KR101655979B1 - 벙커씨유를 이용한 연료 정제 시스템 - Google Patents

벙커씨유를 이용한 연료 정제 시스템 Download PDF

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우명균
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주식회사 에너빅
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Abstract

본 발명은 벙커씨유를 이용한 연료 정제 시스템에 관한 것이다.
벙커씨유를 70℃ 내지 80℃의 온도로 1차 가열하는 제1 히트탱크가 구비된 제1 가열부와, 제1 가열부에서 가열된 벙커씨유를 1차 필터링을 수행하는 제1 필터부와, 제1 필터부에서 필터링을 수행하는 도중에 발생하는 이물질을 제거하기 위해 압축된 공기를 제공하는 공기압축기와, 제1 필터부에서 필터링을 수행하여 발생한 굵은입자 및 금속성분을 저장 및 보관하는 슬러지박스로 이루어진 제1 필터부와, 제1 필터부에서 1차 필터링을 수행한 벙커씨유를 2차 가열하여 제1 필터부에서 공급 받은 벙커씨유를 2차 가열하는 열매체 순환탱크와, 열매체 순환탱크를 거쳐 110℃ 내지 130℃로 가열하는 제2 히트탱크로 이루어진 제2 가열부와, 제2 가열부에서 2차 가열된 벙커씨유를 2차 필터링 하는 것으로, 2차 가열이 이루어진 벙커씨유에서 발생하는 수분 및 유증기를 추출하는 에버챔버와, 벙커씨유에 포함된 금속성분을 8,000 내지 12,000의 가우스 자석으로 필터링을 수행하는 마그네틱 필터와, 고주파를 벙커씨유에 노출하여 벙커씨유의 분자구조를 분해하는 초음파 필터부와, 초음파 필터부에서 분자를 분해하는 과정에서 발생한 미세찌꺼기 분자를 필터링하는 이온챔버가 구비된 제2 필터부 및 제2 필터부에서 필터링이 된 고순도의 연료유를 저장하는 연료저장부를 포함하는 것을 특징으로 하는 벙커씨유를 이용한 연료 정제 시스템에 관한 것이다.

Description

벙커씨유를 이용한 연료 정제 시스템 {Fuel purification systems using bunker C oil}
본 발명은 연료 정제 시스템에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 정제되지 않은 벙커씨유를 가공 및 정제하여 정제된 오일을 공급하기 위한 시스템으로, 1차가열, 1차필터, 2차가열, 2차필터의 순으로 진행되어 순도 100%에 가까운 정제된 오일을 생성하며, 벙커씨유를 효율적으로 가공 및 정제를 수행하는 벙커씨유를 이용한 연료 정제 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 원유는 정유공장에서 분별증류하여 휘발유, 등유, 중유 등 각종 산업용 유류를 제조할 때 투입되는 원유의 종류에 따라 다소간의 차이가 있기는 하지만 원유량의 약 40% 정도가 벙커씨유로서 회수된다. 연료유로서의 벙커씨유는 비교적 값이 싼 유류이나 연소시 먼지, 질소산화물, 황산화물 등 공해물질을 많이 배출하므로 선진국에서는 그 사용량이 크게 제한을 받고 있다. 또한 일부 정유공장에서는 벙커씨유의 수득량을 줄여주기 위한 방안으로 비등점이 높은 벙커씨유를 열분해(Thermal Cracking)하여 저분자량의 탄화수소로 변성시키는 방법을 채택하고 있기는 하지만 이 열분해 설비는 대단위 투자가 있어야 한다는 문제가 따른다.
이에 따라, 대한민국 공개특허 제1999-0085956호에는 고급 알코올 지방산 에스테르 및 고급 알코올 지방산 에스테르와 폴리옥시에틸렌의 축합물을 부피비 1.5:1의 비율로 혼합하여 HLB값을 3∼4로 조정한 다음, 여기에 물을 부피비로 1,000∼2,000배 첨가하여 70∼80℃의 온도로서 교반하면서 상기 혼합액에 대하여 부피비로 1/10,000의 펙틴을 첨가하여 비이온성 유화제 수용액을 제조하고, B-C유와 상기 유화제 수용액을 부피비 80:20의 혼합비율로 교반기(16)내에 넣고 75±5℃에서 30초 내지 2분 동안 3,400∼3,600r.p.m으로 교반하여 제조되는 B-C유를 원료로 하는 정제연료유의 제조방법이 공개된 바가 있다.
그러나, 전술한 선행기술문헌에 따르면, 벙커씨유를 원료로 하는 정제연료유는 1차 가열 및 1차 필터로 벙커씨유를 정제함으로써 순도가 높은 연료유가 나오지 않는 경우가 빈번하게 발생하고, 정제 효율이 떨어지는 문제점이 있었다.
(특허 0001) 대한민국 공개특허 제 1999-0085956호
종래의 기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명은, 정제되지 않은 벙커씨유를 가공 및 정제하여 정제된 오일을 공급하기 위한 시스템으로, 1차가열, 1차필터, 2차가열, 2차필터의 순으로 진행되어 순도 100%에 가까운 정제된 오일을 생성하며, 벙커씨유를 효율적으로 가공 및 정제를 수행하는 벙커씨유를 이용한 연료 정제 시스템을 제공함에 있다.
또한, 본 발명은, 1차 필터를 수행 할 때, 2개의 필터부가 이중으로 필터링을 수행하도록 구성되어 순도 높은 연료유를 추출할 수 있는 벙커씨유를 이용한 연료 정제 시스템을 제공함에 있다.
또한, 본 발명은, 2차 가열을 수행 할 때, 히트탱크와, 열순환탱크에서 2중으로 가열하여 1차 정제된 벙커씨유가 일정한 열을 공급하는 벙커씨유를 이용한 연료 정제 시스템을 제공함에 있다.
또한, 본 발명은, 2차 필터를 수행 할 때, 2차 가열에서 발생한 수증기와 연료유를 각각 필터링하고, 각각의 필터부에서 순도 높은 연료유를 추출하여 보다 효율적으로 연료유를 정제하는 벙커씨유를 이용한 연료 정제 시스템을 제공함에 있다.
전술한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명은 벙커씨유를 이용한 연료 정제 시스템에 있어서, 상기 보관통에서 공급 받은 일정량의 벙커씨유를 70℃ 내지 80℃의 온도로 1차 가열하는 제1 히트탱크가 구비된 제1 가열부와, 상기 제1 가열부에서 가열된 벙커씨유를 1차 필터링을 수행하는 제1 필터부와, 상기 제1 필터부에서 필터링을 수행하는 도중에 발생하는 이물질을 제거하기 위해 압축된 공기를 제공하는 공기압축기와, 상기 제1 필터부에서 필터링을 수행하여 발생한 굵은입자 및 금속성분을 저장 및 보관하는 슬러지박스로 이루어진 제1 필터부와, 상기 제1 필터부에서 1차 필터링을 수행한 벙커씨유를 2차 가열하여 상기 제1 필터부에서 공급 받은 벙커씨유를 2차 가열하는 열매체 순환탱크와, 상기 열매체 순환탱크를 간접적으로 110℃ 내지 130℃의 온도로 가열하는 제2 히트탱크로 이루어진 제2 가열부와, 상기 제2 가열부에서 2차 가열된 벙커씨유를 2차 필터링 하는 것으로, 2차 가열이 이루어진 벙커씨유에서 발생하는 수분 및 유증기를 추출하는 에버챔버와, 벙커씨유에 포함된 금속성분을 8,000 내지 12,000의 가우스 자석으로 필터링을 수행하는 마그네틱 필터와, 고주파를 벙커씨유에 노출하여 벙커씨유의 분자구조를 분해하는 초음파 필터부와, 상기 초음파 필터부에서 분자를 분해하는 과정에서 발생한 먼지 분자를 필터링하는 이온챔버가 구비된 제2 필터부 및 상기 제2 필터부에서 필터링이 된 고순도의 연료유를 저장하는 연료저장부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1 필터부는, 제1 피치필터 내지 제4 피치필터를 구성하고, 제1 피치필터와 제2 피치필터를 하나의 세트로 이루고, 제3 피치필터와 제4 피치필터를 하나의 세트로 이루어 일정한 시간 또는 설정압력이상으로 상승하여 필터 막힘 등이 생길 때 서로 교차로 구동되는 것을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1 필터부는, 필터링을 수행하기 위해 소정의 동력을 제공하는 구동모터와, 제1 피치필터 및 제3 피치필터에 구성되어 상기 구동모터에서 발생하는 동력을 제공 받는 동력전달롤러와, 상기 동력전달롤러에 구성되어 제2 피치필터 및 제4 피치필터에 소정의 동력을 제공하는 동력전달밸트 및 제2 피치필터 및 제4 피치필터에 구성되어 상기 동력전달밸트를 통해 동력을 제공 받는 샤프트가 더 포함되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제2 가열부에는, 상기 열매체 순환탱크에 구비된 열매액을 상기 제2 히트탱크로 전달하여 상기 제2 히트탱크에서 간접가열이 이루어지는 것을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 제2 필터부에는, 상기 에버챔버에서 발생한 수분 및 유증기를 1차 응축하는 진공챔버와, 상기 진공챔버에서 공급 받은 유증기를 2차 응축하기 위해 냉각에너지를 제공하는 콘덴서를 포함한 쿨링유닛과, 상기 쿨링유닛에서 냉각된 유증기를 보관 및 저장하는 스토리지챔버가 더 포함되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 진공챔버는, 수분 및 유증기를 응축하면서 발생한 액체를 연료저장부로 공급하는 것을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 에버챔버는, 내부에 구비된 벙커씨유의 온도를 일정하게 유지하도록 가열하여 상기 제2 가열부에서 벙커씨유를 전달 받는 과정에서 일부 손실된 열에너지를 보상하고, 벙커씨유의 점도를 유지하는 판히터가 더 포함되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 초음파필터부에는, 제1 필터수단 내지 제4 필터수단을 구성하고, 제1 필터수단과 제2 필터수단을 하나의 세트로 이루고, 제3 필터수단과 제4 필터수단을 하나의 세트로 이루어 일정한 시간마다 서로 교차로 구동되는 것을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 이온챔버에는, 상기 초음파필터부에서 필터링이 완료된 벙커씨유를 수용하는 공간이 형성되고, 제1 수용부와 제2 수용부로 이루어진 수용부와, 일 측면에 구성되고 상기 제1 수용부에서 1차 필터링이 완료된 벙커씨유를 상기 제2 수용부로 배출하는 연결구와, 상기 제1 수용부와 제2 수용부의 하단부에 구성되고 벙커씨유를 배출하는 배출구와, 일 측면에 구성되고 상기 배출구의 개폐가 이루어지도록 구성된 조절구 및 상기 수용부의 내부에 구성되고 벙커씨유를 전기분해가 이루어지도록 구성된 챔버 필터부가 더 포함되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 챔버 필터부는, 상단부에 구성되고 상기 전기분해장치를 상기 이온챔버에 고정 및 지지되고, 제1 하우징과 제2 하우징으로 이루어진 하우징이 더 포함되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 하우징은, 제1 하우징 및 제2 하우징의 상단부에 구성되고, 오링을 삽입하도록 구성된 삽입홈과, 나사 및 볼트로 체결하여 상기 제1 하우징 및 제2 하우징이 결합이 이루어지는 체결홀 및 체결홈이 더 포함되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 하우징에는, 내측 하단부에 구성되고 벙커씨유로부터 유입을 방지하는 오일 실과, 상기 오일 실의 내주면에 구성되고, 상기 전기분해장치를 지지 및 고정되며 전원공급선을 고정하는 고정부재 및 상기 고정부재의 상단부에 구성되고, 소정의 탄성력을 상기 고정부재에 제공하는 탄성부재가 더 포함되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 연료저장부는, 상기 제2 필터부에서 정제된 연료를 저장 및 보관하는 연료저장탱크와, 수소를 생성하여 안정기에 공급하는 수소발생기 및 상기 제2 필터부에서 정제된 연료를 공급 받아 상기 수소발생기에서 공급 받은 수소와 교반하는 안정기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이와 같은 본 발명의 실시예에 따르면, 정제되지 않은 벙커씨유를 가공 및 정제하여 정제된 오일을 공급하기 위한 시스템으로, 1차가열, 1차필터, 2차가열, 2차필터의 순으로 진행되어 순도 100%에 가까운 정제된 오일을 생성하며, 벙커씨유를 효율적으로 가공 및 정제를 수행하는 벙커씨유를 이용한 연료 정제 시스템을 제공함에 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 1차 필터를 수행 할 때, 2개의 필터부가 이중으로 필터링을 수행하도록 구성되어 순도 높은 연료유를 추출할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 2차 가열을 수행 할 때, 히트탱크와, 열순환탱크에서 2중으로 가열하여 1차 정제된 벙커씨유가 일정한 열을 공급할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 2차 필터를 수행 할 때, 2차 가열에서 발생한 수증기와 연료유를 각각 필터링하고, 각각의 필터부에서 순도 높은 연료유를 추출하여 보다 효율적으로 연료유를 정제할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 벙커씨유를 이용한 연료 정제 시스템의 전체 구성도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 벙커씨유를 이용한 연료 정제 시스템의 제1 가열부의 구성도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 벙커씨유를 이용한 연료 정제 시스템의 제1 필터부의 구성도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 벙커씨유를 이용한 연료 정제 시스템의 제2 가열부의 구성도,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 벙커씨유를 이용한 연료 정제 시스템의 제2 필터부의 구성도,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 벙커씨유를 이용한 연료 정제 시스템의 연료저장부의 구성도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면에 의하여 상세하게 설명한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구 범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 하나의 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 벙커씨유를 이용한 연료 정제 시스템의 전체 구성도, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 벙커씨유를 이용한 연료 정제 시스템의 제1 가열부의 구성도, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 벙커씨유를 이용한 연료 정제 시스템의 제1 필터부의 구성도, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 벙커씨유를 이용한 연료 정제 시스템의 제2 가열부의 구성도, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 벙커씨유를 이용한 연료 정제 시스템의 제2 필터부의 구성도, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 벙커씨유를 이용한 연료 정제 시스템의 연료저장부의 구성도이다.
벙커씨유를 이용한 연료 정제 시스템은, 도 1에 도시된 바와 같이, 정제되지 않은 일정량의 벙커씨유(Bunker Fuel)가 구비된 보관통(10)과, 보관통(10)에서 공급 받은 일정량의 벙커씨유를 1차 가열하는 제1 가열부(100)와, 제1 가열부(100)에서 1차 가열된 벙커씨유를 1차 필터링하는 제1 필터부(200)와, 제1 필터부(200)에서 일부 정제된 벙커씨유를 2차 가열하는 제2 가열부(300)와, 제2 가열부(300)에서 2차 가열된 벙커씨유를 2차 필터링하는 제2 필터부(400) 및 제2 필터부(400)에서 2차 정제된 연료유를 저장 및 보관하는 연료저장부(600)로 이루어진다.
보관통(10)은 정제되지 않은 일정량의 벙커씨유를 구비하고, 보관통(10)에 보관된 벙커씨유의 일부를 제1 가열부(100)에 공급하기 위해 구성된 것으로, 제1 가열부(100)로 공급하기 위해 별도의 이송펌프(101)를 구비하여 벙커씨유를 공급 할 수 있도록 구성되나, 이에 한정하는 것은 아니며, 선택적으로 구성될 수 있다.
연료 정제 시스템은 케이스(미도시)의 내부에 제1 가열부(100), 제1 필터부(200), 제2 가열부(300), 제2 필터부(400)를 구성하고, 케이스의 상단부에 전원을 공급하는 전원부(미도시)와 관리자가 제어할 수 있는 컨트롤부(미도시)를 구성하여 원활한 전원 공급과 관리제어가 이루어질 수 있도록 구성된다.
제1 가열부(100)는 도 2에 도시된 바와 같이, 보관통(10)에서 정제되지 않은 일정량의 벙커씨유를 공급 받아 1차 가열하는 것으로, 벙커씨유를 70℃ 내지 80℃의 온도로 가열하는 제1 히트탱크(210)로 이루어진다.
제1 히트탱크(210)는 정제되지 않은 벙커씨유를 70℃ 내지 80℃의 온도로 1차 가열하여 제1 필터부(200)에서 1차 정제가 이루어질 수 있도록 구성된 것으로, 이와 같이 벙커씨유를 70℃ 내지 80℃의 온도로 가열시켜 주게 되면 점도가 낮아지게 되고, 유동성(流動性)이 확보되어 제1 필터부(200)로 유입이 용이해지도록 구성된다.
제1 필터부(200)는 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 가열부(100)에서 1차 가열한 벙커씨유를 1차 필터링 하기 위해 복수의 제1 필터부로 이루어져 있으며, 제1 필터부는 제1 피치필터(210)와 제2 피치필터(230)가 하나의 세트를 이루고, 제3 피치필터(250)와 제4 피치필터(270)가 하나의 세트로 이루어지며, 제1 피치필터(210)와 제2 피치필터(230)를 주 필터, 제3 피치필터(250)와 제4 피치필터(270)는 보조 필터로 구성된다.
즉, 제1 피치필터(210)와 제2 피치필터(230)를 주 필터로 사용하되, 제1 피치필터(210) 또는 제2 피치필터(230)가 일부 파손되거나 또는 작동불가능할 경우, 제3 피치필터(250) 및 제4 피치필터(270)가 작동될 수 있도록 구성되며, 제1 히트탱크(110)와 연결된 이송펌프(101)에 밸브(103)를 구성하여 벙커씨유가 제1 피치필터(210), 제2 피치필터(230) 또는 제3 피치필터(250), 제4 피치필터(270)로 공급될 수 있도록 구성된다.
또한, 제1 피치필터(210)와 제3 피치필터(250)는 각각 구동모터(211)와 연결되어 구동모터(211)로부터 소정의 동력을 제공받을 수 있도록 구성하고, 제1 피치필터(210)와 제3 피치필터(250)의 상단부에 구동모터(211)에서 발생하는 동력을 전달하는 복수의 동력전달롤러(213)가 구성되며, 제2 피치필터(230)와 제4 피치필터(270)의 상단부에는 샤프트(215)가 구성되고, 복수의 동력전달롤러(213)와 샤프트(215)에 동력전달밸트(217)를 구성하여 제2 피치필터(230)와 제4 피치필터(270)에 소정의 동력을 제공할 수 있도록 구성된다.
아울러, 제1 피치필터(210)와 제3 피치필터(250)는 250mesh의 필터로 구성되고, 제2 피치필터(230)와 제4 피치필터(270)는 350mesh의 필터로 구성하여 제1 피치필터(210)또는 제3 피치필터(250)에서 1차 필터링을 수행한 이후, 제2 피치필터(230) 또는 제4 피치필터(270)에서 2차 필터링을 수행함으로써 2중으로 필터링이 이루어지도록 구성된다.
이때, 복수의 피치필터(210,230,250,270)는 공기압축기(203)를 구비하여 일정이상의 압축된 공기를 제공함으로써 복수의 피치필터(210,230,250,270)에 형성된 이물질을 제거하도록 구성되고, 복수의 피치필터(210,230,250,270)에서 제거된 이물질 및 1차 필터링에서 생성된 굵은입자 및 금속성분은 슬러지박스(201)로 배출하여 보관이 이루어지도록 구성된다.
제1 필터부(200)에서 1차 필터링된 벙커씨유는 도 4에 도시된 바와 같이, 제2 가열부(300)의 열매체 순환탱크(310)에 전달되어 제2 히트탱크(330) 및 보조 히팅유닛(350)에서 2차 가열이 이루어지도록 구성된다.
열매체 순환탱크(310)는 1차 필터링이 완료된 벙커씨유를 2차 가열하기 위해 구성된 것으로, 제1 필터부(200)에서 전달 받은 벙커씨유를 복수의 나선으로 이루어진 연료관(311)에 유입하고, 제2 히트탱크(330) 또는 보조 히팅유닛(350)에서 2차 가열이 이루어지도록 구성된다.
제2 히트탱크(330)는 열매체 순환탱크(310)를 거친 벙커씨유를 120℃의 온도까지 2차 가열하여 벙커씨유의 유화 특성을 극대화 시켜주며, 제2 필터부(400)에서 2차 필터링이 원활하게 수행될 수 있도록 구성된다.
또한, 제2 히트탱크(330)는 내부 및 외부에 별도의 챔버가 구성되어 내부에 구성되는 챔버에는 벙커씨유가 구비될 수 있도록 구성되고, 외부에 구성되는 챔버에는 열매액이 구비될수 있도록 구성되며, 벙커씨유 및 열매액이 동시에 가열이 이루어지도록 구성된다.
보조 히팅유닛(350)은 외부 현장에 구성된 발전소 또는 발전기의 발전에 의해 발생된 500℃ 폐열을 배출하기 위해 형성된 연통으로, 이 연통의 외주면에 열매액이 순환되어 간접가열이 이루어지도록 구성된다.
즉, 제2 가열부(300)는 기계를 초기 가동 시 제2 히트탱크(330) 및 보조 히팅유닛(350)에 의해 벙커씨유를 히팅하게 되지만, 일정시간 경과 후에는 열매체 순환탱크(310)의 열매액인 연도의 폐열에 의해 히팅하게 되고, 열매체 순환탱크(310)에 재투입됨이 반복하게 되며, 열매체 순환탱크(310)를 순환하게 되는 벙커씨유를 히팅시킴으로써 제2 히트탱크(330)에서의 히팅을 대체하게 되어 전체 소비전력이 감소하는 효과가 있다.
이러한, 열매체 순환탱크(310)는 제2 히트탱크(330)와 보조 히팅유닛(350)을 동시에 사용함으로써 제2 히트탱크(330)에 사용되는 전력을 절감하는 효과와, 열매체 순환탱크(310)의 상태에 따라 원활한 온도 조절이 가능하도록 구성된다.
제2 가열부(300)는 열매체 순환탱크(310)에서 2차 가열이 완료된 이후 제2 필터부(400)로 전달되어 2차 필터링을 수행할 수 있도록 구성된다.
이러한 제2 필터링(400)은 도 5에 도시된 바와 같이, 열매체 순환탱크(310)에서 전달 받은 일부 정제된 벙커씨유를 수분제거 및 유증기 배출하는 에버챔버(410)와, 벙커씨유의 금속물질을 필터링하는 마그네틱 필터(430)와, 벙커씨유의 분자를 분해하여 점도를 낮추는 초음파 필터부(450)와, 벙커씨유를 정제 및 가열하면서 생성된 먼지를 필터링하는 이온챔버필터(470)와, 이온챔버필터(470)에서 필터링을 수행한 벙커씨유를 2차 필터링하여 벙커씨유에 존재하는 미세찌꺼기를 필터링하는 여과기(490)로 이루어진다.
에버챔버(410)는 제2 가열부(300)에서 2차 가열된 벙커씨유를 수분제거 및 유증기를 배출하기 위해 구성된 것으로, 제2 가열부(300)에서 가열하여 발생된 유증기를 분리하고, 벙커씨유에 존재하는 소정의 수분을 제거함으로써 벙커씨유를 정제가 이루어지도록 구성된다.
또한, 에버챔버(410)는 하단부에 판히터(411)를 구비하고, 이 판히터(411)가 에버챔버(410)의 내부를 일정한 온도로 가열하여 제2 가열부(300)에서 2차 가열된 벙커씨유를 전달 받는 과정에서 일부 손실된 열에너지를 보상함으로써 벙커씨유의 점도를 유지할 수 있도록 구성된다.
여기서, 판히터(411)는 일정한 온도로 가열하여 에버챔버(410)에 구비된 벙커씨유에 존재하는 소정의 수분을 제거하고, 벙커씨유에서 유증기를 생성하도록 구성된다.
에버챔버(410)는 벙커씨유에서 발생한 유증기를 진공챔버(510)로 전달하며, 진공챔버(510)는 벙커씨유에서 발생한 수분, 프로필렌, 가솔린등과 같은 유증기를 1차로 응축하는 역할을 수행하는 것으로, 벙커씨유에서 발생한 유증기의 손실을 최소화 하여 이송펌프(511)를 통해 쿨링 유닛(530)에 전달할 수 있도록 구성된다.
여기서, 에버챔버(410)는 유증기를 1차 응축하면서 고순도의 벙커씨유가 형성되어 연료저장부(600)로 이송 할 수 있도록 구성된다.
쿨링 유닛(530)은 진공챔버(510)를 통해 전달 받은 벙커씨유의 유증기를 냉각하여 유증기에 포함된 연료분자를 2차 응축이 이루어지도록 구성된 것으로, 별도의 구동모터(211)와 콘덴서(531)에서 생성된 냉각에너지를 통해 유증기를 냉각할 수 있도록 구성되며, 이 때, 최단시간에 유증기에 포함된 연료분자를 냉각하여 연료분자를 추출할 때 손상되지 않도록 구성된다.
이러한 쿨링 유닛(530)은 연료분자를 냉각한 이후, 스토리지 챔버(550)에 보관할 수 있도록 구성되며, 이 스토리지 챔버(550)에 보관된 냉각된 연료분자는 별도의 추출기를 통해 연료분자를 추출하여 필요에 따라 연료저장부(600)로 전달하도록 구성될 수 있다.
한편, 에버챔버(410)에서 유증기와 분리된 벙커씨유는 마그네틱 필터(430)로 전달하여 벙커씨유에 형성된 금속성분 물질을 필터링 하도록 구성된다.
마그네틱 필터(430)는 에버챔버(410)에서 전달 받은 벙커씨유에 포함된 금속성분 물질을 필터링 하기 위해 구성된 것으로, 8,000 내지 12,000의 가우스 자석으로 구성되어 벙커씨유에 포함된 금속성분을 필터링 할 수 있도록 구성되며, 본 발명에서는 1만 가우스 자석이 구성된다.
초음파 필터부(450)는 고주파를 벙커씨유에 노출하여 벙커씨유의 분자구조를 분해하도록 구성된 것으로, 벙커씨유의 분자구조를 분해함으로써 벙커씨유의 분자가 불안정한 상태를 유지하면 점도가 낮아지는 기능을 수행하도록 구성된다.
이러한 초음파 필터부(450)는 제1 필터수단(451)과 제2 필터수단(453)이 하나의 패키지로 구성되고, 제3 필터수단(455)와 제4 필터수단(457)이 하나의 패키지로 구성되어 일정한 시간마다 교차로 작동이 이루어지도록 구성된다.
또한, 초음파 필터부(450)는 제1 필터수단(451) 또는 제2 필터수단(453) 중 어느 하나라도 이상이 생겼을 경우, 제3 필터수단(455) 및 제4 필터수단(457)으로 대체하여 제1 필터수단(451) 또는 제2 필터수단(453)이 고장시에도 용이하게 대처가 가능하도록 구성된다.
아울러, 제2 필터수단(455) 및 제4 필터수단(457)의 하단부에는 별도의 밸브(103)가 구성되며, 본 발명에서는 솔레노이드 밸브(Solenoid vavle)로 구성하여 전원으로 개폐가 이루어지도록 구성될 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다.
이온챔버(470)는 초음파 필터부(450)에서 필터링이 수행된 이후, 벙커씨유의 분자를 분해하면서 발생한 먼지 입자들을 필터링 할 수 있도록 구성된 것으로, 본발명에서는 종이 필터를 구비하여 필터링이 이루어지도록 구성된다.
여기서 이온챔버(Ionization Chamber;470)는 기체 충진형 방사선 검출기의 하나로서, 전리상자 또는 전리조라고도 하고, α선·β선·γ선 또는 X선 등의 방사선이 이온챔버 내에 입사하면 이온챔버 내의 기체 분자가 들뜬 상태가 되어 음양의 이온쌍이 형성되며, 이 때, 전극에 적당한 전기장을 걸고 이온을 전극에 모아 전류 또는 전압을 검출한다.
또한, 이온챔버(470)는 하우징, 고전압전극, 신호전극 및 절연체로 구성되는데, 전원에 의하여 고전압전극과 신호전극 사이에 고전압이 인가된다. 그래서, 방사선원으로부터 방사선이 하우징의 일면을 통해 입사하면, 하우징내의 기체는 이온화되어 이온쌍을 형성한다. 이때, 전원에 의하여 고전압전극과 신호전극 사이에 300V 내지 800V 정도의 고전압이 걸리게 되면, 고전압전극과 신호전극 사이에 전기장이 형성되고, 이에 따라 상기 이온쌍 중 전자는 신호전극 쪽으로, 이온화된 분자는 고전압 전극 쪽으로 유동하게 된다.
이러한 이온챔버(470)는 연료유를 수용하는 수용부(471)와, 이온챔버(470)의 일 측에 구성되어 연료유를 순환하는 연결구(473)와, 이온챔버(470)의 하단부에 구성되어 연료유를 배출하는 배출구(477)와, 타 측에 구성되어 배출구(477)의 개폐를 조절하는 조절구(475)와, 이온챔버(470)의 내부에 구성되어 탄소, 철분과 같은 미세한 이물질들을 필터링하는 챔버 필터부(479)와, 챔버 필터부(479)의 상단부에 구성되어 챔버 필터부(479)를 고정 및 지지하는 하우징(480)으로 이루어진다.
수용부(471)는 초음파필터부(450)에서 필터링이 수행완료된 연료유를 공급 받아 수용할 수 있는 공간이 형성된 것으로, 제1 수용부(471a)와, 제2 수용부(471b)로 이루어지고, 제1 수용부(471a)와, 제2 수용부(471b)에 챔버 필터부(479)가 형성되어 2중으로 전기분해가 이루어질 수 있도록 구성된다.
구체적으로, 초음파필터부(450)에서 공급 받은 연료유는 제1 수용부(471a)에 공급되어 1차 전기분해가 이루어진 이후에, 연결구(473)를 통해 제2 수용부(471b)로 공급하게 되고, 제2 수용부(471b)에서 2차 전기분해가 이루어져 2중으로 전기분해가 수행될 수 있도록 구성된다.
배출구(477)는 제1 수용부(471a) 및 제2 수용부(471b)의 하단부에 각각 구성되고, 챔버 필터부(479)에서 전기분해가 이루어진 벙커씨유를 배출할 수 있도록 구성되며, 조절구(475)를 통해 배출구(477)의 개폐가 이루어질 수 있도록 구성된다.
챔버 필터부(479)는 벙커씨유를 전기분해하여 먼지 입자들을 필터링이 이루어지도록 구성된 것으로, 별도의 전극판(미도시) 사이에 종이필터를 구성하여 미세한 이물질들을 필터링이 이루어지도록 구성되며, 상단부에는 복수개의 하우징(480)이 구성된다.
하우징(480)은 챔버 필터부(479)의 상단부에 복수 개로 이루어지고, 챔버 필터부(479)가 전기분해가 원활하게 이루어지도록 지지하는 역할을 수행하며, 상단부에 구성된 제1 하우징(480a)과, 하단부에 구성된 제2 하우징(480b)으로 이루어진다.
제1 하우징(480a)은 오링(O-Ring)이 삽입되는 제1 삽입홈(481a)과, 제2 하우징(480b)과 나사 또는 볼트로 체결이 이루어지록 구성된 체결홀(481b)로 구성된다.
여기서 체결홀(481b)에 체결이 이루어지는 나사 또는 볼트는 플라스틱의 소재와 같은 부도체 재질로 구성되어 챔버 필터부(479)로 전원이 인가 되었을 경우, 하우징(480)의 외부로 방전이 되는 현상을 방지하도록 구성될 수 있다.
제2 하우징(480b)은 제1 하우징(480a)과 결합이 이루어지도록 체결홈(481c)으로 구성되고, 이 체결홈(481c)은 체결홀(481b)과 동일선상에 구성되어 나사 또는 볼트로 결합이 원활하게 이루어지도록 구성된다.
이러한 하우징(480)은 벙커씨유가 하우징(480)에 유입되는 것을 방지하는 오일 실(483)과, 소정의 탄성력을 제공하는 탄성부재(485)와, 챔버 필터부(479)의 상단부에 구성되고 챔버 필터부(479)가 고정이 이루어지는 고정부재(487)와, 하우징(480)의 상단부에 구성되어 이온챔버(470)에서 발생하는 가스를 배출하는 관통홀(489)로 이루어진다.
오일 실(Oil Seal;483)은 이온챔버(470)의 내부에 구성된 것으로, 이온챔버(470)의 내부에 구비된 벙커씨유가 하우징(480)의 내부에 유입되는 것을 방지하기 위해 구성된 것으로, 구체적으로는 고정부재(487)의 외주면에 구성되어 이온챔버(470)의 내부에 구비된 벙커씨유가 하우징(480)의 내부에 유입되는 것을 방지하는 기능을 수행하도록 구성된다.
탄성부재(485)는 오일 실(483)의 상단부에 구성되고, 소정의 탄성력을 제공하기 위해 구성된 것으로, 스프링 형태로 이루어지며 소정의 탄성력 및 신축성을 제공하여 고정부재(487)가 상, 하운동이 이루어지도록 구성된다.
관통홀(489)은 제1 하우징(480a)의 내부에 구성되고, 챔버 필터부(479)에 전원을 공급하기 위해 전선을 관통하여 고정부재(487)에 체결이 이루어질 수 있도록 구성된 것으로, 고정부재(487)에 전원이 인가 되면 챔버 필터부(479)에 전원 공급이 이루어지도록 구성된다.
즉, 본 발명에서의 이온챔버(470)는 제1 수용부(471a)와 제2 수용부(471b)로 이루어지고, 제1 수용부(471a)와 제2 수용부(471b)에 각각 필터링이 이루어질 수 있도록 챔버 필터부(479)를 설치하여 이온챔버(470)의 내부에서 2중으로 필터링이 수행되도록 구성된다.
여과기(490)는 이온챔버(470)에서 이물질들로부터 필터링이 수행된 벙커씨유를 2차 필터링하여 벙커씨유에 남은 초미세찌꺼기를 제거하기 위해 구성된 것으로, 여과기(490)에서 필터링이 완료된 이후, 벙커씨유는 고순밀도 연료유로 정제가 완료되며, 정제가 완료된 고순밀도의 연료유는 이송펌프(101)를 통해 연료저장부(600)에 보관하도록 구성된다.
연료저장부(600)는 도 6에 도시된 바와 같이, 제2 필터부(400)에서 정제완료된 고순밀도의 연료유를 저장 및 보관하는 것으로 제2 필터부(400)에서 형성된 고순밀도의 연료유를 저장 및 보관하는 연료저장탱크(610)와, 벙커씨유를 연료저장탱크(610)에 보관하기 전에 수소와 교반시켜 연료유를 안정화 시키는 안정기(630)와, 수소를 생성하는 수소발생기(650)로 이루어진다.
안정기(630)는 제2 필터부(400)에서 정제완료된 고순밀도의 연료유를 수소와 교반시켜 안정화 시키기 위해 구성된 것으로, 수소발생기(650)에서 생성된 수소와 교반이 이루어지도록 구성된다.
또한, 안정기(630)는 교반이 완료된 연료유를 연료저장탱크(610)에 보관하도록 구성되며, 연료저장탱크(610)에 장시간동안 보관하면서 발생하는 가스 및 불순물이 포함된 증기류를 배출하여 별도의 가스채집기(미도시)에 보관이 이루어질 수 있을 것이다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시 예와 도면에 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 청구범위의 균등 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
10 : 보관통 100 : 제1 가열부
110 : 제1 히트탱크 200 : 제1 필터부
201 : 슬러지박스 203 : 공기압축기
210 : 제1 피치필터 230 : 제2 피치필터
250 : 제3 피치필터 270 : 제4 피치필터
300 : 제2 가열부 310 : 열매체 순환탱크
330 : 제2 히트탱크 350 : 보조 히팅유닛
400 : 제2 필터부 410 : 에버챔버
411 : 판히터 430 : 마그네틱 필터
450 : 초음파 필터부 470 : 이온챔버
471 : 수용부 473 : 연결구
475 : 조절구 477 : 배출구
479 : 챔버 필터부 480 : 하우징
483 : 오일 실 485 : 탄성부재
487 : 고정부재 489 : 환기홀
490 : 여과기 510 : 진공챔버
530 : 쿨링유닛 550 : 스토리지 챔버
600 : 연료저장부 610 : 연료저장탱크
630 : 안정기 650 : 수소발생기

Claims (13)

  1. 벙커씨유를 70℃ 내지 80℃의 온도로 1차 가열하는 제1 히트탱크가 구비된 제1 가열부;
    상기 제1 가열부에서 가열된 벙커씨유를 1차 필터링을 수행하는 제1 필터부와, 상기 제1 필터부에서 필터링을 수행하는 도중에 발생하는 이물질을 제거하기 위해 압축된 공기를 제공하는 공기압축기와, 상기 제1 필터부에서 필터링을 수행하여 발생한 굵은입자 및 금속성분을 저장 및 보관하는 슬러지박스로 이루어진 제1 필터부;
    상기 제1 필터부에서 1차 필터링을 수행한 벙커씨유를 2차 가열하여 상기 제1 필터부에서 공급 받은 벙커씨유를 2차 가열하는 열매체 순환탱크와, 열매체 순환탱크를 거쳐 110℃ 내지 130℃로 가열하는 제2 히트탱크로 이루어진 제2 가열부;
    상기 제2 가열부에서 2차 가열된 벙커씨유를 2차 필터링 하는 것으로, 2차 가열이 이루어진 벙커씨유에서 발생하는 수분 및 유증기를 추출하는 에버챔버와, 벙커씨유에 포함된 금속성분을 8,000 내지 12,000의 가우스 자석으로 필터링을 수행하는 마그네틱 필터와, 고주파를 벙커씨유에 노출하여 벙커씨유의 분자구조를 분해하는 초음파 필터부와, 상기 초음파 필터부에서 분자를 분해하는 과정에서 발생한 미세찌꺼기 분자를 필터링하는 이온챔버가 구비된 제2 필터부 및
    상기 제2 필터부에서 필터링이 된 고순도의 연료유를 저장하는 연료저장부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 벙커씨유를 이용한 연료 정제 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 필터부는,
    제1 피치필터 내지 제4 피치필터를 구성하고, 제1 피치필터와 제2 피치필터를 하나의 세트로 이루고, 제3 피치필터와 제4 피치필터를 하나의 세트로 이루어 일정한 시간 또는 설정압력이상으로 상승하여 필터 막힘 등이 생길 때 서로 교차로 구동되는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 벙커씨유를 이용한 연료 정제 시스템.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 필터부는,
    필터링을 수행하기 위해 소정의 동력을 제공하는 구동모터;
    제1 피치필터 및 제3 피치필터에 구성되어 상기 구동모터에서 발생하는 동력을 제공 받는 동력전달롤러;
    상기 동력전달롤러에 구성되어 제2 피치필터 및 제4 피치필터에 소정의 동력을 제공하는 동력전달밸트 및
    제2 피치필터 및 제4 피치필터에 구성되어 상기 동력전달밸트를 통해 동력을 제공 받는 샤프트;
    가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 벙커씨유를 이용한 연료 정제 시스템.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 제2 가열부에는,
    상기 열매체 순환탱크에 구비된 열매액을 상기 제2 히트탱크로 전달하여 상기 제2 히트탱크에서 간접가열이 이루어지는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 벙커씨유를 이용한 연료 정제 시스템.
  5. 제 1항에 있어서,
    제2 필터부에는,
    상기 에버챔버에서 발생한 수분 및 유증기를 1차 응축하는 진공챔버;
    상기 진공챔버에서 공급 받은 유증기를 2차 응축하기 위해 냉각에너지를 제공하는 콘덴서를 포함한 쿨링유닛;
    상기 쿨링유닛에서 냉각된 유증기를 보관 및 저장하는 스토리지챔버;
    가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 벙커씨유를 이용한 연료 정제 시스템.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 진공챔버는,
    수분 및 유증기를 응축하면서 발생한 액체를 연료저장부로 공급하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 벙커씨유를 이용한 연료 정제 시스템.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 에버챔버는,
    내부에 구비된 벙커씨유의 온도를 일정하게 유지하도록 가열하여 상기 제2 가열부에서 벙커씨유를 전달 받는 과정에서 일부 손실된 열에너지를 보상하고, 벙커씨유의 점도를 유지하는 판히터가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 벙커씨유를 이용한 연료 정제 시스템.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 초음파필터부에는,
    제1 필터수단 내지 제4 필터수단을 구성하고, 제1 필터수단과 제2 필터수단을 하나의 세트로 이루고, 제3 필터수단과 제4 필터수단을 하나의 세트로 이루어 설정된 시간마다 서로 교차로 구동되는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 벙커씨유를 이용한 연료 정제 시스템.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 이온챔버에는,
    상기 초음파필터부에서 필터링이 완료된 벙커씨유를 수용하는 공간이 형성되고, 제1 수용부와 제2 수용부로 이루어진 수용부;
    일 측면에 구성되고 상기 제1 수용부에서 1차 필터링이 완료된 벙커씨유를 상기 제2 수용부로 배출하는 연결구;
    상기 제1 수용부와 제2 수용부의 하단부에 구성되고 벙커씨유를 배출하는 배출구;
    일 측면에 구성되고 상기 배출구의 개폐가 이루어지도록 구성된 조절구; 및
    상기 수용부의 내부에 구성되고 벙커씨유를 전기분해가 이루어지도록 구성된 챔버 필터부;
    가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 벙커씨유를 이용한 연료 정제 시스템.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 챔버 필터부는,
    상단부에 구성되고 전기분해장치를 상기 이온챔버에 고정 및 지지되고, 제1 하우징과 제2 하우징으로 이루어진 하우징이 더 포함되는 것을 특징으로 하는 벙커씨유를 이용한 연료 정제 시스템.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 하우징은,
    제1 하우징 및 제2 하우징의 상단부에 구성되고, 오링을 삽입하도록 구성된 삽입홈과, 나사 및 볼트로 체결하여 상기 제1 하우징 및 제2 하우징이 결합이 이루어지는 체결홀 및 체결홈이 더 포함되는 것을 특징으로 하는 벙커씨유를 이용한 연료 정제 시스템.
  12. 제 10항에 있어서,
    상기 하우징에는,
    내측 하단부에 구성되고 벙커씨유로부터 유입을 방지하는 오일 실;
    상기 오일 실의 내주면에 구성되고, 상기 전기분해장치를 지지 및 고정되며 전원공급선을 고정하는 고정부재; 및
    상기 고정부재의 상단부에 구성되고, 소정의 탄성력을 상기 고정부재에 제공하는 탄성부재;
    가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 벙커씨유를 이용한 연료 정제 시스템.
  13. 제 1항에 있어서,
    상기 연료저장부는,
    상기 제2 필터부에서 정제된 연료를 저장 및 보관하는 연료저장탱크;
    수소를 생성하여 안정기에 공급하는 수소발생기; 및
    상기 제2 필터부에서 정제된 연료를 공급 받아 상기 수소발생기에서 공급 받은 수소와 교반하는 안정기;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 벙커씨유를 이용한 연료 정제 시스템.
KR1020160063606A 2016-05-24 2016-05-24 벙커씨유를 이용한 연료 정제 시스템 KR101655979B1 (ko)

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