KR20200118440A - Fcc 유닛의 원료유 주입 장치 - Google Patents

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KR20200118440A
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로맹 르사쥬
세바스띠앙 데께르
장-크리스토쁘 라부안
유엔 케르뇌
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토탈 라피나쥬 쉬미
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Abstract

본 발명은 종방향(X)을 갖는 중공 관형 본체(12)를 포함하며, 가스를 사용하여 액체를 액적으로 미립화시키기 위한 주입 장치(10)에 관한 것이다. 내벽(13)은 접촉 구역으로 불리는 제1 구역(Z1)과, 제2 구역(Z2)을 획정한다. 본체는 - 액체를 주입하기 위한 적어도 2개의 유입 개구(14; 16)와, 가스를 주입하기 위한 유입 개구로서, 상기 유입 개구 모두는 제1 구역(Z1)으로 연장되는 것인 유입 개구들; - 미립화된 액체를 방출하도록 제1 및 제2 구역의 하류측에 위치하는 적어도 하나의 배출구(18)를 포함한다. 본체(12)는 그 전체 길이를 따라 여러 번 반복적으로(continuously) 또는 계속 거듭(constantly) 변화되는 내부 단면을 갖는다. 구역들(Z1) 및 (Z2) 사이에, 내벽(13)은 적어도 하나의 방해판(26i)을 포함하며, 상기 방해판을 포함한 본체의 종방향에 수직인 각 평면에서, 방해판은 내벽(13)의 전체 둘레길이에 걸쳐 본체의 내부 단면을 감소시키는 형상으로 구성된다.

Description

FCC 유닛의 원료유 주입 장치
본 발명은 주입 장치에 관한 것으로, 특히 정제 유닛, 구체적으로는 유동층 촉매접촉식 분해(FCC) 유닛을 위한 탄화수소 원료유(공급원료) 주입 장치에 관한 것이다.
정제 유닛에서 처리되는 액체 탄화수소 원료유는 일반적으로 원료유를 처리하는 데 이용되는 화학 반응(들)을 촉진할 수 있는 고체 촉매와 접촉된다. 이러한 접촉을 개선하고 화학 반응들의 효율을 극대화하기 위해서, 주입 장치로 액체 탄화수소 원료유를 미세 액적으로 미립화(atomize)한다. 상기 미립화는 액체(액체 탄화수소 원료유)와 고체(촉매) 사이의 접촉 면적을 최대화할 수 있어, 열전달을 높이고 그에 따라 탄화수소의 기화를 촉진시킴으로써, 기체상의 탄화수소가 고체(촉매)와 접촉하여 반응하게 된다. 액적의 최적 직경과 관련하여 진정으로 합의된 바는 없지만, 대개는 촉매 입자의 직경과 동일한 크기, 즉 200 미크론(마이크로미터) 미만, 예를 들면, 대략 50 내지 80 미크론의 직경을 갖는 액적을 형성하기를 염원한다.
일반적으로, 대체로 원통형인 중공 본체와, 액체 탄화수소 원료유 및 미립화 가스(보통, 스팀)를 각각 본체 내부로 주입시키는 2개의 유입 개구를 구비한, "2상" 주입 장치로 불리는 주입 장치를 사용한다. 본체 내부에는 접촉 챔버가 형성되어 있으며, 이 접촉 챔버에서 탄화수소 원료유와 미립화 가스가 접촉되어 상기 탄화수소 원료유가 미립화된다. 미립화된 후, 탄화수소 원료유는 반응기 내부로 통하는 배출 개구를 통해 분출된다. 배출 개구를 포함한 주입 장치의 일 단부가 반응기 내부에 위치하도록, 각 주입 장치를 반응기의 벽에 설치한다.
원료유를 반경 방향으로 본체 내에 도입시켜 본체의 중심부에 위치된 타겟과 충돌하게 함으로써 액적들이 형성되도록 하는 충격식 주입 장치가 알려져 있다. 축방향으로 순환하는 미립화 가스에 의해, 이들 액적은 추가로 분할되면서 본체의 배출구 쪽으로 비말동반될 수 있다. 하지만, 특히 주입하고자 하는 원료유에 입자들이 함유된 경우에 타겟 부식 현상이 관찰될 수 있어 타겟을 보강할 필요가 생기면서, 비용이 더 늘어난다.
일부 주입 장치에서는, 타겟을 에워싸고 있는 파이프를 통해 추가 미립화 가스를 본체 내부로 주입시킬 수 있으며, 그러면 미립화 가스는 타겟 수준에 유지되면서, 타겟을 향하게 위치된 개구를 통해 도입된 액체와 충돌함으로써, 미립화 가스가 정면으로 타격을 가한 액체 제트류의 미립화를 촉진한다. 그러나, 미립화 가스를 이중으로 주입하는 이러한 주입 장치류의 혼합 챔버는 제조하기가 복잡하고 고비용이다. 그러므로 따로 제조한 다음에 주입 장치의 중공 본체에 고정시켜야 한다.
본 출원인은 특허문헌 WO 2015/170034A1에서 2개 이상의 방사형 파이프를 사용하여 여러 액체 제트류를 본체 내부로 주입할 수 있게 하는 주입 장치를 또한 제시하였다. 이 장치는 부식하기 쉬운 내부 타겟을 사용하지는 않지만, 혼합 챔버를 제조하기가 여전히 복잡하고 고비용이다.
본 발명은 위에 언급한 단점들을 적어도 일부 해소하고자 의도된다. 이를 위해 본 발명은, 종방향으로 연장되는 중공 관형 본체, 및 접촉 구역으로 불리는 제1 구역과, 본체 내부에서의 액체 및 가스의 순환 방향을 기준으로 상기 제1 구역의 하류측에 위치하는 제2 구역을 획정하는 특히 원통형의 내벽을 포함하며, 가스를 사용하여 액체를 액적으로 미립화시키도록 구성된 주입 장치에 있어서,
- 액체를 주입하도록 상기 제1 구역 내부로 통하게 형성된 적어도 2개의 유입 개구들로서, 상기 개구들로부터 흘러나오는 액체 스트림이 본체 내부로 연장되는 종선(X)에 모이도록 배향된 축을 각각 갖는 유입 개구들,
- 미립화 가스를 제1 구역에 주입하도록 상기 제1 구역 내부로 통하게 형성된 유입 개구, 및
- 제1 구역 및 제2 구역의 하류측에 위치하여 본체로부터 미립화된 액체를 내보내기 위한 적어도 하나의 배출 오리피스
를 갖는 주입 장치를 제시한다.
본 발명에 따르면, 본체는 그 전체 길이를 따라 여러 번 반복적으로(continuously) 또는 계속 거듭(constantly) 변화되는 내부 단면을 가지며, 본체의 내벽에는, 제1 구역과 제2 구역 사이에, 적어도 하나의 방해판(chicane)이 제공되되, 상기 방해판을 포함한 본체의 종방향에 수직인 각 평면에서, 방해판은 내벽의 전체 둘레길이에 걸쳐 본체의 내부 단면을 감소시키도록 구성된다.
통상적인 방식으로, 방해판은 이동 중의 유체가 통과하지 못하도록 방해하는 장치이다.
본 발명의 특정 구성에 의하면, 주입 장치의 미립화 성능 품질을 저하시키지 않으면서 매우 간단한 방식으로 본체를 제조하는 것이 가능하다.
본체는, 여러 번 반복적으로 변하거나 또는 다시 말해서 갑작스런 변화나 숄더부가 없는 내부 단면을 갖는다. 따라서, 본체는 절두원추형, 원통형 또는 이와 유사한 형상을 가질 수 있다. 바람직하게, 본체는 일정한 내부 단면을 갖는다. 예를 들어, 본체는 원통형 용기(cylinder) 또는 이와 유사한 것일 수 있다.
본체는 유리하게는 일체형으로 제조될 수 있다. 또한, 방해판(들)은 간단한 방식으로 제조될 수 있다. 예를 들어, 방해판은 본체에 삽입되어 고정되는 단순 칼라 또는 링 형태일 수 있다.
본 발명의 주제를 구성하는 장치는 특히 내부 타겟이 없는 장치이다. 구체적으로는, 각 유입 개구에 내부 타겟이 없다.
일 실시예에 의하면, 내벽에는 특히 본체의 단면의 가장 긴 치수와 적어도 동일한 길이에 걸쳐 연장되는 단일 방해판이 마련된다.
상기 방해판은, 예를 들어, 본체에 삽입되어 내벽과 밀착되는 링 형태일 수 있다.
유리하게, 방해판은 본체의 종방향으로 요철형(irregular), 특히 파형 또는 톱니형 프로파일(종단면으로 볼 때)을 가질 수 있다. 이러한 구성은 방해판 하류측 유체의 분산을 개선시킬 수 있다.
다른 실시예에 의하면, 상기 내벽에는 복수개의, 연결되지 않은 방해판이 마련될 수 있다. 이는 유체 혼합 과정에서 발생하는 압력 강하를 증가시키지 않으면서 유체들을 더 쉽게 혼합할 수 있도록 하며, 중질 원료유의 경우에 특히 유리할 수 있는 특징이다.
후술되는 특징부들은, 단독으로 혹은 조합되어, 압력 강하를 현저하게 증가시키지 않으면서 액체와 기체 간의 혼합을 개선시킬 수 있도록 한다.
따라서, 다수의 방해판이 존재하는 경우, 각 방해판이, 유리하게는, 본체의 종방향으로 적어도 다른 한 방해판으로부터 이격될 수 있다.
이 경우, 이들 방해판은 본체의 비교적 짧은 길이에 걸쳐 연장될 수 있다.
본체의 종방향에 수직인 방향으로 측정하였을 때, 다수의 이웃하는 방해판의 높이는 서로 상이하고 0이 아니다. 이 또한 유체의 분산을 개선시킬 수 있도록 한다.
특히, 본체의 종방향으로, 이웃하는 방해판들의 높이가 최대치까지 증가한 후 감소될 수 있다.
방해판의 개수 및 배치형태와는 별도로, 방해판(들)은 조합 가능한 상이한 형상들을 가질 수 있다.
이에 따라, 상기 적어도 하나의 방해판은 내벽에서 돌출되는 벽을 형성할 수 있으며, 상기 벽의 한 연단(edge)이 내벽에 고정된다. 특히, 이 연단은, 상기 본체의 종방향에 수직인 평면으로 연장될 수 있거나 이러한 평면의 한 쪽에서 다른 쪽으로 파도 모양을 이룰 수 있는 선을 따라, 내벽에 고정될 수 있다.
상기 적어도 하나의 방해판에 의해 형성된 벽에, 톱니형 또는 총안형(crenellated) 내벽으로부터 이격된 자유 연단이 추가로 마련될 수 있다.
상기 적어도 하나의 방해판에는 방해판을 관통하는 오리피스가 제공될 수 있다.
각 방해판에 의해 형성된 벽은 제조하기 간단한 평면 벽이거나, 파형 벽이거나, 아니면 만곡형 벽일 수 있다.
상기 적어도 하나의 방해판은 유입 개구들 측면이 곡면(curved face)으로 구성되어 있어, 상기 곡면과 충돌하는 유체를 본체 내부 쪽으로 안내하는 식으로, 혼합을 개선시킬 수 있다.
방해판의 형상(만곡형 또는 평면형)에 상관없이, 방해판(또는 방해판이 본체의 내벽과 만나는 지점에서의 접면)은 본체의 종방향에 직교하는 평면과 소정의 각도를 이룰 수 있다. 이 각도는 하나의 동일한 방해판에 대해서도 다를 수 있다.
방해판의 형상(만곡형 또는 평면형)에 상관없이, 방해판의 자유 연단(본체의 내벽에 고정된 연단의 반대쪽 연단)은 하나 또는 2개의, 곡면 또는 경사면을 가질 수 있다.
일반적으로, 본체의 종방향에 수직인 방향으로 측정하였을 때 방해판(들)의 높이는 0이 아니다. 유리하게, 상기 높이는 본체의 종방향에 수직으로, 본체의 최대 내부 치수의 1/2 이하이다. 바람직하게, 상기 높이는 본체의 최대 내부 치수의 1/4 이하, 또는 심지어는 상기 최대 내부 치수의 1/8 이하, 예를 들면 상기 최대 내부 치수의 대략 1/10이다. 상기 높이는 또한 하나의 동일한 방해판에 대해서도 다를 수 있다.
일반적으로, 종방향에 수직인 방향으로 측정한 본체의 최대 내부 치수와 적어도 동일한 길이에 걸쳐, 종방향으로, 연장되는 단일 방해판의 경우를 제외하고는, 본체의 종방향으로 측정한 방해판(들)의 두께(또는 길이)는 0이 아니다. 유리하게, 상기 두께는 35 mm 이하, 바람직하게는 31 mm 이하, 심지어는 20 mm 이하, 또는 16 mm 이하다. 상기 두께는 앞서 언급한 한계치들의 임의의 조합으로 정의되는 범위에 속하는 값일 수 있다. 상기 두께는 예를 들어 대략 10 mm일 수 있다.
비제한적으로 예시된 첨부 도면들을 참조로 이하 본 발명을 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 주입 장치의 종단면을 개략적으로 도시한다.
도 2a는 일 실시예에 따른 방해판으로서, 도 1의 선 AA를 따라 절취한 단면도이다.
도 2b, 도 2c 및 도 2d는 추가 실시예들에 따른 방해판으로서, 도 2a의 것과 유사한 단면도들이다.
도 3은 다른 대안적 양태에 따른 주입 장치의 종단면을 부분적으로 도시한다.
도 4는 또 다른 대안적 양태에 따른 주입 장치의 종단면을 부분적으로 도시한다.
도 5는 또 다른 대안적 양태에 따른 다수의 방해판의 (종축(X)를 따른) 정면도를 도시한다.
도 6은 또 다른 대안적 양태에 따른 하나의 동일한 방해판의 (종축(X)를 따른) 정면도와, 종방향에 수직인 두 방향 A'A 및 B'B을 따라 절취한 단면도들을 도시한다.
도 7과 도 8은 서로 다른 형상의 자유 에지를 갖는 방해판들의 종단면을 부분적으로 도시한다.
도 9는 또 다른 대안적 양태에 따른 주입 장치의 종단면을 부분적으로 도시한다.
여러 다양한 도면에서 동일한 구성요소는 동일한 참조부호로 표시하였다.
도 1은 종방향(X)으로 연장되는 중공 관형 본체(12)를 갖는 주입 장치(10)를 개략적으로 도시한다.
본체(12)는 내벽(13)을 포함하며, 상기 내벽은 접촉 구역으로 불리는 제1 구역(Z1)과, 본체 내부에서의 액체 및 가스의 순환 방향(이 경우, 도 1의 좌측에서 우측으로)을 기준으로 제1 구역(Z1)의 하류측에 위치하는 제2 구역(Z2)을 획정한다.
주입 장치(10)는:
- 미립화 가스(atomizing gas)를 제1 구역에 주입하도록 제1 구역(Z1) 내부로 통하게 형성된 제1 유입 개구(14)와,
- 액체를 제1 구역에 주입하도록 제1 구역(Z1) 내부로 통하게 형성된 제2 유입 개구(16)와,
- 마찬가지로, 액체를 제1 구역에 주입하도록 제1 구역(Z1) 내부로 통하게 형성된 제3 유입 개구(17)와,
- 제1 구역 및 제2 구역의 하류측에 위치하여 본체로부터 미립화된 액체를 내보내기 위한 적어도 하나의 배출 오리피스(18)
를 추가로 포함한다.
따라서 제1 개구(14)는 가스 공급 파이프에 연결되도록 구성되는 한편, 제2 및 제3 개구(16, 17)는 액체 공급 파이프에 연결되도록 구성된다. (참조로 포함된) 특허문헌 WO 2015/170034A1에 기재된 바와 같이, 단일 액체 공급 파이프가 제공되어 제2 및 제3 개구(16, 17)와 연통되는 챔버를 공급할 수 있거나, 또는 개구마다 하나의 공급 파이프가 제공될 수 있다.
제2 및 제3 개구(16, 17) 각각에는 축(16', 17')이 있다. 이들 축(16', 17')은 상기 개구들(16, 17)로부터 흘러나오는 액체 스트림이 본체 내부로 연장되는 종선(여기서는 종축(X))에 모이도록 배향된다. 이 예에서, 축들(16', 17')은 본체의 종방향과 수직으로 연장되며, 또한 상기 축들(16', 17')은 종축(X) 상의 한 동일 지점(I)에서 교차하도록 배치된다. 여러 개구로부터 흘러나오는 액체 스트림들 또는 액체 제트류가 서로 한데 모아져 본체 내부의 종선과 충돌하도록 구성되는 한 본 발명은 이 실시예에 한정되지 않는다.
본체(12) 내부에서, 유체는 유입 개구들(14 내지 17)에서 배출 오리피스(18) 쪽으로 순환된다.
여기서, 제1 구역(Z1)과 제2 구역(Z2)은 상기 본체의 축방향으로 제1 유입 개구(14)를 배출 오리피스(18)에 연결하는 직선형 내부 파이프 형태를 갖는다. 본 예에서 상기 내부 파이프는 일정한 내경을 갖는다. 그러나, 본 발명이 이 실시예에 한정되지는 않는다. 이 파이프의(다시 말해, 본체의) 내부 단면은 파이프의(즉, 본체의) 전체 길이에 걸쳐 계속 거듭 변하거나, 또는 원형이 아니더라도 일정할 수 있다.
도시된 실시예에서, 본체(12)는 원통형이다. 다시 말해, 여기서는 내벽(13)이 원통형이라는 것으로, 그 축이 본체의 종방향(X)과 일치한다. 도면에서 알 수 있듯이 본체(12)가 일체형으로 제조되었다. 하지만, 둘 이상의 부품이 함께 용접되어 제조될 수도 있다. 한 측면에는 제1 개구(14)를, 다른 측면에는 제2 및 제3 개구(16, 17)를 두어, 각 개구가 유체 도입을 위한 구성요소(15, 19)를 각각 수용하도록 한다. 도면에서 알 수 있듯이 이들 구성요소는 본체 내로 돌출되어 있지 않다. 이러한 구성은 비-원통형 본체에 제공될 수 있다.
제2 및 제3 개구(16, 17)를 통해 유입되는 액체 제트류는 서로를 향해 분무(분사)되어 (I) 지점에서 실질적으로 충돌된다. 이렇게 확 분출된 액체 제트류는 제1 개구(14)를 통해 고속으로 도입되는 미립화 가스 스트림에 의해 액적 형태가 되어 이송된다. 액체 미립화는 두 단계로 이루어진다. 미립화의 첫 번째 부분은 (I) 지점에서 제트류들의 상호 충격에 의해 발생한다. 이런 식으로 확 분출된 액체 제트류는 제1 개구(14)를 통해 도입된 가스에 의한 유입 가스의 압력으로 전단된다(sheared). 미립화의 두 번째 부분은 직경이 감소된 배출 오리피스(18)에서 발생하며, 이 곳에서는 좁아진 직경으로 인해 유체가 가속된다.
도시된 예에서, 두 개구(16, 17)(이들의 축(16', 17')도 일치함)가 서로 대향하여 배치된다. 그러나, 제1 개구(14)를 통해 유입되는 가스 스트림 내에서 액체 제트류들이 축(X) 상의 (I) 지점에서 서로 충돌하게 하는 방식으로, 더 많은 수의, 예를 들면, 3개 또는 4개 또는 그 이상의 개구를 배치하는 것도 구상해 볼 수 있다. 따라서 일반적으로 액체는 타겟이 없는 본체 내부로 방사상으로 주입된다.
본 발명에 따르면, 제1 구역(Z1)과 제2 구역(Z2) 사이의 본체 내벽(13)에는 적어도 하나의 방해판(chicane)(26i)(i는 방해판의 개수로서, 0이 아닌 범자연수이다)이 또한 마련되어 있다. 이 방해판으로 인해 국부적으로 내벽(13)의 직경이 줄어들기 때문에, 유체의 이동이 저해를 받아, 혼합 작용이 촉진된다. 특히, 방해판이 존재함에 따라 액체가 가스 스트림 축으로 되돌아오므로 벽에 액체 막이 형성되는 것을 막을 수 있다.
하나 이상의 방해판이 제공될 수 있다.
따라서, 주입 장치(10)는 도 1의 해칭선 A-A에 위치한, 도 2a에 도시된 것과 같은 단일 방해판(261)을 포함할 수 있다. 상기 방해판(261)은 내벽(13)의 전체 둘레길이에 걸쳐 연장되는 솔리드 칼라 형태일 수 있다. 여기서, 방해판(261)은 종방향(X)에 직각으로 연장되는 벽을 형성한다.
도 2 내지 도 9는 방해판의 개수 및/또는 형상면에서, 전술한 실시예와 상이한 실시예들을 도시한다. 이들 도면에서, 방해판은 참조번호 "26i" 또는 "J26i"로 표시하였으며, 첨자 "i"는 0이 아닌 범자연수로서 방해판의 개수를 나타낸다. 전술한 실시예와 상이한 실시예들을 J(본 예들의 경우, 1 내지 6의 범자연수)로 식별하고, 하나의 동일한 실시예의 대안적 형태들은 프라임(') 기호 및 더블 프라임(") 기호로 식별하였다.
도 2b는 다른 실시예에 따른 방해판의 단면도로서, 천공형 방해판(1261)을 나타낸다. 오리피스들(27)은 방해판을 관통하도록 형성되어, 유체가 통과될 수 있도록 한다. 이러한 구성은 방해판 하류측 유체의 분산을 개선시킬 수 있고, 유체 흐름을 덜 방해하는 동시에, 유체가 본체(12)의 축을 향하도록 방향을 전환시킨다.
도 2c와 도 2d는 또 다른 실시예에 따른 방해판들의 단면도로서, 방해판(2261, 226'1)은 내벽(13)으로부터 이격된 자유 연단(227, 227')을 각각 갖되, 톱니형(방해판(2261)의 경우)이거나 총안형(crenellated) (방해판(226'1)의 경우)이다. 이 구성은 도 2b의 것과 유사한 효과를 가진다.
도 1과 도 2a 내지 도 2d에 도시된 예에서, 방해판은 종방향(X)에 수직인 평면 벽 형태이다. 다시 말해, 각 방해판의 벽의 한 연단(edge)은 상기 본체의 종방향에 수직인 평면으로 연장되는 선을 따라 내벽(13)에 고정된다.
이들 벽은 또한 만곡형일 수 있다. 이에 따라, 특히 본체(12)의 중심 종축 방향으로 만곡된 방해판(3261)을 구비한 주입 장치(10)의 축방향 단면을 도 3에 부분적으로 도시하였다. 여기서, 방해판의 오목 형상부는 배출 오리피스(18) 쪽으로 배향되지만, 반대 방향으로 배향될 수도 있다. 또한, 하나의 동일한 배향판에 반대 방향으로 만곡된 부분들이 제공될 수도 있다.
도 1, 도 2a 내지 도 2d, 및 도 3의 예는 하나의 단일 방해판을 도시하고 있지만, X 방향으로 서로 이격된 다른 방해판들(26i, 126i, 226i, 226'i, 326i)이 제공될 수도 있다.
도 4의 실시예는 본체(14)의 종방향(X)으로 서로 이격된 5개의 방해판(4261, 4262, 4262, 4264, 4265)을 나타낸다. 각 방해판은 (도 2a의 예에서와 같이) 전체 둘레길이에 걸쳐 일정한 높이를 가지지만, 이웃하는 방해판들의 높이는 서로 상이함을 도면에서 알 수 있다. 본 예에서, 방해판들의 높이는 최대치에 도달할 때까지 증가한 후 감소한다.
어떤 실시예든, 방해판(들)은, 0까지는 아니더라도 비교적 작은, 예컨대 내벽(13) 직경의 1/8보다 작거나 심지어는 상기 내벽 직경의 대략 1/10 정도의 반경방향 치수 또는 높이(종방향(X)에 수직임)를 갖는다. 상기 높이는 앞서 언급한 한계치들의 임의의 조합으로 정의되는 범위의 값을 가질 수 있다.
도 4의 실시예에서와 같이, 방해판마다 높이가 다를 수 있다. 또한 도 2c, 도 2d 및 도 5의 예에서와 같이, 방해판의 둘레길이를 따라 높이가 다양할 수 있다. 도 5에서, 방해판(5261)은 4개의 노치(527)를 가지며, 이들 노치에서 방해판의 높이가 0은 아니지만 감소된다.
방해판의 형상(만곡형 또는 평면형)에 상관없이, 방해판(또는 본체의 내벽(13)과 만나는 지점에서의 접면(tangent))은 본체의 종방향에 직교하는 평면과 소정의 각도를 이룰 수 있음을 알 수 있다(도 3, 도 6, 도 7의 (b) 및 도 8의 (a) 참조). 상기 각도는, 도 6에서 볼 수 있듯이, 하나의 동일한 방해판(226"1)에 대해서도 다를 수 있다.
이런 식으로 경사진 방해판(들)은 배출 오리피스(18) 방향으로 경사질 수 있다.
방해판의 형상(만곡형 또는 평면형)에 상관없이, 방해판의 자유 연단(본체의 내벽에 고정된 연단의 반대쪽 연단)은 곡면(28a)(도 7의 (a)), 경사면(28'a)(도 7의 (b)), 2개의 곡면(28a, 28b)(도 8의 (a)), 또는 2개의 경사면(28'a, 28'b)(도 8의 (b))을 가질 수 있다.
단지 한 면만 제공된 경우에는 종방향(X)으로 혼합 구역(Z1)의 측면 상에 위치하는 것이 바람직하다.
본체의 종방향(X)으로 측정한, 앞서 언급한 대로 방해판의 0이 아닌 두께(또는 길이)는 예를 들면 최대 16 mm 내지 35 mm이다.
도 1, 도 2a 내지 도 2d, 및 도 3 내지 도 8을 참조하여 설명된 방해판(들)이 (평면 또는 비-평면) 벽을 형성하되, 상기 벽의, 종방향(X)으로의 치수가 종방향에 수직인 방향으로의 치수보다 작다는 것을 알 수 있다. 도 9의 실시예에서, 방해판은 (종방향(X)으로의) 길이가 종방향(X)에 수직인 방향으로의 치수를 초과하는 한 더 이상 벽을 형성하지 않는다.
도 9에 도시된 실시예에 의하면, 내벽(13)은, 종방향에 수직인 방향으로 측정한 본체의 최대 내부 치수와 적어도 동일한, 또는 다시 말해 본 예에서는 본체의 내경과 적어도 동일한 길이에 걸쳐, 종방향으로, 연장되는 단일 방해판(6261)을 구비한다. 또한 방해판(6261)이 본체의 종방향으로 요철형 프로파일을 가졌음을 알 수 있다. 이로써, 방해판의 높이는 X 방향을 따라 다양하다. 이 프로파일의 형상을 도 4에 도시된 5개 방해판의 전체 프로파일과 유사하게 만들거나 또는 도 9에 도시된 바와 같은 파도 모양을 형성하는 등으로 적합하게 조정할 수 있다. 또한, 각 횡단면에서의 방해판의 높이 역시 다양할 수 있다.
방해판(들)은 제1 구역(Z1)과 제2 구역(Z2) 사이에 배치된다. 통상, 제2 구역의 (종방향(X)으로의) 길이는 제1 구역의 길이보다 2배 내지 10배 더 크다. 방해판(들), 특히 제1 방해판은, 본체 내부 단면의 최대 내경(본 예에서는, 직경)의 개구(16, 17) 축으로부터 거리 "ℓ"만큼 이격되어 또는, 제1 구역 수준에서, 본체 내부 단면의 최대 내경 미만으로, 예를 들면, 상기 최대 내경의 ¾에 상응하는 거리만큼 이격되어 위치할 수 있다(명료성을 위해, 도면들을 일정 비율로 확대하거나 축소하여 도시하지는 않았음).
앞서 설명된 방해판은 예를 들면 몰딩 혹은 기계 가공을 통해 본체(12)와 일체형으로 제조될 수 있거나, 플랜지 또는 그와 유사한 것 사이에 고정(예컨대, 용접)되어 유지되는 부가 구성요소일 수 있다. 다수의 방해판이 존재하는 경우, 이들 방해판은 동일하거나 상이할 수 있으며, 전술된 방해판들의 다양한 형상들 및 구성들을 조합하는 것도 가능하다.

Claims (12)

  1. 종방향(X)으로 연장되는 중공 관형 본체(12), 및 접촉 구역으로 불리는 제1 구역(Z1)과, 본체 내부에서의 액체 및 가스의 순환 방향을 기준으로 상기 제1 구역의 하류측에 위치하는 제2 구역(Z2)을 획정하는 특히 내벽(13)을 포함하며, 가스를 사용하여 액체를 액적으로 미립화시키도록 구성된 주입 장치(10)에 있어서,
    - 제1 구역(Z1)으로 액체를 주입하도록 제1 구역 내부로 통하게 형성된 적어도 2개의 유입 개구들(16, 17)로서, 상기 개구들로부터 흘러나오는 액체 스트림이 본체 내부로 연장되는 종선(X)에 모이도록 배향된 축을 각각 갖는 유입 개구들(16, 17)과,
    - 미립화 가스를 제1 구역(Z1)에 주입하도록 제1 구역 내부로 통하게 형성된 유입 개구(14)와,
    - 제1 구역 및 제2 구역의 하류측에 위치하여 본체로부터 미립화된 액체를 내보내기 위한 적어도 하나의 배출 오리피스(18)
    를 가지고,
    본체는 그 전체 길이를 따라 여러 번 반복적으로(continuously) 또는 계속 거듭(constantly) 변화되는 내부 단면을 가지며, 본체의 내벽(13)에는, 제1 구역과 제2 구역 사이에, 적어도 하나의 방해판(chicane)(26i, 1261, 2261, 226'1, 226"1, 3261, 426i, 526i, 6261)이 제공되되, 상기 방해판을 포함한 본체의 종방향에 수직인 각 평면에서, 방해판은 내벽의 전체 둘레길이에 걸쳐 본체의 내부 단면을 감소시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 주입 장치(10).
  2. 제1항에 있어서,
    내벽은, 종방향에 수직인 방향으로 측정한 본체의 최대 내부 치수와 적어도 동일한 길이에 걸쳐, 특히 종방향으로, 연장되는 단일 방해판(6261)을 구비하는 것을 특징으로 하는 주입 장치(10).
  3. 제2항에 있어서,
    상기 방해판(6261)은 본체의 종방향으로 요철형(irregular) 프로파일을 갖는 것을 특징으로 하는 주입 장치(10).
  4. 제1항에 있어서,
    상기 내벽(13)에 복수개의, 연결되지 않은 방해판(26i, 1261, 2261, 226'1, 226"1, 3261, 426i, 526i)이 마련되는 것을 특징으로 하는 주입 장치(10).
  5. 제4항에 있어서,
    적어도 하나의 방해판(26i)이 본체의 종방향으로 적어도 다른 한 방해판으로부터 이격되는 것을 특징으로 하는 주입 장치(10).
  6. 제4항 또는 제5항에 있어서,
    본체의 종방향에 수직인 방향으로 측정하였을 때, 다수의 이웃하는 방해판(426i)의 높이는 서로 상이하며 0이 아닌 것을 특징으로 하는 주입 장치(10).
  7. 제6항에 있어서,
    본체의 종방향으로, 이웃하는 방해판들(426i)의 높이가 최대치까지 증가한 후 감소하는 것을 특징으로 하는 주입 장치(10).
  8. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 방해판(26i, 1261, 2261, 226'1, 226"1, 3261, 426i, 526i)은 내벽에서 돌출되는 벽을 형성하며, 상기 벽의 한 연단(edge)이 내벽에 고정되는 것을 특징으로 하는 주입 장치(10).
  9. 제8항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 방해판(2261, 226'1, 226"1)에 의해 형성된 벽에, 톱니형 또는 총안형(crenellated) 내벽으로부터 이격된 자유 연단(227, 227')이 마련되는 것을 특징으로 하는 주입 장치(10).
  10. 제8항 또는 제9항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 방해판(1261)은 방해판을 관통하는 오리피스(27)를 갖는 것을 특징으로 하는 주입 장치(10).
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    본체의 종방향에 수직인 방향으로 측정하였을 때 방해판(들)(26i, 1261, 2261, 226'1, 226"1, 3261, 426i, 526i, 6261)의 높이는 0이 아니며 본체의 종방향에 수직으로, 본체의 최대 내부 치수의 1/2 이하, 바람직하게는 상기 최대 내부 치수의 1/4 이하, 더욱더 바람직하게는 상기 최대 내부 치수의 1/8 이하인 것을 특징으로 하는 주입 장치(10).
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 방해판(3261)은 유입 개구들 측면이 곡면(curved face)으로 구성되어 있어, 상기 곡면과 충돌하는 유체를 본체 내부 쪽으로 안내하는 것을 특징으로 하는 주입 장치(10).
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