KR100201428B1

KR100201428B1 - 중질연료유에 조연제를 혼합하는 장치

Info

Publication number: KR100201428B1
Application number: KR1019950032038A
Authority: KR
Inventors: 정종원
Original assignee: 정종원
Priority date: 1995-09-23
Filing date: 1995-09-23
Publication date: 1999-06-15
Also published as: KR970014822A

Abstract

[발명의 해결코저 하는 과제]

산업용 연료로 사용되는 중질연료유(방카 A,B,C)는 고분자탄화수소로 구성되어 있는 자체로는 연소되기가 쉽지 않으며 연소시에는 다량의 미연소 탄소분을 생성하여 연소상태가 불안정하고 연소속도가 느린 문제가 있기 때문에 통상적으로 조연제를 투입, 위 단점을 해결코저 하였지만 중질유와 조연제의 혼합장치가 개발되지 않아 실효를 거두지 못하고 있는 실정이다.

[과제의 해결방법]

발명의 구성에서와 같이 교반판(10)과 분산판(20), 관형혼합기(60)를 사용하여 해결하였음.

Description

중질연료유에 조연제를 혼합하는 장치

제1도는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따라 중질연료유에 조연제를 혼합하는 장치의 요부 구성을 나타낸 분해 사시도.

제2도는 본 발명의 혼합장치의 사용상태를 나타낸 단면도.

제3도는 상기 제2도에서 본 발명 요부의 사용상태를 나타낸 참고도.

제4도는 본 발명의 사용요령을 나타내는 참고도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 교반판 20 : 분산팥

21,22 : 홈 23 : 축공

40,41 : 칼라 60 : 판형혼합기

61,70 : 케이싱 63 : 나선체

64 : 스토퍼 65 : 패킹

80 : 감속모터 90,91,92,93,94 : 커플링

100 : 연료탱크 101 : 조연제 탱크

102 : 조연제 주입펌프 103 : 연료펌프

104 : 보일러 105 : 버너

106 : 연료 공급관 112 : 연료관

본 발명은 산업용 연료에 관한 것으로서, 특히 중질연료유에 조연제를 혼합하는 장치에 관한 것이다.

산업용 연료로 사용되는 중질연료유(방카 A,B,C)는 고분자탄화수소로 구성되어 있어 자체로는 연소되기가 쉽지 않으며, 연소시에는 다량의 미연소 탄소분을 생성하여 연소상태가 불안정하고 연소속도가 느린 문제가 있다.

상술한 문제점을 해결하기 위해 당해업계에서는 다각도적인 연구를 하고 있으며, 현재까지 여러 가지의 방면이 모색되었는데, 그 중 가장 일반적인 방법은 중질연료유에 조연제(Combustion Improver)를 첨가하는 것이다. 상기 조연제는 중질 연류유를 연소시킬 때 연소성을 향상시키고 미연소 탄소분을 감소시켜서 연료를 절감시킬 수 있고 각종 공해물질의 생성을 대폭적으로 감소시키는 역할을 하는 중요한 물질인데 최상의 효과를 발휘하기 위해서는 중질연료유와 혼합이 잘 되어야만 한다. 즉, 중질연료유와 혼합이 잘될수록 조연제로서의 효과는 상승하게 된다.

그런데, 성능이 우수한 조연제를 개발하기는 하였으나 이를 중질연료유와 잘 혼합을 시켜서 버너로 공급시켜 줄 수 있는 혼합장치가 개발되어 있지 않아 조연제의 사용효과를 얻지 못하고 있는 실정이다.

현재, 조연제를 사용하는 요령은 매우 비과학적인 것으로서 연료탱크(100)의 연료를 연료펌프(103)로 버너(105)에 공급할 때 연료공급관(106)의 적당한 위치에 관을 연결하고 이를 통해 조연제주입펌프(102)가 조연제를 주입,연료와 조연제를 잘 혼합하지 않고 단순히 섞어 주기만 하도록 하여서 사용하고 있는데 이는 사실 조연제의 사용효과가 거의 없다.

조연제와 중질연료유는 비중과 점도등 물성적 특성이 다르기 때문에 특수한 방법을 통해 잘 혼합시켜 주지 않으면 서로 잘 혼합이 되지 않고 그 상태에서 버너에 공급이 되던 조연제와 중질연료유는 각기 따로 연소가 되어 조연제의 사용목적이 전혀 달성되지 못하는 것이다.

따라서 현재 조연제를 사용하고 있기는 하나 그 효과가 대단히 저조하여 이의 해결책이 시급히 요구되고 있다.

이에 본 발명은 상술한 문제점을 해결키 위해 안출된 혼합장치로서 그 구성을 첨부한 도면에 의해 설명한다.

단부에 나사(31)를 가지는 축(30)으로 교반판(10), 칼라(40), 분산판(20), 칼라(41), 교반판(10)을 순서대로 끼우고 너트(50)로 조립하여 케이싱(70)내부에 위치시키되 축(30)의 외부로는 감속모타(80)를 결합하여 장치가 작동되게 하고, 케이싱(70)의 좌우로는 커플링(90)(91)을 연결하여서 관통시킨 후, 1피치 단위로 제작된 나선체(63)를 적층수장하며 양측에 패킹(65)과 스토퍼(64), 커플링(92)(93)이 형성된 관형혼합기(60)의 커플링(92)과 케이싱(70)의 커플링(91)을 볼트와 너트로 결합하고 타측의 커플링(93)은 연료관의 커플링(94)과 볼트, 너트로 연결시켜서 되는 혼합장치에 있어서, 상기 교반판(10)은; 중앙에 축공(6)을 가지는 판체(1)의 외연부 상하로 핀(4)(5)을 서로 교호로 용착하되 핀(4)(5)은 수평을 기준으로 하여 60도이하로 경사지게 하고 또한 서로 균등한 간격을 유지하게한 다음, 핀(4)(5)의 외측으로는 링(2)을 형성하여 역시 핀(4)(5)과 용착되게 하여 판체(1)와 링(2)의 사이에는 핀(4)(5)의 폭 만큼의 구멍(3)이 형성되도록 하며, 상기 분산판(20)은; 중앙에 축공(23)을 형성하고 상하에 홈(71)(22)이 형성되도록 하는데 홈(21)(22)은 상호로 교호되도록 하며 홈(21)(22)은 반시계방향의 방사상 곡선이 되게 하여서, 케이싱(70) 내부로 중질연료유와 조연제가 투입되떤 축(30)이 회전함에 따라 교반판(10)의 핀(4)(5)은 내용물을 파동시키며 분산시키고 또한 구멍(30)을 통해 상하로 교통이 되게 하며 분산판(20)은 양측의 교반판(10)에 의해 파동되는 내용물을 원주상으로 분산시키도록 하여 중질연료유와 조연제가 매우 양호하게 혼합이 되게하고, 1차로 혼합된 내용물은 관형혼합기(60)로 투입이 되어 나선체(63)를 트위스팅하면서 통과, 혼합균질화 되도록 하여서 됨을 특징으로 하는 본 발명의 작용과 효과를 설명 한다.

본 발명은 버너(105)와 연료펌프(103)사이의 연료공급관(106)에 따른 연료관(112)을 형성한 후 그 연료관(112)에 설치 되는데 본 발명의 전방으로는 조연제주입펌프(102)가 설치 된다.

따라서 연료탱크(100)의 연료와 조연제탱크(101)의 조연제는 본 발명을 거치지 않게 하여 버너로 공급이 될 수도 있고 본 발명을 거치게 하여서 공급이 될 수 있도록 할 수도 있는데 이는 밸브(108)(109)(110)를 작동시킴으로서 가능하다.

그리고 본 발명의 보수나 부품교체등을 위해 본 발명품을 잠시 사용치 못할 경우 연료탱크(100)의 연료를 직접 버너(105)에 공급해야 하기 때문에 별도로 연료관(112)을 형성하여 상기 밸브를 설치한.다음 연료판(112)에 본 발명을 형성하는 것이 바람직하다. 중질연료유와 조연제가 본 발명의 케이싱(70) 내부로 주입이 되면 상술한 구성의 설명에서와 같이 양자는 매우 양호하게 혼합이 되는데 교반판(10)의 핀(4)(5)이 각도를 가지면서 다수 형성이 되어 있어 회전하는 핀(4)(5)에 부딛히는 내용물을 핀(4)(5)의 상하로 파동되어 와류를 일으키고 이는 구멍(3)을 통해 상하로 활발하게 교반이 된다. 이와 동시에 분산판(20) 상하의 홈(21)(22)에 의해 내용물은 분산판의 원주쪽으로 퍼져 나가면서 와류를 일으키게 되는 것이다.

따라서 케이싱(70) 내부의 내용물은 대단히 양호한 상태로 혼합이 된다. 다음, 1차로 양호히 혼합이 된 내용물은 2차로서 관형혼합기로 투입이 되어 직각으로 위치를 달리하도록 내삽된 나선체(63)에 의해 트위스팅되면서 통과, 혼합상태가 더욱 균일해지고 안정 화된다.

분산판(20)의 홈(21)(22)의 숫자,깊이,곡률등은 상황에 따라 탄력적으로 조정할 수 있으며 교반판(10) 역시 핀(4)(5)의 숫자, 각도, 형태등을 상황에 따라 탄력적으로 조정이 가능하고 교반판(10)과 분산판(20)의 조립숫자 또한 상황에 따라 증감이 가능한 것인데 여기서 상황이라 함은 사용되는 연료의 특성과 조연제의 특성 , 혼합토출시간, 필요한 혼합비율등을 칭하는 것이다. 그리고 상기 분산판(20)과 교반판(10)은 반드시 원형이 아니더라도 사용이 가능하고 케이싱(1) 또한 원형이나 팔각, 육각형으로 변화시켜 사용이 가능한데 이 또한 요구되는 상황적 필요에 따라 변화될 수 있고, 상기한 바와 같은 상황적 변화에 따른 부품의 형태적 변경이나 부분적 변경은 본 발명의 기술적 범주에 속하는 것임은 자명한 것이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 의거 상세히 설명하겠는 바, 상기 본 발명이 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다. 그리고 본 발명의 실시예에서는 통상적으로 사용하는 방카C를 이용하였다.

[실시예 1]

*사용된 중질유 : 방카C(비중:0.98 점도:530cstⓐ50℃ 인화점 : 58℃)

*조연제 : 고급알콜계복합물

*중질유와 조연제의 혼합비율--1리터 : 500ppm(실시예 5까지 동일)

*혼합시간 : 10-60초(실시예 5까지 동일)

[실시예 2]

*사용된 중질유 : 방카C(물성치는 실시예 1과 동일한 것)

*조연제 : 유용성금속염계복합물

[실시예 3]

*사유된 중질유:방카C(물성치는 실시예 1과 동일한 것)

*조연제 :유기 효소제계복합물

[실시예 4]

*사용된 중질유 : 방카C(물성치는 실시예 1과 동일한 것)

*조연제 :지방산금속염계복합물

[실시예 5]

*사용된 중질유 : 방카C(물성치는 실시예 1과 동일한 것)

*조연제 : 합성 유기금속염과 친유성계면활성제복합물

상기의 실시예에서와 같이 본 발명의 장치를 이용하면 어떠한 종류의 조연제를 사용하더라도 방카C와 혼합되는 혼합효과가 탁월함을 알 수 있다.

즉, 중질연료유의 연소성을 저하시키는 침전물과 수분, 기타 불순물을 50∼805 이상 저하시킬 수 있었는데, 이는 조연제와 중질유가 매우 탁월하게 혼합이 되어 조연제가 위 침전물과 수분, 기타 불순물을 잘 혼합분산시켰기 때문이다. 따라서 중질유의 완전연소 및 열효율향상에 큰 효과를 얻을 수 있다.

다음, 중질유와 혼합되어 본 발명 장치를 통과한 조연제의 주성분 함량 변화와 본 발명 장치를 통해 혼합된 연료의 연소시 잔류하는 탄소분의 량에 대한 실시예를 제시 한다.

[실시예 6]

조연제의 주성분 함량변화

*중질유와 조연제의 혼합비율 --1리터 : 500ppm

*혼합시간 : 10-60초

*연료유 : 방카C

*조연제의 주성분 량 : 50ppm(유기금속염)

이상의 실시예는 중질유와 조연제를 혼합한 후의 시료를 불규칙적으로 취하여 조연제의 주성분 잔존량을 체크한 것인데 결과와 같이 주성분의 분포상태가 대단히 양호하여 조연제는 거의 완벽하게 혼합이 됨을 있었으며 평균혼합효율은 98% 이상임을 알 수 있었다.

[실시예 7]

연소시 잔류탄소분의 량

*중질유와 조연제의 혼합비율 1리터 : 500ppm

*연료유 : 방카C

위 실시예에서 알 수 있듯이 조연제 첨가후의 잔류탄소분(미연소 탄소분)이 약 30%-80% 정도 감소되었음을 알 수 있었다. 따라서 열효율이 대단히 향상되고 연소후의 찌꺼기가 대폭 감량되는 효과가 있었다.

이상의 설명에서와 같이 본 발명의 장치를 이용하여 중질유와 조연제를 혼합시켜 사용하게 되면 위 실시예에서와 같은 대단히 양호한 결과를 얻을 수 있는데 보일러 또는 가열로등의 연료절감효과는 5-10% 정도로 예상되며 연소효율의 향상으로 미연소탄소분의 감소 및 공해물질의 배출이 약 30-80% 정도 감소되는 효과가 있어 환경보존에도 큰 이익이 있을 것으로 사료된다.

또한 본 발명의 장치는 공정상 원료의 혼합, 교반, 분산이 동시에 요구되는 각종 화학공업분야에도 적용, 사용될 수 있으며 일반적인 혼합기나 교반기에도 적용이 될 수 있어 산업상의 이용분야가 대단히 크다 할 것이다.

Claims

중질연료유에 조연제를 혼합하는 장치에 있어서, 단부에 나사(31)를 가지는 축(30)상에 소정의 각도를 이루는 핀(4)(5)이 서로 교효로 용착된 교반판(10), 칼라(40) 및 반시계 방향으로 방사상 곡선을 이루는 홈(21)(22)이 상하로 교효되도록 형성된 분산판(20)과 칼라(41) 및 상기 교반판(10)과 동일한 구조를 가지는 교반판(10)을 순서대로 끼우고 너트(50)로 조립하여 케이싱(70)의 내부에 위치시키되 ; 상기 축(30)의 외부로는 감속모터(80)를 결합하여 장치가 작동되게 하고, 상기 케이싱(70)의 좌우로는 커플링(90)(91)을 면결하여서 관통시킨 후, 1피치 단위로 제작된 나선체(63)를 적층수장하며 양측에 패킹(65)과 스토퍼(64), 커플링(92)(93)이 형성된 관형혼합기(60)의 커플링(92)과 케이싱(70)의 커플링(91)을 볼트와 너트로 결합하고 타측의 커플링(93)은 연료관의 커플링(94)과 볼트, 너트로 연결시켜서 구성된 혼합장치 임을 특징으로 하는 중질연료유에 조연제를 혼합하는 장치.