KR880000779B1 - Liquid-gas separator apparatus - Google Patents
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- B01D53/24—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by centrifugal force
Abstract
Description
제1도는 본 발명에 의한 액체-가스 분리장치의 세로 단면도.1 is a longitudinal cross-sectional view of a liquid-gas separation device according to the present invention.
제2도는 제1도 장치의 분리기 유니트의 투시도.2 is a perspective view of the separator unit of the FIG. 1 apparatus.
제3도는 제2도의 평면도.3 is a plan view of FIG.
제4도는 제2도의 배면도.4 is a rear view of FIG.
제5도는 다른 체적비에서의 종래의 가역 유동형 분리기의 성능을 나타내는 그래프.5 is a graph showing the performance of a conventional reversible flow separator at different volume ratios.
제6도는 다른 체적비에서의 본 발명에 의한 액체-가스 분리장치의 성능을 나타내는 그래프.6 is a graph showing the performance of a liquid-gas separation device according to the present invention at different volume ratios.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
10 : 유체-가스 분리장치 12 : 관형 하우징10 fluid-gas separator 12 tubular housing
14 : 방출 헤드 16 : 수중펌프14 discharge head 16 submersible pump
18 : 흡입헤드 20 : 전기 전동기18: suction head 20: electric motor
22 : 구동축 24, 28, 40, 82 : 슬리이브22: drive shaft 24, 28, 40, 82: sleeve
26 : 베어링 조립체 28 : 분리기 유니트26: bearing assembly 28: separator unit
30 : 허브 32 : 축방향의 구멍30 hub 32 axial hole
34 : 키홈 36 : 부싱34: keyway 36: bushing
42 : 스냅링(snap ring) 44 : 원주홈42: snap ring 44: circumferential groove
46 : 유체분리기 48 : 나선형 유도기46: fluid separator 48: spiral induction
50 : 원심분리기 52 : 변이영역50: centrifuge 52: transition region
54 : 변이영역 54 : 흡입포트54: transition region 54: suction port
60, 62, 70, 72 : 날 64, 66, 74, 76 : 안내모서리60, 62, 70, 72: day 64, 66, 74, 76: guide corner
60', 62', 70', 72' : 깃 60", 62", 70", 72" : 날호(blade segment)60 ', 62', 70 ', 72': feather 60 ", 62", 70 ", 72": blade segment
80 : 협로(channel) 84 : 상부실80: channel 84: upper chamber
86 : 통로 88 : 하부실86 passage 88 lower chamber
90 : 가스 배출로 92 : 원통형부재90: gas discharge path 92: cylindrical member
94 : 스포우크(spoke) 96 : 구멍94: spoke 96: hole
100 : 홈부재100: groove member
본 발명은 분리장치 특히 수중펌프와 연결된 다운홀(downhole)액체-가스 분리기에 관한 것이다.The present invention relates to a separator, in particular a downhole liquid-gas separator in connection with a submersible pump.
액체-가스 분리기는 기름이 다운홀 펌프에 들어가기전에 원유로부터 가스를 분리하기 위해 유정(油井)안의 다운홀에 사용한다. 펌프에 공급되는 기름안에는 펌프의 체적효율을 감소시키는 가스가 존재한다. 만일 기름안에 과도량의 가스가 존재하면 펌프의 기름의 유동을 완전히 막아버리는 "가스록(rock)" 현상이 발생할 수 있다. "가스록"현상이 일어났을 때 펌프는 후에 재시동을 하기위해 꺼야만 한다. 효과적인 액체-가스 분리기는 "가스록"의 발생을 감소시키며 계속적이고 효과적으로 더 많은 기름을 끌어올릴수 있는 펌프를 가능케 한다.Liquid-gas separators are used in downholes in oil wells to separate gas from crude oil before oil enters the downhole pumps. In the oil supplied to the pump, there is a gas which reduces the volumetric efficiency of the pump. If excess gas is present in the oil, a "rock" phenomenon can occur that completely blocks the flow of oil from the pump. When the "gaslock" phenomenon occurs, the pump must be turned off to restart later. Effective liquid-gas separators reduce the incidence of "gas locks" and allow pumps to continue to pump more oil continuously and effectively.
다운홀에 사용하는 액체-가스 분리기에 관한 종래의 기술은 1975년 6월 3일 부넬(Bunnelle)에게 허여된 미국특허 제 3887342호이며 1978년 5월 9일 터존(Tuzson)에게 허여된 미국특허 제 4088459)호에는 원심 액체가스분리기가 도시되어 있다. 본 발명의 같은 양수인에게 양도된 1961년 1월 31일 아루투노프(Arutunoff)에게 허여된 미국특허 제 2969742호에는 가역유동형 액체-가스분리기가 도시되어 있다. 또한 본 발명의 같은 양수인에게 양도된 1980년 11월 4일 애커(Acker)에게 허여된 미국특허 제4,231,767호에는 스크린형 액체-가스 분리기가 도시되어 있다.The prior art of liquid-gas separators for use in downhaul is U.S. Patent No. 3887342, issued to Bunnell on June 3, 1975, and U.S. Pat. 4088459 shows a centrifugal liquid gas separator. A reversible flow liquid-gas separator is shown in US Patent No. 2969742, issued to Arutunoff on January 31, 1961, assigned to the same assignee of the present invention. Also shown in US Pat. No. 4,231,767 to Acker on November 4, 1980, assigned to the same assignee of the present invention, is a screen-type liquid-gas separator.
종래의 원심 분리기는 저유동비에서는 안전하게 사용할 수 있지만 그것들은 고유동비에서는 잘 작동되지 않으며 특히 액체에 대한 가스 체적비가 증가될때 더욱 그러하며, 펌프를 메마르게하고 출력을 감소시키므로 대부분의 고용량의 잠수펌프가 필요할때는 적당하지 않다. 가역유동형(reverse flow type)분리기는 또한 같은 단점을 갖고있다. 스크린형 분리기는 고유동비에서 잘 작동된다. 그러나, 시간이 지나면 스크린은 막혀져서 분리기의 용량을 감소시킨다.Conventional centrifuges can be safely used at low flow rates, but they do not work well at high flow rates, especially when the gas volume to liquid ratio is increased, and most high capacity submersible pumps can dry out and reduce output. Not suitable when needed Reversible flow type separators also have the same disadvantage. Screened separators work well at high flow ratios. However, over time, the screen may become clogged, reducing the capacity of the separator.
따라서 종래의 분리기의 이러한 그리고 다른 단점을 극복하기 위한 액체-가스 분리기를 마련하는 것이 필요하였고, 이러한 이유에서 본 발명이 나온 것이다.It was therefore necessary to provide a liquid-gas separator to overcome these and other disadvantages of conventional separators, and for this reason the present invention has emerged.
본 발명은 액체에 대한 가스의 비교적 큰 체적비를 갖더라도 또한 다운홀 유정유체와 유체 및 가스성분을 분리하는데 기대할만큼 효과적으로 고유동비에서도 작동 가능한 액체-가스분리기를 마련하였다. 또한 이분리기는 종래의 분리장치보다 소형이고 덜 복잡하고 제작비가 싸다.The present invention provides a liquid-gas separator that can operate at a high flow ratio even though it has a relatively large volume ratio of gas to liquid and is also expected to effectively separate the downhaul oil from the fluid and gas components. The separator is also smaller, less complex and cheaper to manufacture than conventional separators.
본 발명에 의해 액체-가스분리장치는 회전축에 연결하기 위한 장치를 갖고있는 긴 허브와, 허브의 제1세로부상에 설치된 원심분리기를 형성하는 깃장치와, 날장치와 깃장치에 연결되고 그 사이에 완만히 구부러진 변이부를 마련하도록 형성된 구부러진 날로로 구성되어있다.According to the present invention, a liquid-gas separation device is connected to a blade device and a blade device, and a blade device forming a long hub having a device for connecting to a rotating shaft, a centrifuge installed on the first longitudinal part of the hub, and between the blade device and the blade device. It consists of a bent edge formed to provide a gently bent transition portion.
제1도에 의하면, 본 발명에 의한 액체-가스 분리장치가 도시되어있는데 이 장치는 유정 케이싱(도시되지않았음)과 간격져 있으며 그안에 세로방향으로 길게 연장된 관형(원통형이면 더욱좋다( 하우징(12)이 있다. 하우징의 상단은 방출 헤드와 나사에 의해 맞물려있는데 이는(개략적으로 도시된) 수중펌프(16)의 하우징과 연결되며 하우징의 하단은 흡입헤드(18)과 맞물려있으며 이는 또한(개략적으로 도시된) 전기진동기(20)의 하우징과 연결되어 있다. 펌프(16)와 전동기(20)은 유정안의 다른 홀작업에 적합한 종래의 수중펌프와 구동전동기이다. 구동축(22)는 흡입헤드와 방출헤드를 통해 하우징의 축방향으로 전동기로부터 펌프까지 연장되어 있다. 축(22)는 방출헤드와 흡입헤드안에서 설치된 슬리이브(24)에 의하여 또한 흡입헤드안에 설치된 베어링 조립체(26)에 의하여 하우징안에 지지된다.According to FIG. 1, there is shown a liquid-gas separation device according to the present invention, which is spaced apart from an oil well casing (not shown) and has a tubular shape (cylindrically longer) extending longitudinally therein (housing). There is a 12. The upper end of the housing is engaged by the discharge head and the screw, which is connected to the housing of the submersible pump 16 (shown schematically) and the lower end of the housing is engaged with the suction head 18, which is also ( Connected to the housing of the
본발명은(제2도 내지 제4도에서 자세히 설명되어있는) 흡입헤드(18)과 방출헤드(14)사이의 하우징안에 위치한 분리기유니트(28)를 사용한다. 분리기유니트(28)은 축(22)와 동축으로 설치되어 허브가 그것과함께 회전할 수 있도록 축상의 구멍(axial bore, 32)를 갖고있는 긴 관형허브(30)을 갖고있다. 허브는 구멍(32)안의 제2도와 제4도의 귀홈(34)과 축상에(도시되지않은) 대응키홈안에 수용되는(도시되지않은) 키에 의해 축과 연결된다. 제1도에서와같이, 허브는 허브의 반대단에 있는 부싱(36)과, 축의 원주홈(44)에 수용되는 스냅링(42)에 의해 축상에 설치된 슬리이브(38, 40)에 의하여 축상에 축방향으로 위치하게 될것이다. 허브상단에 있는 슬리이브(40)은 다음에 설명될 유체분리기(46)의 내부슬리이브 부분이다.The present invention uses a separator unit 28 located in a housing between the suction head 18 and the discharge head 14 (described in detail in FIGS. 2-4). The separator unit 28 has an elongated
분리기유니트(28)의 유도기(48)은 이중 나선 나사형 유도기를 형성하기위해 허브(30)의 저부에 대하여 대칭형으로 설치된 한쌍의 나선형 날(60, 62)로 구성되어 있다. 각 날은 각각 흡입헤드에 인접한 허브의 저단 가까이에 위치한 방사상으로 연장된 안내모서리(64, 66)를 가지고 있다. 제2도에서와같이, 날(60, 62)는 그것의 안내모서리쪽으로(원주방향으로) 경사져 있으므로 안내모서리는 날카로운 절단날(cutting blade)로 형성되어 있다. 이것은 안내기에 들어가는 유체혼합물안의 난류와 동공현상(洞空現象, Cavitation)를 감소시킨다. 제4도에서, 안내모서리(64, 66)는 허브의 반대면에 180°떨어져 대칭형으로 설치되어 있으며 그것들은 선에 의한 축상으로 연장된 평면상에 놓여있다.The inductor 48 of the separator unit 28 consists of a pair of helical blades 60, 62 installed symmetrically with respect to the bottom of the
제1도와 제2도에서와 같이, 허브(30)의 주변부의 다른 세로위치에 다른 형상을 갖는 다수의 깃과 날을 설치하고 있다. 날과 깃은 다른 기능을 수행하도록 형상지워져 있으며, 이것들은 3가지의 구별된 영역 또는 단으로 분리기유니트를 구동한다. 후에 상세히 설명되는 것과같이, 분리기유니트의 하부는 나사형 유도기(48)로 구성되며, 분리기유니트의 상부는 원심분리기(50)으로, 유도기와 원심분리기사이의 부분은 변이영역(52)로 구성된다. 유도기는 분리장치를 통해 유체혼합물을 충분히 밀어올리기 위해 흡입헤드(18)의 흡입부(54)에서 흡입되는 액체-가스 유체혼합물에 압력을 준다. 원심분리기(50)은 변이영역(52)를 통해 유도기와 연통되며 원심작용에 의해 유체혼합물에 회전 또는 순환운동을 일으킨다. 변이영역(52)은 유도기와 원심분리기 사이의 완만한 변이를 마련하고 있으며 손실을 극소화시키도록 형상되어 있다.As in FIG. 1 and FIG. 2, a plurality of feathers and blades having different shapes are provided at different longitudinal positions of the periphery of the
그것의 각 안내모서리로부터 날(60, 62)은 허브길이 약1/3길이로 허브(30)에 대하여 나선형으로 상향으로 연장되어 있다. 각 날은 허브축의 수직평면에 대하여 비교적 적은 날각(Q)를 가지고 허브에 대하여 대략 2회전(720도)하도록 되어있다. 진보된 형태에 있어서, 날은 2인치의 피치를 가지며 예를들면 그것은 360도 회전할때 축길이의 2인치를 이동한다. 날각(Q)는 상기예에서 2인치인데 P=피치일때인 함수에서 반경(γ)의 함수에 의한다. (허브에서의) 날의 내부반경에서 날각은 대략 29.6이다. 주어진 반경에서 각 날(60, 62)의 날각은 날이 허브에 대하여 나선형으로 상향으로 연장될때 일정한다.The blades 60, 62 from their respective guide edges extend upward spirally with respect to the
변이영역(52)에서 각 날(60, 62)의 날각은 허브의 저부안의 일정날각으로 부터(허부에 대해 1/4회전한) 대략 90°의 원주거리에서 수직인 90°의 날각까지의 축길이의 1차함수이다. 따라서 날은(원심분리기 부분안의) 방사상으로 직각으로 세워져 축방향으로 연장된것(60', 62')를 형성하는 허브의 나머지 길이에서 수직상향으로 연장되어있다.The blade angle of each blade 60, 62 in the transition zone 52 is from a constant blade angle in the bottom of the hub (a quarter turn relative to the hub) from a circumferential distance of approximately 90 ° to a vertical blade angle of 90 °. First-order function of shaft length. The blade thus extends vertically upwards from the remaining length of the hub (in the centrifuge portion) that is erected at right angles radially to form axially extending (60 ', 62').
제3도에서 잘 나타나 있듯이, 날(60', 62')는 허브(30)의 반대편에 180°떨어져 대칭으로 설치되어 있으며 축평면 A-A에 수직인 선 B-B로 표시된 축상으로 연장된 평면상에 있다. 변이영역(52)안의 1/4회전날(60", 62")는 나선날(60, 62)과 그 대응 축상깃(60', 62')사이에 각각 완만히 곡선진 변화를 갖고 있다.(예를들면 펌프안에서의 유동변이영역은 본 발명에서와 같이 거리의 1차함수인 유속변화를 얻기 위해서 거리의 1차함수인 날각의 변화를 마련하여 형상지는 것보다는 종래의 것과 같이 형상지워져 있다는 것을 기억하여야한다. 종래 방법으로 변이영역(52)를 설계한 결과 불필요한 손실을 일으키는 날각의 가파른 변화를 일으킨다)As can be seen in FIG. 3, the blades 60 ', 62' are symmetrically mounted 180 ° away from the
장치의 원심분리기 부분에서 유체혼합물의 좀더 균등한 분포를 위해서, 원심분리기(50)이 허브(50)의 반대면에 180°떨어져 대칭으로 설치된 축상으로 연장되고 깃(60', 62')에 대해 오른쪽 각으로 위치한 다른 한쌍의 깃(70', 72')를 갖도록 되어있다.For a more even distribution of the fluid mixture in the centrifuge part of the device, the centrifuge 50 extends axially symmetrically installed 180 ° away from the opposite side of the hub 50 and with respect to the vanes 60 ', 62'. It has another pair of feathers 70 'and 72' located at right angles.
제3도에서와 같이, 깃(70, 72')는 A-A축 평면안에 위치한다. 각 깃(70', 72')는 변이영역(52)안에서 각각 결합된 완만히 곡선진 날호부(70", 72")에 의하여 결합된 나선형날(70, 72)와 연결된다. 날호(70", 72")는 날호(60", 62")와 같은 형상을 가지며 깃(70', 72')과 그 결합날사이에 완만한 변화를 마련하는 같은 방법으로 같은 기능을 갖는다.As in FIG. 3, the feathers 70, 72 'are located in the A-A axis plane. Each feather 70 ', 72' is connected to a
그러나, 날(60, 62)와 달리 날(70, 72)은 허브(30)의 하단까지 연장되지 않는다. 더우기 제1도와 제2도에서와 같이, 날(70, 72)은 각각 변이영역(52) 바로 아래의 테이퍼진 안내모서리(74, 76)에서 끝이난다. 제1도에서 잘 도시되어 있듯이 각 결합날과, 날호 그리고 깃(70-70"-70', 72-72"-72')는 허브(30)에 대하여 대략 180°(1/2회전)회전하여 안내모서리(74, 76)은 축평면 A-A안에 놓이게 된다. 각 날호(70", 72")는 허브에 대하여 1/4회전하며 그것의 결합날(70, 72)는 또다시 1/4회전하게 된다. 날(70, 72)의 안내모서리(74, 76)은 각각 인접날(60,62)의 중간에 위치한다. 날(70, 72)는 원심분리기의 인접날 사이에 유체혼합물을 균등하게 분배하도록 날(60, 62) 사이를 흐르는 유체혼합물을 두 개의 다른 통로로 나누도록 작동한다. 날(70, 72)는 허브(30)의 하단까지 연장되어 있지 않으므로 이것은 유도기에 대한 흡입을 심하게 제한할 것이다.However, unlike blades 60, 62,
제1도 내지 제4도에 도시된 것같이, 깃과 날 그리고 날 호 모두는 같은 반경을 가지며 관형 허브(12)의 내부표면의 약간 적은 곳까지 연장되어 있다. 분리기유니트의 대략적인 칫수는 외부직경 3.4인치 길이 11인치, 원심 분리기의 길이 3.75인치 그리고 변이영역길이 3.35인치이다.As shown in FIGS. 1-4, both the collar, the blade and the blade arc have the same radius and extend slightly to the inner surface of the tubular hub 12. The approximate dimensions of the separator unit are 3.4 inches in external diameter, 11 inches in length, 3.75 inches in centrifuge, and 3.35 inches in transition area.
위에서 언급한 것같이, 유도기(48)은 분리장치(10)을 통하여 유체혼합물에 충분히 밀어올리기 위해 유체를 가압한다. 원심분리(50)은 유체혼합물의 가스와 액체 성분을 원심 분리한다. 원심분리기는 액체-가스혼합물에 대하여 최대 접선속도를 가하도록 설계되어 있다. 액체의 큰 밀도때문에 유체는 원심분리기의 깃에 의해 유체혼합물에 가해지는 회전운동에 의하여 축(22)로부터 원심력에 의해 밀려나고 저밀도의 가스는 축부근에 모여지게 된다. 방출헤드(14)는 (제1도에서는 단하나의 협로를 나타냈으나) 그 주변부에 대칭형으로 설치되고 하우징(12)의 내부표면에 끼워진 관형슬리이브(82)와 함께 유체통로를 형성하는 다수의 협로(80)을 가지고 있다. 각 협로는 펌프익차(impeller) 흡입구와 연통된 방출 헤드안의 상부실(84)와 상향으로 경사진 통로(86)에 의하여 연결되어 있다. 방출헤드(14)는 또한 가스를 수용하기 위한 축(22)주위에 형성된 하부실(88)을 가지고 있으며(제1도에서는 단지 하나의 가스배출로를 나타냈으나) 실(88)과 연통되는 방출헤드에 대하여 대칭으로 설치된 다수의 가스배출로(90)을 가지고 있다.As mentioned above, the inducer 48 pressurizes the fluid to sufficiently push the fluid mixture through the separator 10. Centrifugation 50 centrifugates the gas and liquid components of the fluid mixture. Centrifuges are designed to exert maximum tangential velocities for liquid-gas mixtures. Due to the large density of the liquid, the fluid is pushed by the centrifugal force from the shaft 22 by the rotational motion applied to the fluid mixture by the vane of the centrifuge, and the gas of low density is collected near the shaft. The discharge head 14 is symmetrically installed at its periphery (although there is only one narrow passage in FIG. 1) and a plurality of fluidic paths formed together with the tubular sleeve 82 fitted to the inner surface of the housing 12. Has a narrow road 80. Each narrow passage is connected by an upwardly inclined passageway 86 with an upper chamber 84 in the discharge head in communication with an impeller inlet. The discharge head 14 also has a lower chamber 88 formed around an axis 22 for receiving gas (although only one gas outlet is shown in FIG. 1) in communication with the chamber 88. It has a plurality of gas discharge passages 90 installed symmetrically with respect to the discharge head.
축과함께 회전하도록 축(22)과 연결된 스파이더(spider)조립체가 있는 도시된 형태의 유체분리기(46)은 협로(80)으로 분리된 액체를 유도하고 실(88)로 분리된 가스를 유도하는 것을 돕는다. 도시된 바와같이, 유체분리기(46)은 그 속으로 축(22)가 통과하는 구멍을 갖는 내부슬리이브(40)과 스포우크(94)에 의하여 슬리이브(40)에 연결된 외부동심 원통형부재(92)를 가지고 있다. 원통형부재(92)와 슬리이브(40)사이의 구멍(96)은 가스를 위해 실(88)까지에 통로를 마련하고 원통형부재(92)의 하단 내부표면이 테이퍼져서 원심분리기를 떠나는 가스를 모으는데 도움을 준다. 유체분리기는 원심분리기와 약간 떨어져서 원심분리기를 떠나는 유체의 처리 시간을 마련한다. 이것은 액체와 가스의 더 나은 분리를 가능케한다. 도시된 것과 같이 유체분리기가 축(22)에 연결되고 축과 함께 회전하는 분리된 부재이긴 하지만 필요하다면 방출헤드(14)의 하단을 유체분리기를 수행하도록 형상지울수도 있다.The fluid separator 46 of the illustrated type with a spider assembly connected to the shaft 22 to rotate with the shaft directs the separated liquid into the narrowway 80 and guides the separated gas into the chamber 88. To help. As shown, the fluid separator 46 has an outer sleeve 40 and an outer concentric cylindrical member connected to the sleeve 40 by means of the spokes 94 and the inner sleeve 40 through which the shaft 22 passes. 92). A hole 96 between the cylindrical member 92 and the sleeve 40 provides a passage to the chamber 88 for gas and collects the gas leaving the centrifuge by tapering the lower inner surface of the cylindrical member 92. To help. The fluid separator provides a processing time for the fluid leaving the centrifuge slightly away from the centrifuge. This allows for better separation of liquids and gases. Although shown, the fluid separator is a separate member connected to the shaft 22 and rotating with the shaft, but if desired, the bottom of the discharge head 14 may be shaped to perform the fluid separator.
작동에 있어서, 펌프(16)와 분리장치(10) 그리고 전동기(20)은 액체-가스유정의 유체혼합물안의 다운홀(down hole)으로 잠수시킨다. 유체가스 혼합물은 유체혼합물이 고인 압반에 지지된 홈부재(100)을 통하여 흡입헤드(18)의 흡입부(54)로 들어간다. 흡입포트로 부터 유체혼합물은 유체혼합물을 가압하는 유도기(48)로 들어가서 변이영역(52)를 통하여 원심분리기(50)으로 들어간다. 앞에서 언급한 것같이, 원심분리기는 가스로부터 액체를 분리하고 펌프의 익차흡입부에 액체를 분리한다. 분리된 가스는 유정케이싱(well casing ; 도시되지 않았다)과 방출헤드 및 펌프의 하우징의 외부표면 사이의 공간으로 가스배출로를 통해 배출되어진다.In operation, pump 16, separator 10 and
나선형 유도기는 표준펌프 익차보다 적은 단면을 갖고 펌프와 같이 높은 출력을 갖지는 않지만, 나선형 유도기는 많은 장점을 갖고있다. 펌프의 동공현상과 가능한 "가스록"현상을 방지하기 위해서 유도기에 들어가는 유체혼합물의 압력을 점진적으로 증가시키는 것이 필요하다. 이것은 앞에서 도시한 것같이 나선의 날각을 비교적 적게 유지하므로써 성취할 수 있다. 또한 날의 경사진 안내모서리는 유체 혼합물의 난류 현상을 감소시키고 안내기간의 완만한 유동을 마련할 수 있다. 유도기와 원심분리기 사이의 완만히 곡선진 변이영역은 또한 장치의 완만한 유체유동에 기여하며 불필요한 손실을 감소시킨다. 분리장치를 통과하는 유동비는 먼저 날각과, 유도기의 길이의 함수이다. 펌프 동공현상을 방지하기 위해 비교적 적은 날각을 유지하는 것이 필요할지라도 필요한 출력유량과 압력을 마련하기 위해 유도기의 길이를 적당히 선택하여야 한다.Helical inductors have a smaller cross section than standard pump vanes and do not have the same high output as pumps, but helical inductors have many advantages. It is necessary to gradually increase the pressure of the fluid mixture entering the inductor in order to prevent cavitation of the pump and possible "gas lock". This can be accomplished by keeping the spiral blades relatively small, as shown earlier. The inclined guide edges of the blades can also reduce turbulence in the fluid mixture and provide a gentle flow of the guide period. The gently curved transition region between the induction machine and the centrifuge also contributes to the gentle fluid flow of the device and reduces unnecessary losses. The flow rate through the separator is first a function of the blade angle and the length of the induction machine. Although it is necessary to maintain a relatively small blade to prevent pump cavitation, the length of the inductor should be appropriately selected to provide the required output flow and pressure.
제5도와 제6도는 본발명에 의한 액체-가스 분리기의 성능(제6도)과 종래의 가역유동 액체-가스 분리기의 성능(제5도)을 비교한 것이다. 제5도에 의하면 가역유동분리기의 유동비는 액체에 대한 증기(가스)의 체적비가 증가할때 극적으로 감소하고 있다. 예를들면 V/L=0.20일때의 유동비는 V/L=0의 유동비의 약 절반이다. 이와 반대로 본 발명에 의한 액체-가스 분리장치가 수행된 실험으로부터 유도된 제6도의 곡선은 체적비가 변하더라도 매우 적은 변화를 보여준다. 즉, 비교적 큰 체적비 V/L=0.60일때도 유동비는 V/L=0일때의 유동비와 크게 달라지지 않았다. 제6도의 곡선은 본발명에 의한 액체-가수 분리장치가 넓은 범위의 체적비에 비교적 일정한 유동비를 유지할 수 있음을 보여주고 있으며, 그러므로써 결국 수중펌프가 최대효율로 작동할 수 있게 한다. 특별히 본발명은 비교적 간단하고 저렴한 구조로 그러한 진보된 결과를 얻을수 있는 것이다.5 and 6 compare the performance of the liquid-gas separator according to the present invention (FIG. 6) with that of the conventional reversible flow liquid-gas separator (FIG. 5). According to FIG. 5, the flow ratio of the reversible flow separator decreases dramatically as the volume ratio of vapor (gas) to liquid increases. For example, the flow ratio at V / L = 0.20 is about half the flow ratio at V / L = 0. In contrast, the curve of FIG. 6 derived from the experiment in which the liquid-gas separation device according to the present invention was performed shows very little change even if the volume ratio is changed. That is, even when the relatively large volume ratio V / L = 0.60, the flow ratio was not significantly different from the flow ratio when V / L = 0. The curve of FIG. 6 shows that the liquid-singular separation device according to the present invention can maintain a relatively constant flow ratio over a wide range of volume ratios, thereby eventually allowing the submersible pump to operate at maximum efficiency. In particular, the present invention achieves such advanced results with a relatively simple and inexpensive structure.
본 발명의 양호한 실시예가 이미 설명되고 도시되었지만 이러한 기술에 종사하는 사람들은 본발명의 원리와 정심에서 벗어남이 없이 이러한 실시예를 변화시킬수 있으며 이러한 영역은 청구된 청구범위에 한정되어있다는 것을 명백히 알수 있을 것이다.While the preferred embodiments of the invention have already been described and illustrated, it will be apparent to those skilled in the art that these embodiments may be modified without departing from the spirit and spirit of the invention and that such areas are limited to the claims claimed. will be.
Claims (25)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US27620181A | 1981-06-22 | 1981-06-22 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR840000262A KR840000262A (en) | 1984-02-18 |
KR880000779B1 true KR880000779B1 (en) | 1988-05-09 |
Family
ID=26652357
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR8203369A KR880000779B1 (en) | 1981-06-22 | 1982-07-28 | Liquid-gas separator apparatus |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR880000779B1 (en) |
PH (1) | PH19810A (en) |
-
1982
- 1982-07-28 KR KR8203369A patent/KR880000779B1/en active
- 1982-11-22 PH PH28167A patent/PH19810A/en unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR840000262A (en) | 1984-02-18 |
PH19810A (en) | 1986-07-08 |
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