KR200367389Y1 - 유동 세정구를 가진 다관(多管) 회전식 증발 농축 장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 유동 세정구를 가진 다관(多管) 회전식 증발 농축 장치에 관한 것으로, 보다 자세하게는 다수개의 증발관 외표면에 돌출부, 내표면에는 핀을 형성하여 열전달 효율을 극대화하고, 전체 증발관에 그물망을 씌우고 그 속에 유동 세정구를 증발기와 같이 회전시켜 다량의 수분이 함유된 액체 원료의 순환 및 농축에 의해 증발관 외면에 부착된 고형물 및 스케일을 제거하여 증발관의 원료 증발 성능을 유지하도록 하는 증발 농축 장치에 관한 것이다.

본 고안의 유동 세정구를 가진 다관(多管) 회전식 증발 농축 장치는 고정된 외부통; 상기 외부통으로부터 배출되는 수증기를 재압축시키는 증기재압축기; 상기 외부통 내부에서 회전하며 상기 증기재압축기에서 발생된 압축수증기에 의하여 가열되어 표면에 분사된 원료를 증발시키는 회전식 증발기; 상기 회전식 증발기를 경유하고 응축수 배출펌프를 통해 이송된 응축수의 열에 의하여 원료저장조로부터 여과기를 통과한 원료를 가열시키는 회전식 열교환기; 상기 회전식 열교환기를 통하여 가열되고, 펌프에 의하여 상기 외부통으로 압송되는 원료와 상기 외부통 하부에 모인 잔여물을 여과기로 여과한 원료를 함께 상기 회전식 증발기 표면으로 분사시키는 분사 파이프; 및 초기 수증기 공급과 운전중 손실된 열에너지 보충을 위한 히터로 이루어짐에 기술적 특징이 있다.

따라서, 본 고안의 유동 세정구를 가진 다관(多管) 회전식 증발 농축 장치는다각적인 요소에서 증발 농축 장치의 효율을 극대화시킴으로써 원료 처리에 필요한 에너지를 최소화시켜 경제적인 효과를 거둘 수 있으며, 화학 처리용 약품을 사용하지 않고도 스케일을 제거하여 안정적인 장치 운용을 할 수 있는 기술적인 효과도 거둘 수 있다.

Description

유동 세정구를 가진 다관(多管) 회전식 증발 농축 장치{Apparatus for multi-tube rotary evaporator with movable balls}

본 고안은 유동 세정구를 가진 다관(多管) 회전식 증발 농축 장치에 관한 것으로, 보다 자세하게는 다수개의 증발관 외표면에 돌출부, 내표면에 핀을 형성하여 열전달 효율을 극대화하고, 전체 증발관에 그물망을 씌우고 그 속에 유동 세정구를 증발기와 함께 회전시켜 다량의 수분이 함유된 액체 원료의 순환 및 농축에 의해 증발관 외면에 부착된 고형물 및 스케일을 제거하여 증발관의 원료 증발 성능을 유지하도록 하는 증발 농축 장치에 관한 것이다.

기존의 수평관 회전식 증발 농축 장치의 원리를 보면 회전하는 수평관 표면에 분사되는 원료는 수평관의 내측으로 통과하는 고온의 증기에 의해 증발된 후 증기 압축기를 통해 수평관 내측으로 재공급되거나, 진공펌프에 의해 감압상태에서 수평관 외측에서 증발된 후 외부로 배출된다.

이때 원료 중에 용존되어 있거나 부유되어 있는 오염물질은 수평관 외측에 스케일을 형성하여 스팀과 원료간의 열전달을 방해하여 열교환 성능을 떨어트리기 때문에 시스템의 안정된 운전을 위하여 주기적인 세정이 필요하다. 세정방법으로는 화학약품에 의한 세정방법이 일반적이나 이와 같은 화학적 세정방법은 세정액에 의한 2차적 오염물질을 야기시킬 뿐만 아니라 완벽한 세정이 이루어지지 않아 효율이 떨어진다. 다른 방법으로는 주기적으로 수평관을 교체하거나 청소하는 방법이 있지만 유지비가 많이 드는 등의 문제가 발생한다.

또한, 기존의 수평관은 원통형의 단일 튜브로 형성되기 때문에 표면에 분사되는 원료와의 열전달 면적이 적어 에너지 소비가 클 뿐만 아니라 원료 증발효율이 낮은 문제점이 있다.

따라서, 본 고안은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 증발관의 열전달 면적을 최대한 크게하여 열전달 효율을 극대화하고, 증발관 표면에 형성되는 스케일을 제거하며, 원료 예열을 위한 열교환장치에서 원료를 적정온도로 예열시켜 유동 세정구를 가진 다관(多管) 회전식 증발 농축 장치의 효율을 극대화시켜 소모되는 에너지량을 최소화하는데 본 고안의 목적이 있다.

도 1은 본 고안에 따른 유동 세정구를 가진 다관 회전식 증발 농축 장치를 나타낸 개략적인 전체 구성도.

도 2는 본 고안에 따른 회전식 증발기의 입체도.

도 3은 본 고안에 따른 증발관의 입체도.

도 4는 본 고안에 따른 회전식 증발기의 횡단면도.

도 5는 도 4의 A-A' 단면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 외부통 20 : 증기재압축기

30 : 회전식 증발기 31 : 증발관

32 : 돌출부 33 : 핀(fin)

34 : 그물망 35 : 유동 세정구

40 : 응축배출수펌프 41 : 원료순환펌프

42 : 원료압송펌프 50 : 원료저장조

60 : 회전식 열교환기 70,71 : 여과기

80 : 히터 90 : 분사 파이프

본 고안의 상기 목적은 고정된 외부통, 이 외부통으로부터 배출되는 수증기를 재압축시키는 증기재압축기, 외부통 내부에서 회전하며 증기재압축기에서 발생된 압축수증기에 의하여 가열되어 표면에 분사된 원료를 증발시키는 회전식 증발기, 회전식 증발기를 경유하고 응축수 배출펌프를 통해 이송된 응축수의 열에 의하여 원료저장조로부터 여과기를 통과한 원료를 가열시키는 회전식 열교환기 및 열교환기를 통하여 100 ℃에 근접한 온도로 가열되고, 펌프에 의하여 외부통으로 압송되는 원료와 외부통 하부에 모인 잔여물을 여과기로 여과한 원료를 함께 상기 회전식 증발기 표면으로 분사시키는 분사 파이프 및 초기 수증기 공급과 운전중 손실된 열에너지 보충을 위한 히터로 이루어진 유동 세정구를 가진 다관(多管) 회전식 증발 농축 장치에 의해 달성된다.

본 고안의 상기 목적과 기술적 구성 및 그에 따른 작용효과에 관한 자세한 사항은 본 고안의 바람직한 실시예를 도시하고 있는 도면을 참조한 이하 상세한 설명에 의해 보다 명확하게 이해될 것이다.

먼저, 도 1은 본 고안에 따른 유동 세정구를 가진 다관 회전식 증발 농축 장치를 나타낸 개략적인 전체 구성도에 관한 것이다. 도시된 바와 같이 초기에 히터(80)에서 발생된 수증기는 증기재압축기(20)를 통해 모터(100)에 의하여 외부통(10) 내부에서 서서히 회전하는 회전식 증발기(30)로 압송되며, 다수개의 증발관 내부를 따라 이동하며 증발관을 가열시키고, 분사 파이프(90)를 통해 분사되는 원료를 증발시킨 후, 응축배출수펌프(40)에 의하여 회전식 열교환기(60)로 압송되어 원료저장조(50)로부터 여과기(70)를 통과한 상온의 원료를 100 ℃ 부근까지 승온시킨 뒤 방출된다.

응축배출수에 의하여 승온된 원료는 원료압송펌프(42)에 의하여 외부통(10) 내부에 위치한 분사파이프(10)로 압송된 후 회전식 증발기(30)의 표면에 고속으로 분사되어 증발된다. 이 때 외부통(10) 하부에 증발되지 않은 잔여물은 여과기(71)로 여과된 후 원료순환펌프(41)에 의하여 리사이클(recycle)된다. 한편, 상기 외부통(10) 내부에서 증발된 수증기는 히터(80)와 증기재압축기(20)에 의하여 회전식 증발기(30) 내부로 압송되어 재활용된다.

도 2의 증발관(31) 내측으로 고온 압축 수증기가 흐르면서 증발관 표면에 분사되는 원료는 수증기의 에너지를 전달받아 증발된다. 기존의 단순한 증발관은 열전달 면적이 작아 원료를 효과적으로 증발시키는 데 어려움이 있다. 따라서, 본 고안에서는 도 3과 같이 증발관의 외표면에 다수의 돌출부(32)를 형성하고, 내표면에는 복수의 핀(33)을 부착시켜 열전달 면적을 넓히고, 압축 수증기의 증발관내 체류 시간을 연장시켜 열전달 효율을 극대화한 특징이 있다.

도 3 내지 도 5의 회전식 증발기(30)의 내부를 살펴보면 다수개의 상기 증발관(31)이 가상의 원의 원주상에 위치하여 단일 증발관의 열전달 면적보다 더 큰 열전달 면적을 형성하며 회전축을 중심으로 회전한다. 증발관 표면에서 원료가 연속적으로 증발되면서 증발관 외표면에는 스케일이 형성되어, 압축 수증기와 원료간의 열교환을 방해한다. 따라서, 본 고안에서는 회전식 증발기(30)에 그물망(34)을 부착하고 그 내부에 유동 세정구(35)가 증발기가 회전함에 따라 움직이도록 하였다. 복수의 유동 세정구는 그물망(34) 내부에서 자유롭게 유동하면서 증발관 표면에 스케일이 생성되는 것을 방지하거나 이미 생성된 스케일을 제거하여 기존의 문제점을 개선한 특징이 있다.

본 고안은 이상에서 살펴본 바와 같이 바람직한 실시 예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시 예에 한정되지 아니하며 본 고안의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.

따라서, 본 고안의 유동 세정구를 가진 다관(多管) 회전식 증발 농축 장치는 다각적인 요소에서 증발 농축 장치의 효율을 극대화시킴으로써 원료처리에 필요한 에너지를 최소화시켜 경제적인 효과를 거둘 수 있으며, 화학 처리용 약품을 사용하지 않고도 스케일을 제거하여 안정적인 장치 운용을 할 수 있는 기술적인 효과도 거둘 수 있다.

Claims (6)

1. 증발 농축 장치에 있어서,

   고정된 외부통;

   상기 외부통으로부터 배출되는 수증기를 재압축시키는 증기재압축기;

   상기 외부통 내부에서 회전하며 상기 증기재압축기에서 발생된 압축수증기에 의하여 가열되어 표면에 분사된 원료를 증발시키는 회전식 증발기;

   상기 회전식 증발기를 경유하고 응축수 배출펌프를 통해 이송된 응축수의 열에 의하여 원료저장조로부터 여과기를 통과한 원료를 가열시키는 회전식 열교환기;

   상기 회전식 열교환기를 통하여 가열되고, 펌프에 의하여 상기 외부통으로 압송되는 원료와 상기 외부통 하부에 모인 잔여물을 여과기로 여과한 원료를 함께 상기 회전식 증발기 표면으로 분사시키는 분사 파이프; 및

   초기 수증기 공급과 운전중 손실된 열에너지 보충을 위한 히터

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 유동 세정구를 가진 다관 회전식 증발 농축 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 회전식 증발기는 열전달 효과를 극대화하기 위하여 직선 증발관이 복수로 설치된 것을 특징으로 하는 유동 세정구를 가진 다관 회전식 증발 농축 장치.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 직선 증발관의 외표면에는 열전달을 위하여 다수개의 돌출부를 형성함을 특징으로 하는 유동 세정구를 가진 다관 회전식 증발 농축 장치.
4. 제 2 항에 있어서,

   상기 직선 증발관의 내표면에는 열전달을 위하여 다수개의 핀을 형성함을 특징으로 하는 유동 세정구를 가진 다관 회전식 증발 농축 장치.
5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 복수의 직선 증발관으로 구성된 상기 회전식 증발기는 그물망에 둘러싸여 있음을 특징으로 하는 유동 세정구를 가진 다관 회전식 증발 농축 장치.
6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 그물망 내에는 상기 회전식 증발기가 회전함에 따라 함께 유동하며 상기 직선 증발관의 표면에 스케일 방지나 이미 형성된 스케일 제거를 목적으로 하는세정구들을 포함하는 것을 특징으로 하는 유동 세정구를 가진 다관 회전식 증발 농축 장치.