 제2 코안다부(123), 및 상기 제2 코안다부(123)와 연장되어 제3 곡률반경(R3)을 가지는 제3 코안다부(125)를 형성한다.
특히, 노즐팁부(120)는 하부에서 상부로 제1 내지 제3 곡률반경(R1, R2, R3)으로 유선형을 형성하여 플레어 가스(S)가 막힘 없이 자연스럽게 흐르게 하여 코안다 효과를 극대화할 수 있게 한다.
또한, 노즐팁부(120)는 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 곡률반경(R1)이 제2 곡률반경(R2)보다 작고 제3 곡률반경(R3)과 동일하며 제3 코안다부(125) 외경(d3)이 제2 코안다부(123) 외경(d2)보다 작고 제1 코안다부(121) 외경(d1)보다 크게 형성된다.
따라서, 플레어 가스(G)가 외측으로 제1 코안다부(121)의 제1 곡률반경(R1)으로 휘어진 표면을 따라 흘러 제2 코안다부(123)의 제2 곡률반경(R2)의 표면을 따라 휘어져 상승하다가 제3 코안다부(125)의 제3 곡률반경(R3)으로 휘어져 연소되어 배출된다.
이는 스택관부(110)의 안쪽에서 플레어 가스(G)가 초음속으로 분사되고, 스택관부(110)의 바깥쪽에서는 음속보다 낮은 속도로 흐르거나 정지 상태의 대기가 존재하므로, 슬롯부(110s)에서는 플레어 가스 분사 기류와 플레어 팁(flare tip) 근처의 대기 간의 속도 구배가 발생한다. 이러한 속도 구배는 유선형의 제1 내지 제3 코안다부(121, 123, 125)로 인해 보다 완만해지게 된다. 이로써, 급격한 속도 구배로 인해 발생하는 소음이나 진동을 완화시킬 수 있다.
특히, 노즐팁부(120)는 측면부에 불연속적인 면이 없이 하부에서 상부까지 연속적인 면만으로 형성되어 있다는 점에서 종래 콘(cone) 형상과 같이 불연속 면이 형성되어 해당 불연속 면에서 와류 현상이 발생하거나 좌우 또는 상하 방향의 진동(chattering) 현상이 심화되어 기계적 수명을 단축하는 문제점을 해결할 수 있다.
또한, 노즐팁부(120)는 소정 크기 이상의 자중을 가지되 자중이 소정 무게를 초과하지 않도록 상측에서 중심까지 원기둥 형상의 중공부(120h)가 형성되어 있다.
한편, 중공부(120h)는 노즐팁부(120)의 무게를 조정하기 위한 빈 공간(empty space)으로, 그 형상을 원기둥으로 제한되지 않고 다양한 형상으로 적용될 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 일실시 예에 따른 코안다 효과를 이용한 플레어 팁 장치(100)는 다음과 같은 효과를 기대할 수 있다.
본 발명은 유선형의 노즐팁부(120)를 구비하므로, 플레어 스택 또는 플레어 시스템의 전체 구조에 대한 큰 변화없이 물체의 표면을 따라 흐르는 코안다 효과를 상승시켜 소음이나 진동의 발생을 감소시킬 수 있는 이점이 있다.
또한, 유선형의 노즐팁부(120)로 인하여 스택관부(110) 내의 플레어 가스(G)가 자연스럽게 슬롯부(110s)로 배출될 수 있어 연소가 안정적으로 이루어질 수 있는 이점이 있다.
또한, 노즐팁부(120)가 제1 내지 제3 코안다부(121, 123, 125)를 가지므로 자세가 안정화되어 하부에서 상부까지 표면을 따라 플레어 가스(G)의 배출을 용이하게 하는 이점이 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술적 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다.
따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100 : 본 발명이 제안하는 플레어 팁 장치
110 : 스택관부
110s : 슬롯부
120 : 노즐팁부
120h : 중공부
121 : 제1 코안다부
123 : 제2 코안다부
125 : 제3 코안다부

Claims (2)

  1. 플레어 가스가 수직방향으로 상승하도록 상기 플레어 가스를 안내하는 스택관부와;
    상기 스택관부의 상단부와 소정 간격 이격된 노즐팁부;를 포함하고,
    상기 노즐팁부는 상·하부가 좁고 배가 부른 항아리 형상으로,
    상기 플레어 가스가 수직방향으로 상승하여 만곡하게 제1 곡률반경을 따라 흐르게 하는 제1 코안다부와,
    상기 제1 코안다부와 연장되어 제2 곡률반경을 가지는 제2 코안다부, 및
    상기 제2 코안다부와 연장되어 제3 곡률반경을 가지는 제3 코안다부를 형성하며,
    상기 제1 곡률반경은 상기 제2 곡률반경보다 작고 상기 제3 곡률반경과 동일하며 상기 제3 코안다부 외경은 상기 제2 코안다부 외경보다 작고 상기 제1 코안다부 외경보다 크며,
    상기 플레어 가스가 외측으로 상기 제1 곡률반경으로 휘어진 표면을 따라 흘러 상기 제2 곡률반경의 표면을 따라 휘어져 상승하다가 상기 제3 곡률반경으로 휘어져 연소되는 것을 특징으로 하는 코안다 효과를 이용한 플레어 팁 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 노즐팁부는 상측에서 중심까지 원기둥 형상의 중공부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 코안다 효과를 이용한 플레어 팁 장치.
KR1020170154051A 2017-11-17 2017-11-17 코안다 효과를 이용한 플레어 팁 장치 KR20190057181A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170154051A KR20190057181A (ko) 2017-11-17 2017-11-17 코안다 효과를 이용한 플레어 팁 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170154051A KR20190057181A (ko) 2017-11-17 2017-11-17 코안다 효과를 이용한 플레어 팁 장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20190057181A true KR20190057181A (ko) 2019-05-28

Family

ID=66656734

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170154051A KR20190057181A (ko) 2017-11-17 2017-11-17 코안다 효과를 이용한 플레어 팁 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20190057181A (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220127653A (ko) 2021-03-11 2022-09-20 삼성중공업 주식회사 플레어 팁 장치
US20220373176A1 (en) * 2021-05-18 2022-11-24 Saudi Arabian Oil Company Flare control at well sites

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100849662B1 (ko) 2007-06-08 2008-08-01 필즈엔지니어링 주식회사 플레어 스택의 연소보조장치

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100849662B1 (ko) 2007-06-08 2008-08-01 필즈엔지니어링 주식회사 플레어 스택의 연소보조장치

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220127653A (ko) 2021-03-11 2022-09-20 삼성중공업 주식회사 플레어 팁 장치
US20220373176A1 (en) * 2021-05-18 2022-11-24 Saudi Arabian Oil Company Flare control at well sites
US11859815B2 (en) * 2021-05-18 2024-01-02 Saudi Arabian Oil Company Flare control at well sites

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20190057181A (ko) 코안다 효과를 이용한 플레어 팁 장치
KR101801753B1 (ko) 부력유닛이 구비된 플레어붐
JP2015502242A (ja) 水性及び／又は油性液体並びに極低温液体を収集及び分離するための装置
KR101825601B1 (ko) 플래어 팁 및 이를 포함하는 플래어 장치
KR100681303B1 (ko) 보일-오프 가스를 연소시키기 위한 연소기유니트를 갖는액화가스 탱커
JP6568988B1 (ja) ガス放出用増速ノズル、洋上構造物のガス放出システム、洋上構造物、及び、洋上構造物のガス放出方法
US11067272B2 (en) Tandem flare
KR20190057182A (ko) 수직 기로가 형성된 플레어 팁 장치
US20160223196A1 (en) Crude Oil Spray Combustor
EP2232137B1 (en) Method for implementing an oxycombustion
KR102085454B1 (ko) 분기형 플레어 팁 장치
JP5473364B2 (ja) フレアチップ
KR102321847B1 (ko) 멀티형 플레어 팁 장치
KR101474954B1 (ko) 폐가스 이송용 플레어 타워
KR102085453B1 (ko) 아음속용 플레어 팁 장치
KR101398606B1 (ko) 소각 장치
KR20170066088A (ko) 소음 저감용 플래어 팁
KR200475772Y1 (ko) 선박용 배기 장치
KR102050796B1 (ko) 연료 소각 장치
KR101325702B1 (ko) 워터 분사 장치 및 이를 구비한 오일 처리 시스템
KR20140009807A (ko) 플레어 타워와 이를 포함하는 선박
KR20220127653A (ko) 플레어 팁 장치
KR20200005201A (ko) 플레어 스택장치
KR101652237B1 (ko) 플레어 장치
KR20100043445A (ko) 공기 부양식 터빈 지지체를 가지는 조류발전장치

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application