KR101834467B1 - Filtering structure of fluid for distribution efficiency - Google Patents
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Abstract
본 발명에 의한 확산효율 향상을 위한 유체 필터링 구조는, 유체가 유입되고 유출되는 인렛(inlet)과 아웃렛(outlet)이 각각 마련되며, 내부에 마련되는 필터링 수단을 이용하여 상기 유체를 필터링하는 적어도 하나 이상의 필터링부; 및 상기 유체가 균압 또는 정압 상태로 상기 필터링 수단과 접촉되어 확산 효율이 증가되도록, 상기 필터링부 내에서 상기 인렛과 아웃렛 중 적어도 어느 하나에 인접 배치되어 상기 유체를 분배하는 유체 분배모듈을 포함하며, 상기 유체 분배모듈은, 상기 필터링부의 길이방향에 수직하게 배치되는 복수의 분배판; 및 상기 분배판이 상호간 이격 가능하도록 상기 복수의 분배판 사이에 결합되어 상기 유체를 상기 필터링부의 반경방향으로 확산시키는 확산부를 포함할 수 있다.
본 발명에 의한 확산효율 향상을 위한 유체 필터링 구조는, 원통형의 필터링부의 중앙에 위치된 인렛으로 인입되는 유체가 필터링부 내의 반경방향으로 확산 및 분배된 다음 필터링 수단과 접촉되므로 접촉 면적(또는 여과 면적)이 늘어나는 한편, 일정 범위 내에서 맥동압을 가지는 유체가 유입되더라도 버퍼공간으로 확산되고 필터링부 내의 반경방향으로 분배되어 균압 및 정압 상태로 필터링 수단과 접촉될 수 있어 확산효율이 향상되고 이로 인해 여과수율이 향상될 수 있다.The fluid filtering structure for improving the diffusion efficiency according to the present invention includes at least an inlet and an outlet through which a fluid flows and flows and at least one filter for filtering the fluid using filtering means provided therein A filtering unit; And a fluid distribution module disposed adjacent to at least one of the inlet and outlet in the filtering section to distribute the fluid such that the fluid contacts the filtering means in an equilibrium or a constant pressure state to increase the diffusion efficiency, The fluid distribution module includes: a plurality of distribution plates disposed perpendicular to the longitudinal direction of the filtering unit; And a diffusion unit coupled between the plurality of distribution plates so that the distribution plates are spaced apart from each other, and diffusing the fluid in a radial direction of the filtering unit.
The fluid filtering structure for improving the diffusion efficiency according to the present invention is characterized in that the fluid introduced into the inlet located at the center of the cylindrical filtering portion is diffused and distributed in the radial direction within the filtering portion and then contacted with the filtering means, While a fluid having a pulsating pressure within a certain range is introduced into the buffer space, it can be diffused in the buffer space and radially distributed within the filtering unit to be brought into contact with the filtering means in a pressure and a static pressure state, The yield can be improved.
Description
본 발명은 확산효율 향상을 위한 유체 필터링 구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 필터링부 내에 인입 및 배출되는 유체와 필터링부 내의 필터링 수단과의 접촉 면적이 증가되도록 유체의 확산효율 향상시키는 확산효율 향상을 위한 유체 필터링 구조에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
산소를 필터링하여 질소가스를 발생하는 질소 발생기, 오염된 물에서 불순물을 필터링하는 수처리 시스템, 오염된 공기에서 오염물질을 제거하는 공기 청정 시스템 등의 각종 필터링 장치에는 내부에 필터링 수단이 마련된 필터링부가 포함되어 있다. 이러한 필터링부의 인입구로 유체가 인입된 다음 필터링부 내에서 유체의 확산이나 분배가 균일하게 이루어지지 않으면 필터링 수단과의 접촉 면적(또는 여과 면적)이 줄어들게 되고 이로 인해 여과 수율(또는 필터링 효율)이 낮은 문제점이 있다.Various filtering devices such as a nitrogen generator for generating nitrogen gas by filtering oxygen, a water treatment system for filtering impurities from contaminated water, and an air cleaning system for removing contaminants from contaminated air include a filtering unit provided with filtering means therein . If the diffusion or the distribution of the fluid is not uniformly performed in the filtering part after the fluid is drawn into the inlet of the filtering part, the contact area (or the filtration area) with the filtering device is reduced and the filtration efficiency There is a problem.
또한, 필터링부로 인입되는 유체는 항상 일정한 압력을 유지하고 있지 못하며 일정 범위 내에서 맥동하는 경우가 많은데 이러한 불균압 또는 비정압 상태의 유체는 확산효율이 저감되는 문제점이 있다.In addition, the fluid introduced into the filtering section does not always maintain a constant pressure, and is often pulsated within a certain range. However, such a fluid in a non-equalized or non-constant pressure state has a problem in that the diffusion efficiency is reduced.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 필터링부의 중앙에 위치된 인렛으로 인입되는 유체가 필터링부 내의 반경방향으로 확산 및 분배된 다음 필터링 수단과 접촉되므로 접촉 면적(또는 여과 면적)이 늘어나는 한편, 일정 범위 내에서 맥동압을 가지는 유체가 유입되더라도 유체가 버퍼공간으로 확산되고 필터링부 내의 반경방향으로 분배되어 균압 및 정압 상태로 필터링 수단과 접촉될 수 있어 확산효율이 향상되고 이로 인해 여과수율이 향상될 수 있는 확산효율 향상을 위한 유체 필터링 구조를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been proposed in order to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a filtration device in which a fluid introduced into an inlet positioned at the center of a filtering part is diffused and distributed in a radial direction in a filtering part, The fluid is diffused into the buffer space and distributed in the radial direction within the filtering part and can be brought into contact with the filtering means in the pressure equalized and the constant pressure state so that the diffusion efficiency is improved, And to provide a fluid filtering structure for improving diffusion efficiency that can improve filtration yield.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 확산효율 향상을 위한 유체 필터링 구조는, 유체가 유입되고 유출되는 인렛(inlet)과 아웃렛(outlet)이 각각 마련되며, 내부에 마련되는 필터링 수단을 이용하여 상기 유체를 필터링하는 적어도 하나 이상의 필터링부; 및 상기 유체가 균압 또는 정압 상태로 상기 필터링 수단과 접촉되어 확산 효율이 증가되도록, 상기 필터링부 내에서 상기 인렛과 아웃렛 중 적어도 어느 하나에 인접 배치되어 상기 유체를 분배하는 유체 분배모듈을 포함하며, 상기 유체 분배모듈은, 상기 필터링부의 길이방향에 수직하게 배치되는 복수의 분배판; 및 상기 분배판이 상호간 이격 가능하도록 상기 복수의 분배판 사이에 결합되어 상기 유체를 상기 필터링부의 반경방향으로 확산시키는 확산부를 포함할 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a fluid filtering structure for improving diffusion efficiency, comprising: an inlet and an outlet through which fluid flows in and out, respectively; At least one filtering unit for filtering the fluid; And a fluid distribution module disposed adjacent to at least one of the inlet and outlet in the filtering section to distribute the fluid so that the fluid contacts the filtering means in a pressure equalized or static pressure state to increase the diffusion efficiency, The fluid distribution module includes: a plurality of distribution plates disposed perpendicular to the longitudinal direction of the filtering unit; And a diffusion unit coupled between the plurality of distribution plates so that the distribution plates are spaced apart from each other, and diffusing the fluid in a radial direction of the filtering unit.
상기 유체 분배모듈은, 상기 인렛으로 유입되는 상기 유체가 유동되며 완충되는 버퍼구간(buffer section)만큼 이격되어 배치될 수 있다.The fluid distribution module may be spaced apart by a buffer section in which the fluid flowing into the inlet flows and is buffered.
상기 인렛과 연결되는 상기 필터링부 내측에는 상기 유체의 유입을 보조하도록 내경이 점진적으로 확관되는 테이퍼부가 마련될 수 있다.And a tapered portion having an inner diameter gradually expanded to assist the inflow of the fluid may be provided inside the filtering portion connected to the inlet.
상기 복수의 분배판은, 상호간 평행하게 배치되되 판면에 복수의 유체통과홀이 규칙적으로 형성되어 있는 제1 및 제2 분배판이며, 상기 제1 분배판 및 제2 분배판 중 적어도 하나의 유체통과홀에는 판면으로 갈수록 점진적으로 확관되어 상기 유체 분배모듈로부터 배출되는 상기 유체의 유출을 안내하는 유체유출안내부가 형성될 수 있다.Wherein the plurality of distribution plates are first and second distribution plates which are arranged in parallel to each other and in which a plurality of fluid passing holes are regularly formed on the surface of the plate, and at least one of the first distribution plate and the second distribution plate The hole may be gradually expanded toward the plate surface to form a fluid outlet guide for guiding the outflow of the fluid discharged from the fluid distribution module.
상기 확산부는, 상기 제1 및 제2 분배판 사이에 배치되고 양단이 상기 제1 및 제2 분배판에 각각 결합되어 상기 제1 및 제2 분배판을 상호 이격시키는 원통형의 망체; 및 상기 망체 내부에 충진되는 충진재를 포함할 수 있다.Wherein the diffuser comprises: a cylindrical net disposed between the first and second distribution plates and having opposite ends coupled to the first and second distribution plates, respectively, to separate the first and second distribution plates from each other; And a filler filling the inside of the net.
상기 충진재는 솜. 부직포 또는 제직된 직물 중 선택된 어느 하나로 마련될 수 있다.The filling material is cotton. A nonwoven fabric or a woven fabric.
본 발명에 의한 확산효율 향상을 위한 유체 필터링 구조는, 원통형의 필터링부의 중앙에 위치된 인렛으로 인입되는 유체가 필터링부 내의 반경방향으로 확산 및 분배된 다음 필터링 수단과 접촉되므로 접촉 면적(또는 여과 면적)이 늘어나는 한편, 일정 범위 내에서 맥동압을 가지는 유체가 유입되더라도 유체가 버퍼공간으로 확산되고 필터링부 내의 반경방향으로 분배되어 균압 및 정압 상태로 필터링 수단과 접촉될 수 있어 확산효율이 향상되고 이로 인해 여과수율이 향상될 수 있다.The fluid filtering structure for improving the diffusion efficiency according to the present invention is characterized in that the fluid introduced into the inlet located at the center of the cylindrical filtering portion is diffused and distributed in the radial direction within the filtering portion and then contacted with the filtering means, The fluid can be diffused into the buffer space and distributed in the radial direction within the filtering part and can be brought into contact with the filtering means in the equilibrium and in the static pressure state to improve the diffusion efficiency, So that the filtration yield can be improved.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 확산효율 향상을 위한 유체 필터링 구조에서 필터링부 및 유체 분배모듈을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 확산효율 향상을 위한 유체 필터링 구조에서 유체 분배모듈의 개략적인 분해 사시도이다.
도 3은 종래 질소 발생장치의 필터링부(즉, CMS가 충진된 압력용기)에 대한 유동 해석 결과를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 확산효율 향상을 위한 유체 필터링 구조가 적용된 질소발생 장치의 필터링부에 대한 유동 해석 결과를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 확산효율 향상을 위한 유체 필터링 구조를 이용하여 질소가스를 발생하는 방식의 예들을 설명하기 위한 개념도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 유체 필터링 구조가 적용된 질소 발생장치의 구성도이다.1 is a schematic view illustrating a filtering unit and a fluid distribution module in a fluid filtering structure for improving diffusion efficiency according to an embodiment of the present invention.
2 is a schematic exploded perspective view of a fluid distribution module in a fluid filtering structure for improving diffusion efficiency according to an embodiment of the present invention.
3 is a view showing a result of flow analysis for a filtering unit (i.e., a pressure vessel filled with CMS) of a conventional nitrogen generating apparatus.
4 is a graph showing a result of a flow analysis for a filtering unit of a nitrogen generating apparatus to which a fluid filtering structure for improving diffusion efficiency according to the present invention is applied.
5 is a conceptual diagram for explaining examples of a method of generating nitrogen gas using a fluid filtering structure for improving diffusion efficiency according to an embodiment of the present invention.
6 is a configuration diagram of a nitrogen generating apparatus to which a fluid filtering structure according to an embodiment of the present invention is applied.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 확산효율 향상을 위한 유체 필터링 구조의 일 실시예를 상세히 설명한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment of a fluid filtering structure for improving diffusion efficiency according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 확산효율 향상을 위한 유체 필터링 구조에서 필터링부 및 유체 분배모듈을 개략적으로 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 확산효율 향상을 위한 유체 필터링 구조에서 유체 분배모듈의 개략적인 분해 사시도이다.FIG. 1 is a schematic view illustrating a filtering unit and a fluid distribution module in a fluid filtering structure for improving diffusion efficiency according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a cross- Lt; / RTI > is a schematic exploded perspective view of a fluid distribution module in the structure of FIG.
상기 인렛(10)과 연결되는 상기 필터링부(111) 내측에는 상기 유체의 유입을 보조하도록 내경이 점진적으로 확관되는 테이퍼부(150)가 마련될 수 있다. 테이퍼부(150)를 통해, 원통형의 필터링부(111)의 중앙에 위치된 인렛(10)으로 유체가 인입되면 반경방향으로 확산이나 분배가 1차로 이루어진다.A
상기 유체 분배모듈(120)은, 상기 필터링부(111)의 길이방향에 수직하게 배치되는 복수의 분배판(121, 126)과, 상기 분배판(121)이 상호간 이격 가능하도록 상기 복수의 분배판(121, 126) 사이에 결합되어 상기 유체를 상기 필터링부(111)의 반경방향으로 확산시키는 확산부(123)를 포함할 수 있다.The
상기 복수의 분배판(121, 126)은, 상호간 평행하게 배치되되 판면에 복수의 유체통과홀이 규칙적으로 형성되어 있는 제1 및 제2 분배판(121, 126)이며, 상기 제1 분배판(121)의 유체통과홀에는 판면으로 갈수록 점진적으로 확관되어 상기 유체 분배모듈(120)으로부터 배출되는 상기 유체의 유출을 안내하는 유체유출안내부(122)가 형성될 수 있다. 이러한 유체통과홀의 확관 구조(즉, 테이퍼 구조)는 유체가 필터링부(111)의 반경방향으로 용이하게 확산되도록 해준다.The plurality of distribution plates (121, 126) are first and second distribution plates (121, 126) arranged parallel to each other and having a plurality of fluid passing holes regularly formed on the surface of the
본 실시예에서는 제1 분배판(121)의 저면 상에 유체통과홀이 형성되고 상면으로 갈수록 경사지도록 구성되어 유체유출안내부(122)가 두께 방향 전체에 형성될 수 있다. 그리고, 제2 분배판(126)은 판면에 규칙적으로 유체통과홀(127)이 형성된다. 한편 본 발명의 다른 실시예에서는 제1 분배판(126)의 유체통과홀(127) 역시 제1 분배판(121)의 유체통과홀과 같이 판면으로 갈수록 점진적으로 확관되는 이중 테이퍼 구조를 가질 수 있다.In this embodiment, the
상기 확산부(123)는, 상기 제1 및 제2 분배판(121, 126) 사이에 배치되고 양단이 상기 제1 및 제2 분배판(121, 126)에 각각 결합되어 상기 제1 및 제2 분배판(121, 126)을 상호 이격시키는 원통형의 망체(124)와, 상기 망체(124) 내부에 충진되는 충진재(125)를 포함할 수 있다.The
망체(124)는 내부 충진재를 수용하는 지지체 역할을 하는 한편, 제1 및 제2 분배판(121, 126)을 지지하는 역할을 한다. 한편, 본 발명의 다른 실시예에서는 충진재(125)가 망체(124)에 담기지 않은 상태로 상기 제1 및 제2 분배판(121, 126) 사이에 충진될 수도 있다.The
상기 충진재(125)는 솜, 부직포 또는 제직된 직물 중 선택된 어느 하나로 마련될 수 있으며, 충진재(125)에 의해서 유체의 분산/균압이 주도적으로 수행될 수 있다. 한편, 충진재(125)는 솜이나 부직포와 같은 제직되지 않은 섬유 조직일 수도 있고, 직물일 수도 있으며, 그 조합일 수도 있다. 그러나 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.The
이러한 구성의 상기 유체 분배모듈(120)은, 인렛(10)에서 일정거리만큼 이격된 필터링부(111) 몸체 내부에 장착될 수 있다. 도면을 참조하면 상기 인렛(10)으로 인입되는 상기 유체가 유동되며 완충되는 버퍼구간(B, buffer section)만큼 이격되어 배치될 수 있다. 버퍼구간(B)은 필터링부(111) 하부의 경사면을 지나 실질적으로 필터링부(111)의 몸체 부분이 시작되는 부분에서 유체 분배모듈(120)까지의 이격 구간을 말한다.The
이러한 유체 분배모듈(120)의 구성 및 배치에 의하여, 인렛(10)의 인접 구간에서의 필터링부(111)의 중앙부와 가장자리 구역 간의 압력이 균일화되므로 필터링 수단에 의한 유체 필터링 효율이 높아지게 된다. 즉, 원통형의 필터링부(111)의 중앙에 위치된 인렛(10)으로 인입되는 유체가 필터링부(111) 내의 반경방향으로 확산 및 분배된 다음 필터링 수단과 접촉되므로 접촉 면적(또는 여과 면적)이 늘어날 수 있어 필터링 효율이 향상될 수 있다. By the configuration and arrangement of the
본 명세서에서 필터링 효율이 향상된다 함은, 본 발명에 따른 필터링 구조가 적용된 질소 발생기에서는 산소흡착률이 높아져 질소 발생효율이 높아지는 것을 의미하며, 본 발명에 따른 필터링 구조가 적용된 수처리 시스템 또는 공기 청정 시스템 등에서는 불순물 필터링 효율이 높아지는 것을 의미할 수 있다.The improvement of the filtering efficiency in this specification means that the nitrogen generating efficiency of the nitrogen generating apparatus to which the filtering structure according to the present invention is applied is increased and the nitrogen generating efficiency is increased. In the water treating system or the air cleaning system It may mean that the impurity filtering efficiency is increased.
또한, 이러한 유체 분배모듈(120)의 구성 및 배치에 의하여, 일정 범위 내에서 맥동압을 가지는 유체가 유입되더라도 버퍼공간(B)으로 확산되고 필터링부(111) 내의 반경방향으로 분배되어 균압 및 정압 상태로 필터링 수단과 접촉될 수 있어 필터링 효율이 향상될 수 있다.Also, due to the configuration and arrangement of the
이러한 유체 분배모듈(120)은 필터링부(111)의 아웃렛(미도시)에도 장착될 수 있다. 인렛(10) 구간과 상호 작용에 의해 아웃렛 구간 측에서의 균압을 통한 유체 필터링 효율이 증가될 수 있고, 균일한 압력으로 필터링된 유체를 배출하는 효과가 있을 수 있다. 그리고 인렛(10) 또는 아웃렛 측 중 적어도 하나의 측에 유체 분배모듈(120)이 장착되어 유체 필터링 효율을 높이거나 필터링된 유체의 배출압력을 균일하게 하는 구성은, 대표적인 필터링 장치인 질소발생기에서는 PSA(Pressure Swing Adsorption) 방식 질소발생기의 압력 용기에서뿐만 아니라 멤브레인(membrane) 방식 질소 발생기의 멤브레인 모듈에 대해서도 적용될 수 있다.This
이와 같이, 본 실시예에 따른 필터링 구조는 대표적으로 질소 발생장치 또는 질소발생모듈에서 유체 분배 및 확산효율 향상을 위한 유체 필터링 구조에 적용될 수 있으나, 그 이외에도 수처리 필터링 장치, 공기 청정 필터 시스템 등에 다양한 필터링 시스템에 적용 가능할 수 있다.As described above, the filtering structure according to the present exemplary embodiment can be applied to a fluid filtering structure for improving the fluid distribution and diffusion efficiency in the nitrogen generating device or the nitrogen generating module. However, in addition to the filtering filtering structure and the air cleaning filter system, System. ≪ / RTI >
이와 같이 다양한 필터 구조에 적용되는 경우, 원통형의 필터링부(111)의 중앙에 위치된 인렛(10)으로 인입되는 유체가 필터링부(111) 내의 반경방향으로 확산 및 분배된 다음 필터링 수단과 접촉되므로 접촉 면적(또는 여과 면적)이 늘어나는 한편, 일정 범위 내에서 맥동압을 가지는 유체가 유입되더라도 버퍼공간(B)으로 확산되고 필터링부(111) 내의 반경방향으로 분배되어 균압 및 정압 상태로 필터링 수단과 접촉될 수 있어 확산효율이 향상되고 이로 인해 여과수율이 향상될 수 있게 된다.When applied to various filter structures as described above, the fluid introduced into the
도 3은 종래 질소 발생장치의 필터링부(즉, CMS(Carbon Molecular Sieve)가 충진된 압력용기)에 대한 유동 해석 결과를 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명에 따른 확산효율 향상을 위한 유체 필터링 구조가 적용된 질소발생 장치의 필터링부에 대한 유동 해석 결과를 도시한 도면이다. 도 3와 4에는 도면 부호는 생략되어 있다.FIG. 3 is a view showing a result of flow analysis for a filtering unit (that is, a pressure vessel filled with a CMS (Carbon Molecular Sieve)) of the conventional nitrogen generating apparatus. FIG. FIG. 2 is a view showing a result of flow analysis for a filtering unit of a nitrogen generating apparatus to which a structure is applied. 3 and 4, reference numerals are omitted.
이하, 본 실시예에 따른 유체 분배모듈(120)을 구비한 질소 발생장치의 필터링부에 대한 유동 해석 결과를 도 3 및 도 4을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, results of the flow analysis for the filtering unit of the nitrogen generating apparatus having the
도 3은 종래 질소 발생장치로서, 유체 분배모듈이 구비되지 않은 경우의 유체의 유동 해석 결과를 도시하고 있다.FIG. 3 shows a flow analysis result of a fluid when a conventional fluid distribution module is not provided as a conventional nitrogen generating device.
이에 반해, 도 4의 경우를 설명한다. 유체는 인렛(10)을 통하여 유입되어 필터링부(111) 하부의 테이퍼부(150)을 통과하게 되는데, 이 경우 용기단면의 중앙부와 가장자리 사이의 압력 차이가 감소하고, 유체가 반경방향 외측으로 분배 또는 확산이 시작할 수 있다. 그런 다음 유체는 필터링부(111) 하부의 경사면을 지나 실질적인 압축용기(111)의 몸체의 시작부분과 상기 유체 분배모듈(120) 사이의 버퍼공간(B)을 체류하면서 분배와 확산 과정이 추가되고, 더불어 균압 과정도 수행될 수 있다.On the other hand, the case of FIG. 4 will be described. The fluid flows through the
그런 다음 유체가 상기 유체 분배모듈(120)을 통과하면서 용기단면의 중앙부와 가장자리 사이의 압력차이가 더욱 감소된 다음 유체가 필터링부(111)에 필터링 수단(본 실시예에서는 충진된 CMS)로 제공된다. 도 4를 주로 참조하면, 인렛(10)으로부터 인입된 유체가 유체 분배모듈(120)에 의해 분배 및 확산 과정을 거친 다음, 필터링부(111) 내로 투입됨을 알 수 있고, 필터링부(111) 내의 필터링 수단을 거의 균일한 유선 층을 형성하며 통과하는 것을 알 수 있다. Then, as the fluid passes through the
결국, 상기 유체 분배모듈(120)에 의하여 유체가 필터링부 내의 반경방향으로 확산 및 분배된 다음 필터링 수단과 접촉되므로 접촉 면적(또는 여과 면적)이 늘어나게 되어 질소가스 발생효율 향상을 기대할 수 있다.As a result, the fluid is diffused and distributed in the radial direction within the filtering section by the
또한, 일정 범위 내에서 맥동압을 가지는 유체가 유입되더라도 버퍼공간으로 확산되면서 체류되어 압력이 균일한 상태로 될 수 있고, 그 다음에 필터링부 내의 반경방향으로 분배되어 필터링 수단과 접촉되게 되므로 질소가스 발생효율이 향상될 수 있다.In addition, even if a fluid having a pulsating pressure within a certain range is introduced into the buffer space, the fluid can be diffused into the buffer space and can be retained so that the pressure becomes uniform. Then, the fluid is distributed in the radial direction within the filtering unit, The generation efficiency can be improved.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 확산효율 향상을 위한 유체 필터링 구조에서 유체로부터 질소가스를 발생하는 방식의 예들을 설명하기 위한 개념도이다.5 is a conceptual diagram for explaining examples of a method of generating nitrogen gas from a fluid in a fluid filtering structure for improving diffusion efficiency according to an embodiment of the present invention.
도 5의 (a)는 필터링 수단인 CMS를 이용한 질소발생 방식을 설명하기 위한 개념도이다. 도 5의 (a)를 참조하면, 필터링부에 CMS가 충진된 상태에서 유체가 인입되어(즉, 유입되어) CMS가 충진된 필터링부를 통과하면서 산소가스는 CMS에 흡착되고 질소가스는 상기 필터링부를 통과하여, 최종적으로 질소가스가 발생하게 된다.5A is a conceptual diagram for explaining a nitrogen generating method using CMS as a filtering means. Referring to FIG. 5A, when the CMS is filled in the filtering unit, the fluid is drawn in (that is, introduced), and the oxygen gas is adsorbed to the CMS while the CMS passes through the filtering unit. And finally, nitrogen gas is generated.
도 5의 (b)는 멤브레인 모듈을 이용한 질소발생 방식을 설명하기 위한 개념도이다. 도 5의 (b)를 참조하면, 유체가 멤브레인 모듈에 인입되는 압력가스에서, 질소가스, 산소가스, 수증기 등 기체 성분들의 지체 투과 원리에 의하여 질소가스가 발생하는 것을 알 수 있다. 5 (b) is a conceptual diagram for explaining a nitrogen generating method using a membrane module. Referring to FIG. 5 (b), it can be seen that nitrogen gas is generated in the pressure gas in which the fluid is introduced into the membrane module, by the principle of permeation of gas components such as nitrogen gas, oxygen gas and water vapor.
이와 같이, 질소가스는, CMS(Carbon Molecular Sieve)를 이용한 PSA(Pressure Swing Adsorption) 방식 또는 멤브레인(Membrane) 모듈 방식 중 선택된 어느 하나의 방식을 이용하여 생성될 수 있다. 한편, 본 발명에 따른 질소 발생장치에서 유체로부터 질소가스를 발생하는 방식이 상술한 예들로 한정되는 것은 아니다.As described above, the nitrogen gas can be generated by using any one of PSA (Pressure Swing Adsorption) method using a CMS (Carbon Molecular Sieve) or Membrane module method. Meanwhile, the method of generating nitrogen gas from a fluid in the nitrogen generating apparatus according to the present invention is not limited to the above-described examples.
도 5에 도시된 PSA 방식과 멤브레인 방식에 유체 필터링 효율을 높이거나 필터링된 유체의 배출압력을 균일하게 하는 본 발명에 따른 유체 필터링 구조가 적용될 경우, 유체와 필터링 수단의 접촉 면적(또는 여과 면적)이 늘어나게 되어 질소가스 발생효율 향상이 증가될 수 있으며, 유체가 버퍼공간으로 확산되면서 체류되어 압력이 균일화됨으로써 질소가스 발생효율이 향상될 수 있다.When the fluid filtering structure according to the present invention, which increases the fluid filtering efficiency or uniformizes the discharge pressure of the filtered fluid, is applied to the PSA system and the membrane system shown in FIG. 5, the contact area (or the filtration area) The efficiency of generating nitrogen gas can be increased and the efficiency of nitrogen gas generation can be improved by uniforming the pressure of the fluid while staying in the buffer space.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 유체 필터링 구조가 적용된 질소 발생장치의 구성도이다.6 is a configuration diagram of a nitrogen generating apparatus to which a fluid filtering structure according to an embodiment of the present invention is applied.
질소발생장치(110)는 CMS가 충진된 제1 필터링부(111, 즉 압력 용기), 제2 필터링부(112), 인입단 밸브 그룹(113), 인출단 밸브 그룹(114), 미세 평형 경로(115), 및 버퍼 탱크(116)를 더 포함할 수 있다. 도 6에 도시된 질소발생장치(110)의 구성요소들이 필수적인 것은 아니어서, 질소발생장치(110)는 그보다 많은 구성요소들을 갖거나 그보다 적은 구성요소들을 가질 수도 있음은 물론이다.The
상기 제1 및 제2 필터링부(111 및 112)는 서로 병렬로 연결되어 충진된 필터링 수단을 이용한 산소흡착 및 충진된 산소 흡착제의 재생 동작을 상보적으로 수행할 수 있다. 상기 인입단 밸브 그룹(113)은 상기 제1 및 제2 필터링부(111 및 112)의 동작 상태에 따라서, 상기 제1 및 제2 필터링부(111 및 112)에 대한 인입 기능, 배기(exhaust) 기능, 및 평형(equalization) 기능을 수행할 수 있다.The first and
상기 인출단 밸브 그룹(114)은 상기 제1 및 제2 필터링부(111 및 112)의 동작 상태에 따라서, 상기 제1 및 제2 필터링부(111 및 112)에 대한 질소 배출 기능 및 평형 기능을 수행할 수 있다. 상기 미세 평형 경로(115)는 상기 제1 및 제2 필터링부(111 및 112)의 동작 상태와 무관하게, 상기 제1 및 제2 필터링부(111 및 112) 사이를 연결하여 미세한 평형 동작을 수행한다. The
상기 제1 및 제2 필터링부(111 및 112)에 유체의 배출압력을 균일하게 하는 본 발명에 따른 유체 필터링 구조가 적용될 경우, 유체와 필터링 수단의 접촉 면적(또는 여과 면적)이 늘어나게 되어 질소가스 발생효율 향상이 증가될 수 있으며, 유체가 버퍼공간으로 확산되면서 체류되어 압력이 균일화됨으로써 질소가스 발생효율이 향상될 수 있다.When the fluid filtering structure according to the present invention for uniforming the discharge pressure of the fluid to the first and
이상, 본 발명을 바람직한 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the scope of the present invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. It will also be appreciated that many modifications and variations will be apparent to those skilled in the art without departing from the scope of the invention.
10 : 인렛(inlet) 110 : 질소발생모듈
120 : 유체 분배모듈 B : 버퍼구간(buffer section)
121 : 제1 분배판 122 : 유체유출안내부
123 : 확산부 124 : 망체
125 : 충진재 126 : 제2 분배판
127 : 유체통과홀 150 : 테이퍼부 10: inlet 110: nitrogen generating module
120: fluid distribution module B: buffer section
121: first distribution plate 122: fluid outlet guide
123: diffusion portion 124:
125: filler material 126: second distribution plate
127: fluid passage hole 150: tapered portion
Claims (6)
상기 유체가 균압 또는 정압 상태로 상기 필터링 수단과 접촉되어 확산 효율이 증가되도록, 상기 필터링부 내에서 상기 인렛과 아웃렛 중 적어도 어느 하나에 인접 배치되어 상기 유체를 분배하는 유체 분배모듈을 포함하며,
상기 유체 분배모듈은,
상기 필터링부의 길이방향에 수직하게 배치되는 복수의 분배판; 및
상기 분배판이 상호간 이격 가능하도록 상기 복수의 분배판 사이에 결합되어 상기 유체를 상기 필터링부의 반경방향으로 확산시키는 확산부를 포함하며,
상기 복수의 분배판은, 상호간 평행하게 배치되되 판면에 복수의 유체통과홀이 규칙적으로 형성되어 있는 제1 및 제2 분배판이며,
상기 제1 분배판 및 상기 제2 분배판 중 적어도 하나의 유체통과홀에는 판면으로 갈수록 점진적으로 확관되어 상기 유체 분배모듈로부터 배출되는 상기 유체의 유출을 안내하는 유체유출안내부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 확산효율 향상을 위한 유체 필터링 구조.At least one filtering unit for filtering the fluid using filtering means provided therein and an inlet and an outlet for the fluid to flow in and out, respectively; And
And a fluid distribution module disposed adjacent to at least one of the inlet and outlet in the filtering section to distribute the fluid such that the fluid contacts the filtering means in an equilibrium or a constant pressure state to increase the diffusion efficiency,
The fluid distribution module includes:
A plurality of distribution plates disposed perpendicular to the longitudinal direction of the filtering unit; And
And a diffusion unit coupled between the plurality of distribution plates to diffuse the fluid in the radial direction of the filtering unit so that the distribution plates can be separated from each other,
Wherein the plurality of distribution plates are first and second distribution plates which are arranged in parallel to each other and in which a plurality of fluid passing holes are regularly formed on a plate surface,
And the fluid distribution hole is formed in at least one of the first distribution plate and the second distribution plate so as to gradually expand toward the plate surface, and a fluid outflow guide portion for guiding the outflow of the fluid discharged from the fluid distribution module is formed Fluid Filtering Structure for Improving Diffusion Efficiency.
상기 유체 분배모듈은, 상기 인렛으로 유입되는 상기 유체가 유동되며 완충되는 버퍼구간(buffer section)만큼 이격되어 배치되는 것을 특징으로 하는 확산효율 향상을 위한 유체 필터링 구조.The method according to claim 1,
Wherein the fluid distribution module is disposed to be spaced apart from a buffer section in which the fluid flowing into the inlet flows and is buffered.
상기 확산부는,
상기 제1 및 제2 분배판 사이에 배치되고 양단이 상기 제1 및 제2 분배판에 각각 결합되어 상기 제1 및 제2 분배판을 상호 이격시키는 원통형의 망체; 및
상기 망체 내부에 충진되는 충진재를 포함하는 것을 특징으로 하는 확산효율 향상을 위한 유체 필터링 구조.The method according to claim 1,
Wherein,
A cylindrical net disposed between the first and second distribution plates and having opposite ends coupled to the first and second distribution plates to separate the first and second distribution plates from each other; And
And a filling material filling the inside of the netting.
상기 충진재는 솜. 부직포 또는 제직된 직물 중 선택된 어느 하나로 마련되는 것을 특징으로 하는 확산효율 향상을 위한 유체 필터링 구조.5. The method of claim 4,
The filling material is cotton. Wherein the nonwoven fabric or the woven fabric is made of one selected from the group consisting of a nonwoven fabric and a woven fabric.
상기 인렛과 연결되는 상기 필터링부 내측에는 상기 유체의 유입을 보조하도록 내경이 점진적으로 확관되는 테이퍼부가 마련되는 것을 특징으로 하는 확산효율 향상을 위한 유체 필터링 구조.The method according to claim 1,
And a tapered portion having an inner diameter gradually expanded to assist inflow of the fluid is provided inside the filtering portion connected to the inlet.
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