KR100917898B1 - Atomization apparatus and liquid fuel combustion system with the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 액체(이하, 점성이 있는 액상물질을 포함한다)의 미립자화에 사용되는 미립화장치 및 이 장치를 포함하는 액체연료 연소시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an atomizing device for use in the atomization of a liquid (hereinafter comprising a viscous liquid material) and a liquid fuel combustion system comprising the device.
일반적으로, 경유, 등유, 중유, 휘발유와 같이 원유를 정제한 액상의 석유제품연료는 미립자화를 할수록 연소 시 공기와 잘 혼합되어 연소효율이 향상된다. 이에, 최근에 출시되는 액체연료 연소시스템은 액체의 미립자화에 이용되는 미립화장치를 적용, 미립자화 한 액상의 석유제품연료를 연료로서 사용하도록 하고 있다.In general, liquid petroleum product refined crude oil such as light oil, kerosene, heavy oil, gasoline is finely mixed with air during combustion to improve combustion efficiency. Accordingly, the liquid fuel combustion system that is recently released is to apply the atomization device used for the atomization of the liquid to use the petroleum product fuel of the atomized liquid as fuel.
한편, 근래에 들어, 상당한 관심을 끌고 있는 액체연료 중 하나가 바로 에너지 절감 및 환경적 측면에서 유익한 것으로 알려진 유화연료이다. 유화연료는 액상의 석유제품연료와 물을 혼합하여 유화(emulsification)시킨 것을 말하며, 그 중에서도 액상의 석유제품연료에 대한 물의 첨가비율을 30% 이하로 한 유중수(water in oil, W/O) 타입을 말한다. 이러한 유화연료를 비롯한 에멀션(emulsion)의 제조에도 미립화장치가 사용되는데, 미립화장치는 한 액체 속에 이와 혼화하지 않는 다른 액체를 미립자 상태로 균일하게 분산시킨다.On the other hand, in recent years, one of the liquid fuels of considerable interest is emulsified fuel which is known to be beneficial in terms of energy saving and environmental. Emulsified fuel refers to emulsification of a mixture of liquid petroleum fuel and water. Among them, water in oil (W / O) having a water addition ratio of 30% or less for liquid petroleum fuel Say the type. An atomizer is also used to prepare an emulsion including such an emulsified fuel. The atomizer uniformly disperses another liquid which is not mixed with it in a particulate state in a liquid state.
그러나 현재 보급되는 미립화장치를 보면 그 기술수준이 비교적 낮아 만족할만한 성과를 거둘 수 없는 실정인바, 이에 대한 개선과 보완책의 마련이 시급히 요구되고 있다.However, in the present atomization device, the technology level is relatively low, so that it is impossible to achieve satisfactory results. Therefore, there is an urgent need for improvement and provision of supplementary measures.
본 발명의 목적은 액체의 미립자화를 보다 효과적으로 해내는 미립화장치 및 이것을 포함하는 액체연료 연소시스템을 제공하는 데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an atomizing apparatus for more effectively atomizing a liquid and a liquid fuel combustion system comprising the same.
본 발명의 실시예에 따르면, 처리실, 이 처리실의 양쪽과 각각 통하는 입구 및 출구를 가지는 케이싱과; 상기 처리실의 둘레를 따라 마련된 스테이터와; 상기 스테이터와의 사이에 유로가 형성되도록 이 스테이터의 내부에 동심 배치되며, 상기 입구로 유입되어 상기 유로를 통과하는 액체를 상기 스테이터와 짝을 이루어 미립자화 하는 로터와; 상기 로터가 설치된 샤프트와; 상기 샤프트를 회전시키는 샤프트 구동수단을 포함하고, 상기 로터는 상기 샤프트에 각각 분리 가능하게 결합되는 적어도 세 개의 단위 로터로 구성되며, 상기 스테이터는 상기 단위 로터와 각각 대응하여 짝을 이루는 다수 개의 단위 스테이터로 구성되고, 상기 케이싱은 상기 단위 스테이터가 각각 마련되며, 서로 간에 탈착 가능한 다수 개의 단위 케이싱으로 구성된 미립화장치가 제공된다.According to an embodiment of the present invention, there is provided a processing chamber comprising: a casing having an inlet and an outlet communicating with both sides of the processing chamber; A stator provided along a circumference of the processing chamber; A rotor disposed concentrically in the stator so that a flow path is formed between the stator, and a pair of particles that flow into the inlet and pass through the flow path in pairs with the stator to form fine particles; A shaft provided with the rotor; And a shaft driving means for rotating the shaft, wherein the rotor is composed of at least three unit rotors detachably coupled to the shaft, and the stator includes a plurality of unit stators corresponding to each of the unit rotors. The casing is provided with an atomization device, each of which is provided with the unit stator, and composed of a plurality of unit casings detachable from each other.
상기 단위 로터 중 적어도 하나는 그 외주의 크기가 다른 것과 상이하고, 상기 샤프트에 액체 유입 측에서부터 외주의 크기가 작은 순으로 배치될 수 있다. 이에 의하면, 상기 유로 상에는 턱이 형성된다. 바람직하게는, 상기 단위 로터는 그 외주의 크기가 서로 다르다.At least one of the unit rotors may be different in size from other outer circumferences, and may be arranged in the order of the smallest outer circumference from the liquid inlet side to the shaft. According to this, a jaw is formed on the flow path. Preferably, the unit rotors are different in size from the outer circumference thereof.
여기에서, 상기 유로는 액체 유입 측에서 유출 측으로 갈수록 점차 축소되는 구조를 가질 수 있다. 또한, 상기 서로 짝을 이루는 각 로터와 스테이터는 그 대향하는 부분이 요철 구조를 가지도록 형성될 수 있다.Here, the flow path may have a structure that gradually decreases from the liquid inlet side to the outlet side. In addition, each of the rotor and the stator to be paired with each other may be formed so that the opposite portion has an uneven structure.
본 발명의 실시예에 따른 미립화장치는 상기 처리실의 입구 측에 구비된 임펠러를 더 포함할 수 있다.The atomization apparatus according to the embodiment of the present invention may further include an impeller provided at the inlet side of the processing chamber.
본 발명의 실시예에 따르면, 처리실, 이 처리실의 양쪽과 각각 통하는 입구 및 출구를 가지는 케이싱과; 상기 처리실의 둘레를 따라 마련된 스테이터와; 상기 스테이터와의 사이에 유로가 형성되도록 이 스테이터 내에 동심 배치되고 상기 입구로 유입되어 상기 유로를 통과하는 액체를 상기 스테이터와 짝을 이루어 미립자화 하는 로터와; 상기 로터가 설치된 샤프트와; 상기 샤프트를 회전시키는 샤프트 구동수단을 포함하고, 상기 로터는 적어도 하나의 층을 가지도록 둘레가 액체 유입 측에서 유출 측으로 확장되는 계단 구조로 형성되어 상기 유로 상에 턱을 형성하며, 상기 스테이터는 상기 로터와 대응하는 계단 구조를 가지도록 구성된 미립화장치가 제공될 수도 있다.According to an embodiment of the present invention, there is provided a processing chamber comprising: a casing having an inlet and an outlet communicating with both sides of the processing chamber; A stator provided along a circumference of the processing chamber; A rotor disposed concentrically in the stator so as to form a flow path between the stator, and a particle flowing into the inlet and passing through the flow path in pairs with the stator to form fine particles; A shaft provided with the rotor; And a shaft driving means for rotating the shaft, wherein the rotor has a staircase structure extending from a liquid inflow side to an outflow side to have at least one layer to form a jaw on the flow path, and the stator includes the An atomizer may be provided that is configured to have a stepped structure corresponding to the rotor.
본 발명의 실시예에 따르면, 액상의 석유제품연료가 저장되는 연료탱크와; 물을 공급하는 급수장치와; 상기 연료탱크와 급수장치 중 적어도 연료탱크로부터 액상의 석유제품연료를 공급받아 미립자화 하는, 위에 기재된 바와 같은 미립화장치와; 상기 미립화장치로부터 액체연료를 공급받아 연소시키는 연소장치를 포함하는 액체연료 연소시스템이 제공된다.According to an embodiment of the present invention, the fuel tank in which the liquid petroleum product fuel is stored; A water supply device for supplying water; An atomization device as described above for supplying liquid petroleum product fuel from at least a fuel tank of said fuel tank and a water supply device to atomize it; Provided is a liquid fuel combustion system comprising a combustion device receiving and combusting liquid fuel from the atomization device.
이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하기로 한다. 참고로, 본 발명을 설명함에 있어서, 참조하는 도면에 도시된 구성요소의 크기, 선의 두께 등은 이해의 편의상 다소 과장되게 표현되어 있을 수 있음을 미리 밝혀 둔다. 또, 본 발명의 설명에 사용하는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 것이므로 사용자, 운용자의 의도, 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 용어들에 대한 정의는 마땅히 이 명세서의 전반에 걸친 내용을 토대로 내려야 하겠다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described a preferred embodiment of the present invention. For reference, in describing the present invention, the size of the components shown in the accompanying drawings, the thickness of the line, and the like may be exaggerated for convenience of understanding. In addition, since terms used in the description of the present invention are defined in consideration of functions in the present invention, they may be changed according to intentions of users, operators, and the like. Therefore, the definitions of terms should be made based on the contents throughout this specification.
도 1은 본 발명에 따른 액체연료 연소시스템을 나타내는 구성도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 액체연료 연소시스템은 액상의 석유제품연료가 저장되는 연료탱크(도면부호 110, 120 참조) 및 물이 저장되는 물탱크(200), 이 연료탱크와 물탱크(200) 중 연료탱크로부터 액상의 석유제품연료를 공급받아 미립자화를 하거나 양자로부터 액상의 석유제품연료와 물을 공급받아 W/O형 유화연료를 제조하는 미립화장치(300), 이 미립화장치(300)로부터 액체연료(액상의 석유제품연료 또는 유화연료)를 공급받아 연소시키는 보일러(400)를 포함한다.1 is a block diagram showing a liquid fuel combustion system according to the present invention. As shown in FIG. 1, the liquid fuel combustion system includes a fuel tank (see
액체연료 연소시스템은 연료탱크로서 중유탱크(110)와 경유탱크(120)를 구비한다. 중유와 경유는 중유탱크(110) 및 경유탱크(120)와 미립화장치(300)를 연결하는 연료수송관을 따라 수송되어 미립화장치(300)에 공급된다. 연료수송관은 미립화장치(300)에 연결된 본관(main pipe)(611), 이 본관(611)에서 두 갈래로 갈라져 나와 중유탱크(110)와 경유탱크(120)에 각각 연결된 지관(branch pipe)(612a,612b)으로 구성된다. 지관(612a,612b)에는 개폐밸브(710a,710b)가 각각 설치되고, 또 필요하다면 펌프가 각각 설치될 수도 있다. 참고로, 중유는 평상시에 사용되고, 경유는 보일러(400)를 소화시킬 때 사용되는 바, 중유에서 경유로 변경하여 사용하다가 소화한다.The liquid fuel combustion system includes a
물탱크(200)는 급수관(621)에 의하여 수원(상수도)과 연결되어 물을 제공받고, 물 수송관(622)에 의하여 미립화장치(300)와 연결되어 미립화장치(300)에 물을 공급한다. 급수관(621)에는 개폐밸브(720)가 설치되고, 물 수송관(622)에는 워터펌프(810)가 설치된다.The
도 2는 도 1에 도시된 미립화장치(300)를 나타내는 단면도이고, 도 3은 도 2의 A 부분 확대도이며, 도 4는 도 3의 B-B선에 따른 단면도이다. 미립화장치(300)는 액상의 석유제품연료를 초미립자화 하거나 액상의 석유제품연료에 물이 미립자 상태로 분사되어 있는 안정한 유화연료를 신속히 제조, 그 즉시 보일러(400)에 연속 공급하는 것이다. 즉, 여기에서의 미립화장치(300)는 대기오염방지시설인 연소보조장치(유화 등에 의한 방법으로 연료의 연소를 촉진 또는 보조하여 대기오염물질의 배출을 감소 또는 억제하는 장치, 환경부는 이에 대한 성능기준 및 검사법을 고시(환경부고시 제2001-35호), 그 사용을 적극 권장하고 있다)로서의 기능을 하는 것이다. 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 이러한 미립화장치(300)는 처리실(311)을 갖춘 케이싱(310), 처리실(311)에서 처리대상인 원료(액상의 석유제품연료, 또는 액상의 석유제품연료와 물)를 1차 미립자화(예비처리) 하는 임펠러(330), 처리실(311)에서 1차로 처리된 원료를 2차 미립자화(본격적인 처리) 하는 미립화유닛을 포함한다.2 is a cross-sectional view illustrating the atomization apparatus 300 illustrated in FIG. 1, FIG. 3 is an enlarged view of a portion A of FIG. 2, and FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line B-B of FIG. 3. The atomization apparatus 300 is to rapidly produce a stable emulsion fuel in which water is injected in the form of microparticles in the liquid petroleum product fuel or ultra-fine petroleum product fuel, and immediately supply the
케이싱(310)은 좌우로 길게 형성되고, 처리실(311)은 이 케이싱(310)의 내부에 길이방향을 따라 마련된다. 케이싱(310)의 좌우 양쪽에는 처리실(311)과 통하여 있도록 연결된 입구(312)와 출구(313)가 각각 형성된다. 원료가 유입되는 입 구(312)에는 원료 수송관(320)이 연결된다. 원료 수송관(320)은 간선부분 및 이 간선부분에서 두 갈래로 갈라진 지선부분에 의하여 대략 Y자형으로 형성된 관으로, 간선부분은 합류튜브이고, 지선부분은 분기튜브이다. 합류튜브는 입구(312)에 연결되고, 분기튜브는 연료수송관의 본관(611) 및 물 수송관(622)과 각각 연결된다. 액체연료가 유출되는 출구(313)는 액체연료 수송관(630)에 의하여 보일러(400)와 연결된다.The
임펠러(330)는 처리실(311)의 입구(312) 측에 배치되는바, 여기에서 복잡하고 불규칙적이면서 급격한 흐름이 발생되도록(즉, 원료의 1차 미립자화가 효과적으로 진행되도록) 날개의 형상이나 위치 등이 최적화된 것을 적용하는 것이 바람직하다.The
미립화유닛은 스테이터(340), 로터(350) 및 이 로터(350)를 회전시키는 로터 회전수단을 포함하는데, 로터(350)는 처리실(311)에 배치되고, 스테이터(340)는 로터(350)의 외주에 일정한 간격을 두고 동심 배치된다. 고정날개로서 기능하는 스테이터(340)는 처리실(311)의 둘레를 따라 마련되고, 회전날개로서 기능하는 로터(350)는 스테이터(340)와의 사이에 유로(S)가 형성되도록 이 스테이터(340)의 내부에 배치된다. 이러한 스테이터(340)와 로터(350)는 서로 짝을 이루어 유로(S)를 통과하는 원료를 미립자화 한다. 로터 회전수단은 샤프트(360) 및 이 샤프트(360)를 회전시키는 샤프트 구동수단을 포함한다. 샤프트(360)는 그 한쪽이 처리실(311)에 위치하도록 케이싱(310)에 관통되고, 이렇게 관통하여 처리실(311)에 위치되는 부분에 로터(350)가 설치된다. 샤프트 구동수단은 모터(370)를 포함하는데, 이 모 터(370)는 커플링 따위에 의하여 샤프트(360)의 다른 쪽 끝과 연결된다.The atomization unit includes a
위와 같은 미립화장치(300)는 원료 처리용량을 변경할 수 있는 조립식 구조를 가지도록 구성된다.The atomization device 300 as described above is configured to have a prefabricated structure that can change the raw material processing capacity.
이를 위하여, 로터(350)는 단위 로터인 제1로터(350a), 제2로터(350b), 제3로터(350c) 및 제4로터(350d)로 구성된다. 제1 내지 제4로터(350a~350d)는 샤프트(360)에 서로 밀착되는 것과 동시에, 키(key)에 의하여 각각 분리 가능하도록 결합된다. 제1로터(350a)는 입구(312) 측에 배치되고, 제4로터(350d)는 출구(323) 측에 배치되며, 제1과 제4로터(350a,350d)의 사이에는 제2와 제3로터(350b,350c)가 순차적으로 배치된다. 제2로터(350b)는 제1로터(350a)보다, 제3로터(350c)는 제2로터(350b)보다, 제4로터(350d)는 제3로터(350c)보다 각각 그 외주가 더 크도록 형성된다. 이에 따르면, 로터(350)는 전체적으로 보았을 때 입구(312)에서 출구(313) 측으로 확장되는 계단 구조를 가지는바, 유로(S) 상에 턱을 형성한다.To this end, the
그리고 스테이터(340)는 제1 내지 제4로터(350a~350d)와 각각 대응하여 짝을 이루는 단위 스테이터인 제1스테이터(340a), 제2스테이터(340b), 제3스테이터(340c) 및 제4스테이터(340d)로 구성된다.The
또한, 케이싱(310)은 제1 내지 제4스테이터(340a~340d)가 각각 마련되는 단위 케이싱인 제1케이싱(310a), 제2케이싱(310b), 제3케이싱(310c) 및 제4케이싱(310d)으로 구성된다. 제1케이싱(310a)에는 입구(312)가 형성되고, 제4케이싱(310d)에는 출구(313)가 형성된다. 제1 내지 제4케이싱(310a~310d)은 서로 접속되는바, 각 단위 케이싱은 이웃하는 단위 케이싱과 대향하는 부분에 위치하도록 외 부에 플랜지가 마련되어 볼트, 너트에 의하여 서로 긴밀히 체결된다. 서로 이웃하는 단위 케이싱 사이(대향하는 부분)에는 이 사이의 틈을 통한 원료의 유출이 방지되도록 오링 등 실링부재(R)가 각각 개재된다. 각 단위 케이싱은 각 단위 스테이터와 일체형일 수 있다.In addition, the
미립화장치(300)는 그 유로(S)가 입구(312)에서 출구(313) 쪽으로 갈수록 점차 축소되는 구조를 가지도록 구성되는바, 이것이 가능하도록 처리실(311)과 스테이터(340)는 로터(350)와 대응하는 계단 구조를 가진다.The atomization apparatus 300 is configured to have a structure in which the flow path S gradually decreases from the
서로 짝을 이루는 각각의 단위 스테이터와 단위 로터는 대향하는 부분이 요철 구조를 가진다. 즉, 각 단위 스테이터는 그 내주에 둘레방향을 따라 복수 개의 홈(341)이 형성되고, 각 단위 로터는 그 외주에 둘레방향을 따라 복수 개의 홈(351)이 형성되는 것이다.Each unit stator and unit rotor paired with each other have concave-convex structures at opposing portions. That is, each unit stator has a plurality of
한편, 임펠러(330)는 샤프트(360)의 한쪽 끝 부분에 분리 가능하도록 장착되는바, 샤프트(360)와 함께 회전하여 원료를 혼합하는 등 예비 처리하는 동시에, 강제적으로 유입하고 유출한다.On the other hand, the
보일러(400)는 보일러본체(410), 액체연료 수송관(630)에 의하여 미립화장치(300)로부터 액체연료를 공급받는 연료 공급유닛(420), 이 연료 공급유닛(420)으로부터 공급되는 액체연료를 연소시키는 버너(430), 연소공기를 제공하는 송풍기구(440), 연소과정에서 발생되는 배기가스가 배출되는 연돌(450)을 포함한다. 보일러(400)의 구성은 이미 널리 알려져 있는 것이므로, 자세한 설명은 생략한다.
액체연료 연소시스템은 물탱크(200)로부터 미립화장치(300)에 공급되는 물의 양을 조절하는 급수 제어장치를 더 포함한다. 급수 제어장치는 미립화장치(300)에 의하여 유화연료를 제조하는 경우에 사용되는 것인바, 보일러(400)로부터의 배기가스 속에 함유된 대기오염물질 양에 따라 미립화장치(300)에 공급되는 물의 양을 조절한다.The liquid fuel combustion system further includes a water supply control device for adjusting the amount of water supplied from the
급수제어장치는 연돌(450)에서 배출되는 배기가스에 포함되어 있는 대기오염물질의 양(대기오염물질 배출량)이 설정값(ex : 액상의 석유제품연료에 대한 물의 첨가비율이 최적인 때의 대기오염물질 배출량)을 초과하면 미립화장치(300)에 공급되는 물의 양이 증대되고, 이와 반대로 대기오염물질 배출량이 설정값 이하이면 미립화장치(300)로 공급되는 물의 양이 감소되도록 물 공급량을 조절하는 역할을 한다. 즉, 대기오염물질 배출량이 설정값에서 벗어났다는 것은 액상의 석유제품연료에 대한 물의 첨가비율이 최적이 아니기 때문에 연소상태가 불량하다는 것을 의미하므로, 이에 따라 물 공급량을 적절히 조절, 액상의 석유제품연료에 대한 물의 첨가비율이 최적으로 유지되도록 하는 것이다. 이때의 물 공급량, 즉 액상의 석유제품연료에 대한 물의 첨가비율은 앞서 언급하였듯이 30% 이하인 것이 바람직하므로, 물 공급량은 이 범위 이내에서 증감된다.The water supply control device sets the amount of air pollutants (air pollutant emissions) contained in the exhaust gas discharged from the
급수제어장치는 연돌(450)에 설치되어 대기오염물질 배출량을 측정하는 대기오염물질 측정센서(도시되지 않음), 물 수송관(622) 상에 설치되어 물 수송관(622)을 따라 흐르는 물의 양을 조절하는 유량 조절밸브(520), 대기오염물질 측정센서로부터 입력되는 측정값을 설정값과 비교하여 측정값이 설정값을 초과하면 물 수송관(622)을 따라 흐르는 물의 양이 증대되도록 유량 조절밸브(520)를 개방시키고 측 정값이 설정값 이하이면 물 수송관(622)을 따라 흐르는 물의 양이 감소되도록 유량 조절밸브(520)를 폐쇄시키는 컨트롤유닛(530)을 포함한다.The water supply control device is installed on the
대기오염물질 측정센서는 분진(dust)센서, 일산화탄소(CO)센서, 질소산화물(NOx)센서 및 황산화물센서 중 어느 하나 또는 둘 이상으로 구성된다. 아울러, 이들 밖으로는 연돌(450)에서 배출되는 산소(O2)의 양을 측정하는 산소센서를 더 포함할 수 있다. 산소의 배출량이 높다는 것은 연소상태가 불량하다는 것을 의미하기 때문이다. 유량 조절밸브(520)로는 솔레노이드밸브를 적용하였다.The air pollutant measuring sensor is composed of one or more of a dust sensor, a carbon monoxide (CO) sensor, a nitrogen oxide (NOx) sensor, and a sulfur oxide sensor. In addition, the outside of the
이상에서 설명되지 않은 도면부호 381, 385는 로터(350)가 샤프트(360)를 따라 이동되는 것을 방지하는 제1, 제2로크수단이다. 제1로크수단(381)으로는 부싱을 적용하였는데, 이 부싱은 임펠러(330)와 제1로터(350a) 사이에 개재되도록 샤프트(360)에 끼워져 로터(350)가 입구(312) 측으로 이동되는 것을 방지한다. 제2로크수단(385)은 제4케이싱(310d)과 제4로터(350d) 사이에 개재되도록 샤프트(360)에 장착되어 로터(350)가 입구(312)에서 출구(313) 측으로 이동되는 것을 방지한다. 제2로크수단(385)으로도 부싱이 적용될 수 있으나, 여기에서는 제4로터(350d)에 지지된 제1부재, 제4케이싱(310d)에 지지된 제2부재, 이 제2부재와 제1부재 사이에 개재된 탄성부재를 포함하는 것을 적용, 로터(350)를 탄력적으로 지지하도록 하였다.
이와 같은 로트수단에 따르면, 샤프트(360)에 제1 내지 제4로터(350a~350d)를 분리 가능하게 결합하는 키(key)는 로터(350)를 샤프트(360)와 함께 회전시키면서, 동시에 축방향으로도 이동시킬 수 있는 타입을 적용하는 것이 바람직하겠다.According to such a lot means, a key for detachably coupling the first to
다음에서는, 본 발명의 작동과정 중 액체연료로서 유화연료를 사용하는 경우를 살펴보도록 하겠다.In the following, we will look at the case of using the emulsified fuel as a liquid fuel during the operation of the present invention.
가동 시 경유탱크(110)와 본관(611)을 연결하는 지관(612b)은 해당 개폐밸브(710b)에 의하여 완전히 폐쇄되고, 중유탱크(120)와 본관(611)을 연결하는 지관(612a) 및 물 수송관(622)은 개방된 상태를 유지한다. 따라서 중유는 해당 지관(612a), 본관(611)을 따라 원료 수송관(320)으로 유입되고, 물은 물 수송관(622)을 따라 원료 수송관(320)으로 유입되어, 중유와 물은 합류된다.The
이렇게 합쳐진 원료는 입구(312)를 통하여 처리실(311)로 유입되고, 이 처리실(311)에서 샤프트(360)와 함께 고속 회전하는 임펠러(330)의 작용에 의하여 혼합된다. 이때, 원료는 1차적으로 미립자화가 이루어진다.The combined raw materials are introduced into the
이후, 원료는 유로(S)로 유입, 이 유로(S)를 지나 출구(313)로 이송되는바, 이 과정에서, 스테이터(340)와 고속 회전하는 로터(350)에 의하여 반복적으로 교반 및 전단되고, 스테이터(340)와 로터(350)에 형성된 홈(341,351) 및 계단 구조의 로터(350)에 의하여 유로(S) 상에 형성된 턱에 반복적으로 충돌되며, 유로(S)가 입구(312)에서 출구(313) 측으로 갈수록 축소되는 것에 의하여 점진적으로 압축되는 중간 중간에 스테이터(340)와 로터(350)에 홈에 의하여 자연히 팽창되는 것을 반복, 2차적으로 미립자화가 이루어진다. 이때, 원료는 교반, 전단 및 충돌작용에 의하여 미세화가 이루어져 초미립자의 상태가 되고, 아울러 압축 및 팽창작용에 의하여 조밀도가 넓어져 중유에 물이 안정적으로 분산되어 있는 상태가 된다. 즉, 원료는 이러한 복합적인 작용에 의하여 효율적으로 미립자화 되고 혼합되어 유화제 첨 가 없이도 안정적인 W/O형 유화연료가 된다.Thereafter, the raw material is introduced into the flow path S, and is transferred to the
출구(313)를 통하여 처리실(311)로부터 유출되는 유화연료는 유화연료 수송관(630)을 따라 흘러 보일러(400)에 공급, 보일러(400)에서 연소되고, 연소과정에서 발생되는 배기가스는 연돌(450)로 배출된다.Emulsified fuel flowing out of the
급수 제어장치의 대기오염물질 측정센서는 연돌(450)에서 배출되는 배기가스 중에 포함된 대기오염물질 배출량을 측정, 이 측정값을 컨트롤유닛(530)으로 출력한다. 측정값을 입력받은 컨트롤유닛(530)은 이 측정값을 설정값과 비교하는바, 측정값이 설정값을 초과하면 연소상태가 불량하여 대기오염물질이 다량 발생되는 것으로 판단, 제어신호를 출력하여 물 수송관(622)의 관로 개방 정도가 증대되도록 유량 조절밸브(520)를 작동시킨다. 따라서 원료 수송관(320)으로 유입되는 물의 양은 증대되고, 중유에 대한 물의 첨가비율은 높아지게 되는 바, 연소상태는 보다 양호하게 된다. 반면, 측정값이 설정값 이하인 경우에도 제어신호를 출력, 물 수송관(622)의 관로 개방 정도가 감소되도록 유량 조절밸브(520)를 작동시킨다.The air pollutant measuring sensor of the water supply control device measures the air pollutant emissions contained in the exhaust gas discharged from the
미립화장치(300)는 조립식이므로 그 처리용량을 변경할 수 있다. 도 5는 이에 대한 일례를 도시한 것인바, 제1케이싱(310a)을 제2케이싱(310b)으로부터, 또 제2케이싱(310b)을 제3케이싱(310c)으로부터 분리하고,(이때, 제1, 제2스테이터(340a,340b)도 함께 분리된다) 임펠러(330), 제1로크수단(381)인 부싱, 제1로터(350a), 제2로터(350b)를 샤프트(360)로부터 순차적으로 분리한 후, 샤프트(360)에 제1로터(350a), 부싱, 임펠러(330)를 순차적으로 결합하고, 제3케이싱(310c)에 제1케이싱(310a)을 체결시켜 처리용량을 감소시킨 상태를 나타낸다. 이때, 부싱은 장치의 감소된 길이만큼 보상하기 위하여 길이가 더 긴 것으로 교체하였다.Since the atomization device 300 is prefabricated, its processing capacity can be changed. 5 shows an example of this, in which the
한편, 단위 케이싱과 단위 로터를 추가적으로 더 구비, 제1케이싱(310a)과 제4케이싱(310d) 사이에 단위 케이싱을 추가하고, 제1로터(350a)와 제4로터(350d) 사이에 단위 로터를 추가하여 처리용량을 증대시킬 수도 있겠다. 이 경우, 샤프트(360)는 길이가 보다 긴 것으로 교체될 수도 있다.Meanwhile, an additional unit casing and a unit rotor are further provided, and a unit casing is added between the
이와 같은 구조에 따르면, 본 발명은 미립화장치(300)의 처리용량을 처리대상, 처리환경 등 주어진 조건에 적합하도록 다양하게 변경할 수 있다.According to such a structure, the present invention can be variously modified to suit the given conditions, such as processing target, processing environment, the processing capacity of the atomization device 300.
도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 액체연료 연소시스템의 주요부를 나타내는 단면도로, 여기에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2실시예에 따른 액체연료 연소시스템은 제1실시예와 비교하여 볼 때 기타 구성은 모두 동일한 것에 대하여, 미립화장치(300)의 일부 구성만이 다소 상이하다.6 is a cross-sectional view showing a main part of a liquid fuel combustion system according to a second embodiment of the present invention. As shown here, the liquid fuel combustion system according to the second embodiment of the present invention is compared with that of the first embodiment. For the sake of simplicity, only some of the components of the atomization apparatus 300 are slightly different, while all other configurations are the same.
즉, 제2실시예는 입구(312) 측에서 샤프트(360)를 지지하는 베어링(390)을 더 포함하는데, 베어링(390)은 임펠러(330)와 제1로터(350a) 사이에 위치하도록 샤프트(360)에 설치되고, 이 상태로 외주는 제1케이싱(310a)에 지지되고, 이에 따라 제1로크수단(381)인 부싱은 베어링(390)과 제1로터(350a) 사이에 개재된다.That is, the second embodiment further includes a
또한, 제2실시예는 제1케이싱(310a)에 복수 개의 오리피스(314)가 마련된다. 이 오리피스(314)는 베어링(390)에 의하여 입구(312) 측과 출구(313) 측으로 구획된 처리실(311)을 공간적으로 연결하는 역할을 한다. 오리피스(314)의 입구는 베어링(390)을 기준으로 입구(312) 측에 위치되고, 오리피스(314)의 출구는 베어링(390)을 기준으로 출구(313) 측에 위치된다. 또, 오리피스(314)는 그 안으로 유 입되는 원료가 자연히 압축되고 통과 후 자연히 팽창되도록 그 입구에서 출구로 갈수록 축소되는 형상으로 형성된다.In the second embodiment, a plurality of
도 7은 제2실시예의 미립화장치(300)에 있어서 그 처리용량을 감소되도록 변경한 상태를 나타내는바, 샤프트(360)를 길이가 보다 짧은 것으로 교체하여 처리용량을 감소시켰다.FIG. 7 shows a state in which the processing capacity of the atomization device 300 of the second embodiment is changed so as to reduce the processing capacity. The processing capacity is reduced by replacing the
이상, 본 발명을 설명하였으나, 본 발명은 이 명세서에 개시된 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 한정되지 않으며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 이내에서 당업자에 의하여 다양하게 변형될 수 있다.The present invention has been described above, but the present invention is not limited to the embodiments disclosed in the specification and the accompanying drawings, and may be variously modified by those skilled in the art without departing from the technical spirit of the present invention.
예를 들면, 위에서는 로터(350)가 4개의 단위 로터(제1 내지 제4로터)로 구성되는 것으로 설명하였으나, 단위 로터의 구비 개수는 3개일 수도 있고, 5개 이상일 수도 있다. 물론, 케이싱(310)을 구성하는 단위 케이싱 및 스테이터(340)를 구성하는 단위 스테이터의 경우에도 마찬가지이다.For example, although the
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 액체연료 연소시스템을 나타내는 구성도이다.1 is a block diagram showing a liquid fuel combustion system according to a first embodiment of the present invention.
도 2는 도 1에 도시된 미립화장치를 나타내는 단면도이다.FIG. 2 is a cross-sectional view of the atomization apparatus illustrated in FIG. 1.
도 3은 도 2의 A 부분 확대도이다.3 is an enlarged view of a portion A of FIG. 2.
도 4는 도 3의 B-B선에 따른 단면도이다.4 is a cross-sectional view taken along line B-B of FIG. 3.
도 5는 도 1에 도시된 미립화장치의 처리용량을 변경한 상태가 도시된 단면도이다.FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating a state in which a processing capacity of the atomization apparatus illustrated in FIG. 1 is changed.
도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 액체연료 연소시스템의 주요부를 나타내는 단면도이다.6 is a sectional view showing a main part of a liquid fuel combustion system according to a second embodiment of the present invention.
도 7은 도 6에 도시된 미립화장치의 처리용량을 변경한 상태가 도시된 단면도이다.FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating a state in which a processing capacity of the atomization apparatus illustrated in FIG. 6 is changed.
<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명><Explanation of symbols on main parts of the drawings>
110 : 중유탱크 120 : 경유탱크110: heavy oil tank 120: diesel oil tank
200 : 물탱크 300 : 미립화장치200: water tank 300: atomization device
310 : 케이싱 310a~310d : 단위 케이싱310:
311 : 처리실 312 : 입구311
313 : 출구 330 : 임펠러313: exit 330: impeller
340 : 스테이터 340a~340d : 단위 스테이터340: Stator 340a ~ 340d: Unit stator
341 : 홈 350 : 로터341: home 350: rotor
350a~350d : 단위 로터 351 : 홈350a ~ 350d: Unit rotor 351: Groove
360 : 샤프트 370 : 모터360: shaft 370: motor
400 : 보일러 S :유로400: Boiler S: Euro
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