物质移动塔内的放射形喷射管的设计方法技术

本发明专利技术涉及设置在例如纯净水制造设备、腹水脱盐设备、污／废水处理设备、化学反应设施等内，执行过滤、吸附、离子交换、离子交换树脂再生、化学反应过程以及化学洗净液的喷射过程等的物质移动塔或物质移动槽，更详细地说，本发明专利技术用于提供在前述过程中以流量均等分配为目的而设置，为了提高过滤、吸附、离子交换等的物质移动过程以及化学反应和化学洗净过程等的效率，可使流入流量全断面均等分配的物质移动塔内的放射形喷射管的设计方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及设置在例如纯净水制造设备、腹水脱盐设备、污/废水处理设备、化学反应设施等内，执行过滤、吸附、离子交换、离子交换树脂再生、化学反应过程以及化学洗净液的喷射过程等的物质移动塔或物质移动槽，更详细地说，涉及在前述过程中以流量均等分配为目的而设置，为了提高过滤、吸附、离子交换等的物质移动过程以及化学反应和化学洗净过程等的效率，可使流入流量全断面均等分配的，还能应用于把洗净药品或洗涤液等投入到圆板型器械的上/下部的单一管或多管的喷射喷嘴等。
技术介绍
众所周知，在纯净水制造设备、腹水脱盐设备、污/废水处理设备、化学反应设施等内，为了供过滤、反应、洗涤或洗净过程用，设置有过滤塔(又称“过滤槽”)、吸附反应槽、化学反应塔、离子交换树脂塔、离子交换树脂再生塔、以及化学洗净和洗涤塔，投入给它们的流量在通过滤材层时进行过滤、吸附、离子交换或化学反应等，满足质量基准的流体被排出。通常，在以水处理设备为首的化学、环境设备等的填充了各种滤材的物质移动过程内，该物质移动塔(又称“物质移动容器”)可划分为大致3种，即如图1所示，具有横列式或放射形喷射管1和滤材层2并主要应用于离子交换树脂塔的球形物质移动塔，具有多种喷射管1和滤材层2并主要应用于离子交换树脂塔、再生塔或活性碳塔等的垂直形物质移动塔，以及具有横列式或格栅形喷射管1和滤材层2并应用于分子筛(sieve)等的水平形物质移动塔。并且，在前述各个物质移动塔内，如图1A、图1B和图1C所示，设置有用于把流量均等分配给滤材层2的流量喷射管1，该流量喷射管1，如图2A、图2B和图2C所示，可划分为放射形喷射管、横(纵)列式喷射管以及格栅形喷射管，在这些喷射管1内按照均等间隔形成有多个喷射孔3。这里，事先明确的是，本专利技术用于提供形成在放射形喷射管内的喷射孔的设计方法。在设置于以往的球形物质移动塔内，用于把流量均等分配给滤材层的流量喷射管中，放射形喷射管，如图5A的以往结构那样，以该放射形喷射管1的毂4为中心按照等间隔均等重复形成有喷射孔3。具有这种均等间隔的喷射孔3的以往的放射形喷射管1具有的问题是，在滤材层2上部断面，如图6A所示，不能使喷射到该滤材层2的流量5在塔内的全断面进行均等流量分配，即，由于通过喷射孔3喷射的流量的线速度的差和通水流速的差而使喷射到滤材层2上部的流量5发生流动现象，并使流速快且流量集中的部位的滤材层2达到过饱和，从而提早到达终点等，使滤材层2的利用率下降。
技术实现思路
因此，本专利技术是为了解决前述以往问题而提出的，本专利技术的目的是提供，该设计方法通过使从以水处理设备为首的各种化学、环境设备中的填充了滤材层的物质移动塔内所设置的流量喷射管喷射的流量均等分配，提供与滤材塔的筒流体均等的线速度，实现滤材层的利用率提高。用于达到前述目的的本专利技术是使用以下设计方法提出的，该设计方法对设置在具有滤材层的物质移动塔内并把流量喷射到滤材层的流量喷射管的喷射孔进行设计，为了维持与滤材塔的筒流体均等的线速度，使喷射孔分割形成在前述喷射管内，以便实现喷射流量的均等分配。附图说明图1A、图1B和图1C是概略表示应用根据本专利技术的放射形喷射管的多种物质移动塔的纵断面图。图2A、图2B和图2C是表示设置在一般物质移动塔内的喷射管的种类的平面图。图3是为了对本专利技术进行说明，作为一例表示垂直形物质移动塔的纵断面图。图4A、图4B和图4C是表示用于对根据本专利技术的放射形喷射管的设计进行说明的垂直形物质移动塔的断面分割的图，特别是，图4C是放大断面分割图。图5A和图5B是用于显示以往和本专利技术的放射形喷射管内所形成的喷射孔的配置图。图6A和图6B是概略表示把以往和本专利技术的喷射管相比，显示出喷射流量的线(或空间)速度差的物质移动塔内部的纵断面图。具体实施例方式以下，参照本专利技术的附图进行详细说明。图1A、图1B和图1C是表示多种物质移动塔的图，图3是对其中一例具有应用本专利技术且使用最多的放射形喷射管1的垂直形物质移动塔进行图示的图。并且，在对本专利技术详细说明之前，本专利技术是对设置在垂直形或球形物质移动塔内的放射形喷射管的喷射孔进行设计的方法，与以往结构相同的部分使用相同的参照符号。图4A是根据本专利技术的物质移动塔10的概略图，图4B和图4C表示用于对在根据本专利技术的放射形喷射管1的喷射分割面1a的流量喷射孔3的设计进行说明的断面分割图。首先，提供给前述物质移动塔10的流量Q的线速度U使用下述式来求出。---U=Q(m3/s)AT(m2)]]> 在前述式中，AT表示物质移动塔的全断面积。并且，图2A的放射形喷射管1，如图3所示，在物质移动塔10内通常设置有6个或8个，然而在本专利技术中，考虑便于公式推导，假定在物质移动塔内的直径部分设置1个喷射管。用于流量均等分配的喷射管分割和喷射孔的位置计算1)喷射管分割前述喷射分割面1a的毂4侧的流量与该放射形喷射管1的第1个喷射孔3的流量应相同。即，由于流量Q的线速度U必须恒定，因而参照图4B和图4C，D1侧的断面积A1与其外侧的圆环型的A2必须相同(A1＝A2)。因此，---A1=πD124]]>在前述式中，A1是毂的断面积，D1表示毂的直径。---A2=πD224-A1]]>由于A1＝A2，因而---A1=πD224-A1]]>2A1=πD224]]>这里，当代入式时，---2·πD124=πD224]]>---2D12=D22]]>∴D2=2D1]]>另一方面，当参照图4C证明前述式时，由于D2＝D1+2x2 因而，当把式代入式时，---2D12=(D1+2x2)2]]>D1+2x2=2D1]]>2x2=(2-1)D1]]>x2=(2-1)2D1]]>当把式代入式时，---D2=D1+(2-1)D1]]>∴D2=2D1]]>得知D2=2D1.]]>而且，由于A1＝A2＝A3，因而---A3=πD324-A2-A1]]>πD324=3πD124]]>∴---D3=3D1]]>而且，为了参照图4C证明前述式，当再次解式时，如下所述。由于A1＝A2＝A3，因而当把A2代入A3时，πD324=2A2+A1]]>即， ---D32=2(D22-D12)+D12]]>D32=2D22-D12]]>当参见图时，由于D3＝D2+2x3，因而当把式代入式时，---(D2+2x3)2=2D22-D12]]>D2+2x3=2D22-D12]]>x3=2D22-D12-D22]]>=2(2D1)2-D12-2D12]]>=2(2D12)-D12-2D12]]>=3D12-2D12]]>=3D1-2D12]]>=(3-2)D12]]>当把式和式代入式时，D3＝D2+2x3D3=2D1+(3-2)D1]]>∴D3=3D1]]>这里，当总计D1、D2、D3时，得出下式。∴---Dn=nD1]]>∴---n=(DnD1)2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种物质移动塔内的放射形喷射管的设计方法，在放射形流量喷射管的喷射面配置设计喷射孔，该放射形流量喷射管设置在水处理设备、化学、环境设备中的填充各种滤材层的物质移动塔内，为了分配流入流量而与毂（ｈｕｂ）连通；其特征在于，位于前述塔的半 径部分的一个放射形喷射管１的喷射分割面１ａ的数Ｌ↓［ｎ］满足下述式［１６］，在前述喷射分割面１ａ以单列或多列方式配置的多个喷射孔３以毂４为基准，越是去往外侧，其间隔越是逐渐变窄，而前述喷射孔３的位置Ｈ↓［ｎ］使用下述式［１８］来决定，前述喷射孔３的总设置个数Ｎ↓［ＴＨ］和其直径Ｄ↓［Ｈ］使用下述式［１９］和式［２３］来分别决定。［１６］Ｌ↓［ｎ］＝ｎ／２＝１／２（Ｄ↓［ｎ］／Ｄ↓［１］）↑［２］（式中，ｎ表示塔的直径基准喷射分割面数，即包含毂的喷射管的喷射 孔的列数，Ｄ↓［ｌ］表示毂４的直径，Ｄ↓［ｎ］表示物质移动塔的直径）［１８］Ｈ↓［ｎ］＝ｘ↓［ｎ］／２＝（＊－＊）／４Ｄ↓［１］＝（＊－＊）ｒ↓［１］／２（式中，ｘ↓［ｎ］表示作为喷射分割面的边界的圆的直径Ｄ↓［ｎ－１］ 和Ｄ↓［ｎ］之间的喷射分割面的范围，ｎ表示塔的直径基准分割面数，Ｄ↓［ｌ］表示毂４的直径，ｒ↓［１］表示毂４的半径）［１９］Ｎ↓［ＴＨ］＝Ｎ↓［Ｈ］×Ｎ↓［Ｌ］（式中，Ｎ↓［Ｈ］表示各喷射管的喷射孔数，Ｎ↓［Ｌ］表示喷射 管数）［２３］Ｄ↓［Ｈ］＝＊＊＊（式中，ｑ↓［Ｈ］表示各喷射孔３的喷射流量，ｕ表示喷射流量的线速度）。...

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：李宗恩，
申请(专利权)人：韩国西部发电株式会社，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]