KR101282118B1 - 정제유를 물과 혼합하는 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 정제유를 물과 혼합하는 장치에 관한 것으로서,
내부에 유로(110)가 형성되어 외부에서 유입된 물과 기름이 상기 유로를 따라 흘러가는 전처리기(100);
상기 전처리기(100)를 진동시키는 초음파진동기(200);를 포함하여,
상기 유로(110)를 따라 물과 기름이 흐르면서 상기 초음파진동기(200)에 의해 혼합되어 배출되는 것임을 특징으로 하여,
소형으로 제작할 수 있어서 제작이 용이하고 설치와 이동이 간편하며, 물과 기름이 흐르면서 끊김 없이 연속적으로 혼합되는바 고효율인 정제유를 물과 혼합하는 장치에 관한 것이다.

Description

정제유를 물과 혼합하는 장치{Oil and water Agitator}

본 발명은 연소 효율을 높이기 위해 정제유를 물과 혼합하는 장치에 관한 것이다.

기름(연료유)만을 연소시키는 것보다 물과 기름을 적정하게 혼합하여 연소시킬 경우 연소효율이 더 우수하다는 연구 이론이 알려지면서 이 연구 이론을 상용화하기 위한 기술이 개발되고 있다.

상기 이론은 물 입자를 둘러싸고 있는 기름을 연소시키면 열의 전도에 의하여 물 입자는 기화되고, 기화된 수증기는 그 부피가 증대되면서 기름층을 확산시키면서 무화현상(霧化現像)을 일으켜서 기름의 완전한 연소를 유발한다는 것이다.

상기와 같이 물과 기름의 혼합은 기름에 물을 분산시켜서 에멀젼화 함으로써 달성되는바, 이를 위해 물과 기름을 혼합할 수 있는 다양한 혼합장치가 개발되고 있었다. 예를 들면 고속 교반기, 호모지나이저(homogenizer) 및 초음파 유화장치 등이 그것이다.

공개된 기술로서는 한국 특허공고 제10-1995-0001407호 및 제10-1996-0013612호에는 계면활성제와 물 및 폴리비닐알콜로 조성한 비이온성 계면활성제와 중질유 및 폐유를 일정비율로 혼합 교반하여 물을 미세입자로 분산시켜 폐유를 원료로 하여 에멀젼 연료를 제조하는 기술이 제시되어 있다.

그리고 한국특허공개 제10-1999-0064753호에는 계면활성제와 물을 혼합하여 유화첨가제를 만든 후 경유, 중유, 물, 상기 유화첨가제를 일정비율로 혼합한 후 물 입자를 0.5~5㎛정도의 미세입자로 파쇄하여 에멀젼 연료유를 제조하는 기술이 개시되어 있다.

그러나 상기와 같은 종래기술은 기름과 물 및 유화제를 일정비율로 혼합하여 혼합물을 제조한 후 교반기가 내장된 탱크 내에서 혼합물을 교반시켜 연료유 중에 함유되어 있는 물을 미세입자로 분쇄하여 유화 분산시켜 주고 물이 분산되어 있는 상태에서 연료로 이용하게 하는 방법으로서, 상기와 같은 방법을 사용하려면 과도한 설비투자가 요구되는 문제점이 있었다.

이에 한국 특허공개 제10-2001-0019232호로 초음파 진동자를 이용해 물과 기름을 혼합하는 기술이 제시된바 있었다.

그러나 상기 초음파 진동자를 이용하는 방식은 일정 량의 물과 기름을 저장탱크 안에 공급하고 그 상태에서 초음파 진동자로 직접 혼합하는 방식이었는바, 물과 기름이 응집력이 강한 상태 그대로 투입되어 혼합됨에 따라 충분히 혼합되도록 하는데 많은 시간이 필요하다는 단점이 있는 것이었다.

본 발명은 상술한 종래 물과 기름을 혼합하는 장치가 가진 문제점을 해결하기 위한 것으로서 소형으로 제작할 수 있어서 과도한 설비투자를 막을 수 있으면서도 물과 기름이 응집력이 약화 된 상태에서 혼합되도록 하여 빠르게 혼합하여 줄 수 있도록 하는 장치를 제안하는 것에 그 목적이 있다.

본 발명에서는 소형으로 제작할 수 있는 것으로서 초음파를 이용해 물과 기름을 전처리 한 다음 혼합조에 투입하여 혼합할 수 있도록 하는 장치를 제안함으로써 상기의 목적을 달성한다.

본 발명에 따르면 소형으로 제작할 수 있어서 제작이 용이하고 설치와 이동이 간편하며, 물과 기름을 전처리하여 응집력을 약화시킨 상태에서 혼합하여 주기 때문에 신속하교 효과적으로 혼합하여 줄 수 있게 된다.

도 1은 본 발명에 의해 물과 기름이 같은 유로를 흐르며 전처리 되는 정제유를 물과 혼합하는 장치의 개략적인 구성도,
도 2는 도 1에 적용되는 전처리기의 구성을 보여주는 사시도,
도 3은 도 1에 적용되는 전처리기의 내부 구성을 보여주는 평면도,
도 4는 본 발명에 의한 정제유를 물과 혼합하는 장치가 케이스 내부에 설치된 상태 예시도,
도 5는 본 발명에 의한 전처리기가 서로 이어져 설치된 정제유를 물과 혼합하는 장치의 예시도,
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 의해 물과 기름이 분리되어 흐르며 전처리 되는 정제유를 물과 혼합하는 장치의 예시도,
도 7은 도 6에 적용되어 물과 기름이 분리되어 흐르게 구성된 전처리기의 구성을 보여주는 사시도,
도 8은 도 1에 적용되는 전처리기의 내부 구성을 보여주는 평면도.

이하 본 발명을 첨부된 도면 도 1 내지 도 8을 참고로 하여 상세하게 설명한다.

본 발명에 의한 정제유를 물과 혼합하는 장치는 내부에 유로(110)가 형성되어 외부에서 유입되는 물과 기름이 흐르며 응집력을 약화시키는 전처리기(100), 상기 전처리기(100)를 진동시키는 초음파진동기(200) 및 상기 전처리기(100)를 지나며 상기 초음파진동기(200)에 의해 응집력이 약화된 물과 기름이 유입되어 혼합되는 혼합조(700)를 포함한다.

전처리기(100)는 평평한 판 형태로서 일정한 두께를 가지게 형성되며 내부가 비어 그 공간에 유로(110)가 형성된다.

상기 유로(110)는 외부에서 상기 전처리기(100)로 유입되는 물과 기름이 흘러가는 길이 되는 것으로서, 지그재그로 형성되어 전처리기(100) 내부를 모두 활용하여 최대한 길게 형성되게 하는 것이 바람직하다.

유로(110)를 상기와 같이 지그재그로 형성하는 것은 도시된 바와 같이 전처리기(100) 내부 공간에 격벽을 형성하고 뚜껑을 덮어줌으로써 달성이 가능하다. 그러나 상기와 같은 방법에만 한정되는 것은 아니며, 관을 배치하여서 형성하는 등 다양한 방법으로 구성하는 것이 가능하다.

상기 유로(110)로 유입되는 물과 기름은 모터(400)에 의해 공급되게 할 수 있는바, 전처리기(100) 상부에 물통(500)과 기름통(600)을 설치하고 모터를 이용해 외부 저장소에 저장된 물과 기름을 상기 물통(500)과 기름통(600)에 공급한 다음 중력에 의해 상기 물통(500)과 기름통(600)에 채워진 물과 기름이 관을 따라 상기 전처리기(100) 내부에 형성되는 유로(110)로 흘러들어가게 구성할 수 있다.

여기서, 상기 전처리기(100)는 도 2, 3에 도시된 바와 같이 물과 기름이 같이 흐르게 구성되거나 또는 도 7, 8에 도시된 바와 같이 서로 구분되어 흐르게 구성될 수 있다. 전자의 경우 기름과 물이 하나의 유로(110)를 따라 흐르게 구성되는 것으로서 물과 기름이 어느 정도 혼합되는 상태로 혼합조(700)에 공급되게 할 수 있고, 후자의 경우 물통(500)에서 흘러들어오는 물과 기름통(600)에서 흘러들어오는 기름이 흐르는 유로(100)가 개별적으로 구성되게 하고, 물과 기름이 구분되어 따로 흐르게 구성되는 것이다.

상기 전처리기(100)는 가스배출관(140)이 구비된다. 상기 가스배출관(140)은 상기 유로(110)에서 발생하는 가스나 외부에서 물 또는 기름과 함께 유입된 공기를 외부로 배출해 주는 역할을 하는 것이다.

상기 가스배출관(140)은 유로(110)의 말단 부분에 형성하여 주는 것이 바람직하다. 이는 유로(110)가 시작되는 지점에서는 가스나 공기의 양이 적고 유로(110)의 말단에 이를수록 양이 많음을 감안하여 효과적으로 가스와 공기를 배출하기 위한 위치 선정이다.

상기 가스배출관(140) 말단은 상기 전처리기(100)와 혼합조(700)를 연결하는 배출관(130)과 연결된다. 상기 배출관(130)은 상기 전처리기(100)의 일측에서 유로(110)의 말단과 연결되게 형성된다.

상기 가스배출관(140)에는 응축부(142)를 형성하여 줄 수 있다. 상기 응축부(142)는 돌돌 말린 관 형태로 구성하여 줄 수 있는 것으로서, 물과 기름이 전처리되는 과정에서 발생 되는 기포가 상기 가스배출관(140)으로 유입될 경우 이를 응축하는 역할을 한다. 이와 같이 응축된 기포는 상기 배출관(130)으로 흘러들어가 혼합조(700)로 공급되는 것이다.

이상에서 설명한 가스배출관(140)과 응축부(142)는 가스와 기포의 발생 정도에 따라 선택적으로 채택할 수 있는 구성으로서 가스의 발생이 많은 경우, 즉 주로 물과 기름이 하나의 유로(110)를 통과하며 전처리 되는 경우에 설치되는 것이며, 가스와 기포의 발생 정도가 미약할 경우 설치하지 않아도 되는 구성이다.

초음파진동기(200)는 상기 유로(110)를 따라 흐르는 물과 기름을 진동시켜 응집력을 약화시키는 역할을 한다. 상기 초음파진동기(200)는 외부 전원을 공급받아 작동하는 발진기(300)에 의해 작동하여 초음파를 발생시킴으로써 상기 전처리기(100) 내부에서 유로(110)를 따라 흐르는 물과 기름 분자들 간의 연결상태를 약화시켜 응집력을 약화시키는 것이다.

이러한 초음파진동기(200)는 상기 전처리기(100)의 상면과 하면 중 적어도 어느 한 면에 배치하여 줄 수 있다. 상면과 하면에 모두 배치할 경우 물과 기름의 혼합이 더욱 원활하게 될 수 있는바, 필요에 따라 선택적으로 설치하게 된다.

혼합조(700)는 일정한 크기를 가진 용기로서 상기 전처리기(100)에서 응집력이 약화 된 물과 기름이 관을 따라 흘러들어와 혼합되어 혼합유로 형성되게 하는 역할을 한다.

상기 혼합조(700)는 모터에 의해 작동하는 혼합기가 마련되어 있어서 유입된 물고 기름을 교반하여 주는바, 상기 혼합기에 의해 물과 기름이 혼합되어 에멀젼 되는 것이다. 이때 상기 혼합조(700)에 공급되는 물과 기름은 전처리기(100)에서 응집력이 약화 된 상태이므로 신속하고 원활하게 혼합이 되는 것이다.

상기 혼합조(700)는 다수개를 설치하여서 전처리기(100)에서 전처리 된 물과 기름이 여러 단계를 거치면서 충분히 혼합될 수 있도록 할 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명에 의한 전처리기(100)와 초음파진동기(200) 및 혼합조(700)는 적절한 크기와 구조를 가지는 박스 형태의 케이스 내부에 적절하게 배치하여서 정제유를 물과 혼합하는 장치로 형성하여 줄 수 있다.

도시된 바와 같이 케이스는 내부가 빈 상자형태로서 다단으로 구획되어 상기 전처리기(100)와 초음파진동기(200), 혼합조(700) 및 장치를 구동하는 수단들을 적소에 배치할 수 있게 구성된다.

상세하게 설명하면, 케이스 내부 맨 하단에는 물과 기름을 물통(500)과 기름통(600)으로 공급하는 모터(400)와 전처리조(100)에서 전처리 된 물과 기름을 공급받아 혼합하는 혼합조(700)를 설치한다.

그리고 그 위 칸에는 초음파진동기(200)를 작동시킬 수 있는 발진기(400)를 설치한다.

그리고 그 위 칸에 전처리기(100)와 초음파진동기(200)를 설치하고, 상기 전처리기(100) 상부에는 상기 모터(400)에 의해 공급되는 물과 기름을 담아두는 물통(500)과 기름통(600)을 배치한다.

상기 물통(500)과 기름통(600)에는 수위조절기가 설치되어 있어서 물과 기름의 양이 일정한 수위가 유지되는 것을 설치한다.

그리고 물과 기름이 유입되는 통로 중 어느 곳에는 여과기를 설치하여 주는 것이 바람직하다.

상기와 같이 정제유를 물과 혼합하는 장치를 케이스 내부에 형성하게 되면 경량이고 소형인 형태로 본 발명에 의한 정제유를 물과 혼합하는 장치를 형성할 수 있는바, 이동과 보관이 간편하여 사용이 편리한 장치를 얻을 수 있게 된다.

이하, 본 발명에 의한 정제유를 물과 혼합하는 장치를 이용해 물과 기름을 혼합하여 혼합유를 형성하는 과정을 설명한다.

우선 모터(400)를 작동시켜 외부 저장소에 저장되어 있는 물과 기름을 각각 물통(500)과 기름통(600)에 공급한다. 상기에 따라 물통(500)과 기름통(600)에 각각 채워진 물과 기름은 중력에 의해 관을 타고 전처리기(100)로 공급된다.

전처리기(100)로 공급된 물과 기름은 유로(110)를 따라 흘러간다. 외부에서 물과 기름이 지속적으로 유입되기 때문에 자연스럽게 흘러가게 되는 것이다. 이때, 초음파진동기(200)는 작동을 시작한 상태이다.

상기와 같이 유로(110)를 흐르는 물과 기름은 물과 기름이 같은 유로(110)로 흘러갈 수도 있고 서로 다른 유로(110)로 각각 흘러갈 수 있다.

유로(110)를 따라 흐르는 물과 기름은 상기 초음파진동기(200)에 진동되면서 분자 사이의 결합상태가 약화 되어 응집력이 약화 된다. 유로(110)를 따라 흐르는 동안 계속 초음파진동기(200)에 의해 영향을 받으며 응집력이 약화 되는 것이다. 특히나 물과 기름이 하나의 유로(110)로 흘러갈 경우에는 응집력이 약화됨과 아울러 서로 일정 정도 혼합되게 된다.

상기와 같이 유로(110)를 따라 흐르면서 응집력이 약화 되는 동안 유로(110)에서 발생하거나 외부에서 물 또는 기름과 함께 유입된 공기와 가스는 가스배출관(140)을 따라 혼합유가 배출되는 배출관(130)을 타고 외부로 배출되며, 거품은 상기 가스배출관(140)에 형성되어 있는 응축관(142)을 통해 응축되어 상기 배출관(130)으로 배출된다.

상기에 따라 전처리기(200)에서 응집력이 약화 된 물과 기름은 배출관(130)을 따라 혼합조(700)로 공급된다. 혼합조(700)에서는 물과 기름이 고속으로 교반되면서 혼합되는바, 혼합이 완료되면 외부로 배출되어 저장되는 것이다.

상기의 과정을 통해 물과 기름이 응집력이 약화 된 상태로 혼합될 수 있게 되고, 따라서 빠르고 신속하면서도 원활하게 혼합유를 형성하여 줄 수 있게 되는 것이다.

100 : 전처리기, 110 : 유로,
120 : 유입관, 130 : 배출관,
140 : 가스배출관, 142 : 응축관,
200 : 초음파진동기, 300 : 발진기,
400 : 모터, 500 : 물통,
600 : 기름통, 700 : 혼합조.

Claims (7)

1. 내부에 유로(110)가 형성되어 외부에서 유입되는 물과 기름이 흐르는 전처리기(100);
   상기 전처리기(100)를 진동시켜 물과 기름의 응집력을 약화시키는 초음파진동기(200); 및
   상기 전처리기(100)를 지나며 상기 초음파진동기(200)에 의해 응집력이 약화된 물과 기름이 유입되어 혼합되는 혼합조(700);를 포함하여 물과 기름을 혼합하되,
   상기 전처리기(100)는 가스배출관(140)이 구비되어 유로(110) 내부의 공기나 가스를 배출하며 물과 기름을 혼합하는 것을 특징으로 하는 정제유를 물과 혼합하는 장치.
2. 제1 항에 있어서,
   상기 유로(110)는 물과 기름이 구분되어 흐르게 구성되는 것임을 특징으로 하는 정제유를 물과 혼합하는 장치.
3. 제1 항에 있어서,
   상기 유로(110)는 지그재그로 형성되어 길이가 연장되는 것임을 특징으로 하는 정제유를 물과 혼합하는 장치.
4. 제1 항에 있어서,
   상기 초음파진동기(200)는 상기 전처리기(100)의 상면과 하면 중 적어도 어느 한면에 형성되는 것임을 특징으로 하는 정제유를 물과 혼합하는 장치.
5. 삭제
6. 제1 항에 있어서,
   상기 가스배출관(140)에는 응축부(142)가 형성되어 가스배출관(140)으로 유입되는 기포를 응축할 수 있는 것임을 특징으로 하는 정제유를 물과 혼합하는 장치.
7. 제1 항에 있어서,
   상기 전처리기(100)와 초음파진동기(200) 및 혼합조(700)는 케이스 내부에 설치되어 소형/경량으로 형성되는 것임을 특징으로 하는 정제유를 물과 혼합하는 장치.
   

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