KR101790475B1 - 액체원료 공급장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 액체원료를 안전하게 이송할 수 있는 공급장치를 개시한다. 본 발명은 저장탱크와 연결되며 상기 저장탱크에 저장된 액체원료를 이송하도록 구성되는 호스; 상기 호스에 연결되며, 상기 이송된 액체원료를 소정압력으로 분사하도록 구성되는 메인 노즐; 상기 메인 노즐내에 제공되며, 상기 노즐내의 액체원료내에 발생되는 반응을 억제하는 안정제를 저장하도록 구성되는 제 1 컨테이너; 상기 메인 노즐내에 제공되며, 상기 액체원료를 냉각시키는 냉각제를 저장하도록 구성되는 제 2 컨테이너; 상기 메인 노즐내에 설치되며 상기 액체원료내의 반응발생부위를 감지하도록 구성되는 감지장치; 상기 메인 노즐내에 설치되며, 상기 감지된 반응발생부위에 직접적으로 상기 제 1 컨테이너의 안정제를 분사하도록 구성되는 제 1 안정기; 및 상기 메인 노즐내에 설치되며, 상기 감지된 반응발생부위에 직접적으로 상기 제 2 컨테이너의 냉각제를 직접 분사하도록 구성되는 제 1 냉각기를 포함하는 액체원료 공급장치를 제공한다.

Description

액체원료 공급장치{DEVICE FOR SUPPLYING LIQUID MATERIAL}

본 발명은 액체원료를 공급하기 위한 장치에 관한 것이며, 보다 상세하게는 높은 반응성을 갖는 액체원료를 저장탱크로부터 공급하기 위한 장치에 관한 것이다.

일반적으로 어떤 제품을 제조하기 위해서는 다양한 원료들이 사용되며, 이들 원료들은 고체 또는 액체의 형태를 갖게 된다. 액체원료는 저장이나 운송이 고체원료에 비해 어렵기 때문에, 대부분의 경우 대형 탱크에 저장되며 필요한 량만이 상기 탱크로부터 이송된다. 다른 한편, 액체원료는 다른 제품의 일부로서 사용되는 대신에 추가적인 가공없이 연료, 세정등과 같은 다양한 목적으로 바로 사용될 수 있으며, 이러한 경우에도 대형 탱크에 일차적으로 저장된 후 이송되는 것이 일반적이다.

상기 액체원료중 화학 및 석유원료등과 같은 일부액체원료는 높은 반응성 (이하, '고반응성(高反應性)), 보다 정확하게는 높은 화학적 반응성을 갖는다. 이와 같은 고반응성 원료들은 소정의 외부물질의 첨가시 이와 급격하게 반응하여 연소 및 폭발을 발생시킬 수 있다. 따라서, 안전을 위하여, 고반응성 액체원료들의 저장을 위한 탱크들은 대개의 경우 땅속에 매립된다. 한편, 저장된 액체원료는 실제적인 사용을 위해 탱크로부터 다른 장치나 시설로 이동되며, 공급장치가 이러한 이동을 위해 설계되어 사용된다. 예를 들어, 저장된 액체원료는 공급장치를 이용하여 다른 장소로의 이송을 위해 탱크로리와 같은 운송장치에 옮겨질 수 있다. 그러나, 액체원료는 이와 같은 공급장치를 통해 공급되는 도중에도 외부물질을 포함한 다양한 원인에 의해 내부적인 반응을 발생시킬 수 있으며, 이에 따라 공급장치에서도 연소 및 폭발이 발생될 가능성이 높다. 따라서, 탱크와 마찬가지로, 액체원료의 공급장치도 고반응성 액체원료에 대한 안전을 확보하도록 설계될 필요가 있다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 고안된 것으로서, 본 발명의 목적은 보다 안전하게 저장탱크로부터 고반응성 액체원료를 공급하는 공급장치를 제공하는 것이다.

상술된 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 저장탱크와 연결되며 상기 저장탱크에 저장된 액체원료를 이송하도록 구성되는 호스; 상기 호스에 연결되며, 상기 이송된 액체원료를 소정압력으로 분사하도록 구성되는 메인 노즐; 상기 메인 노즐내에 제공되며, 상기 노즐내의 액체원료내에 발생되는 반응을 억제하는 안정제를 저장하도록 구성되는 제 1 컨테이너; 상기 메인 노즐내에 제공되며, 상기 액체원료를 냉각시키는 냉각제를 저장하도록 구성되는 제 2 컨테이너; 상기 메인 노즐내에 설치되며 상기 액체원료내의 반응발생부위를 감지하도록 구성되는 감지장치; 상기 메인 노즐내에 설치되며, 상기 감지된 반응발생부위에 직접적으로 상기 제 1 컨테이너의 안정제를 분사하도록 구성되는 제 1 안정기; 및 상기 메인 노즐내에 설치되며, 상기 감지된 반응발생부위에 직접적으로 상기 제 2 컨테이너의 냉각제를 직접 분사하도록 구성되는 제 1 냉각기를 포함하는 액체원료 공급장치를 제공할 수 있다.

상기 제 1 안정기는: 상기 반응발생부위에 상기 안정제를 분사하는 노즐; 및 상기 노즐을 상기 반응발생부위까지 이동시키도록 구성된 이송 메커니즘을 포함할 수 있다.

보다 상세하게는, 상기 이송 메커니즘은: 상기 제 1 안정기의 노즐을 상기 메인 노즐의 횡방향으로 이동시키도록 구성되는 제 1 이송 메케니즘; 및 상기 제 1 안정기의 노즐을 상기 메인 노즐의 종방향으로 이동시키도록 구성되는 제 2 이송 메커니즘을 포함할 수 있다.

바람직하게는, 상기 액체원료 공급장치는 상기 제 1 컨테이너의 벽을 통해 상기 안정제를 상기 메인노즐내에 전체적으로 공급하도록 구성되는 제 2 안정기, 상기 제 2 컨테이너의 벽을 통해 상기 냉각제를 상기 메인 노즐내에 전체적으로 공급하도록 구성되는 제 2 냉각기, 및 상기 반응발생부위가 감지되면, 상기 메인노즐내의 액체원료를 외부와 격리시키도록 구성되는 차단장치를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 공급장치는 안정기 및 냉각기등을 이용하여 국부적인 반응발생영역을 일차적으로 억제 및 제거할 수 있다. 또한, 본 발명의 공급장치는 추가적인 안정기 및 냉각기등을 이용하여 이미 광범위하게 확산되었거나 향후 확산될 가능성이 있는 반응발생영역을 최종적으로 억제 및 제거할 수 있다. 따라서, 본 발명의 공급장치는 반응발생의 정도에 따라 반응발생영역에 다단계의 대응을 수행하며, 이에 따라 반응발생영역을 효과적이고 신속하게 억제 및 제거할 수 있다.

이러한 이유로 본 발명에 의해 반응이 발생하더라도 공급장치의 노즐내의 액체원료는 신속하게 안정화될 수 있고 안전이 확보될 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 액체원료를 공급하기 위한 스테이션을 나타내는 사시도이다.
도 2는 상기 공급 스테이션에서 탱크내의 액체원료를 다른 장치에 공급하는 본 발명에 따른 액체원료 공급장치를 나타내는 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 액체원료 공급장치의 호스 및 노즐을 나타내는 사시도이다.
도 4는 도 3의 I-I선을 따라 얻어진 본 발명에 따른 액체원료 공급장치의 노즐을 나타내는 단면도이다.
도 5는 도 4의 II-II선을 따라 얻어진 본 발명에 따른 액체원료 공급장치의 노즐을 나타내는 단면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 액체원료 공급장치의 노즐내에서 반응발생부위로 노즐의 횡방향으로 이동한 제 1 안정기 및 제 1 냉각기를 나타내는 단면도이다.
도 7은 본 발명에 따른 액체원료 공급장치의 노즐내에서 반응발생부위로 노즐의 종방향으로 이동한 제 1 안정기 및 제 1 냉각기를 나타내는 단면도이다.
도 8은 본 발명에 따른 액체원료 공급장치의 노즐에서 작동되는 제 2 안정기 및 제 2 냉각기를 나타내는 단면도이다.
도 9는 본 발명에 따른 액체원료 공급장치에 사용되는 제 1 안정기 및 제 1 냉각기의 이송 메커니즘을 나타내는 평면도이다.
도 10은 본 발명에 따른 액체원료 공급장치의 노즐에서 차단장치의 구조 및 작동을 나타내는 평면도들이다.

첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 액체원료 공급장치의 실시예들이 다음에서 상세히 설명된다.

본 발명의 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 개시된 실시예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 개시된 실시예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것에 불과하며, 첨부된 도면에 의해 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 또한, 설명의 편의를 위하여 도시된 각 구성 부재의 크기 및 형상은 과장되거나 축소될 수 있다.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "이루어진다," "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

본 명세서에서 설명되는 액체원료 공급장치는 액체원료를 저장탱크로부터 인출하여 다른 장치 및 시설에 공급하는 통상적인 공급장치를 포함한다. 그러나, 다음에서 개시되는 실시예는 통상적인 공급장치 뿐만 아니라 고반응성 액체원료를 다른 장치 및 시설로 이송시키는 모든 장치에도 적용될 수도 있음을 본 기술분야의 당업자라면 쉽게 알 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 액체원료를 공급하기 위한 스테이션을 나타내는 사시도이며, 도 2는 상기 스테이션에서 탱크내의 액체원료를 다른 장치에 공급하는 본 발명에 따른 액체원료 공급장치를 나타내는 사시도이다. 또한, 도 3은 본 발명에 따른 액체원료 공급장치의 호스 및 노즐을 나타내는 사시도이다. 이들 도면들을 참조하여, 액체원료 공급스테이션과 상기 공급 스테이션에 포함된 본 발명에 따른 공급장치가 먼저 개략적으로 설명된다.

배경기술에서 이미 설명된 바와 같이, 액체원료는 일반적으로 소정의 장소에 일차적으로 저장되며 이러한 저장장소로부터 액체원료가 실제로 사용되는 시설들로 분배된다. 도 1에 도시된 공급 스테이션(10)은 이와 같은 재분배를 위한 일차적인 저장시설로서의 역할을 수행하도록 설계된다. 도 1을 참조하면, 공급 스테이션(10)은 시설물들을 보호하기 위해 기둥들(11)과 상기 기둥들(11)에 의해 지지되는 지붕(12)을 포함할 수 있다. 또한, 공급 스테이션(10)은 기둥들(11)사이에 연장되는 프레임(13)을 포함할 수 있으며, 필요한 각종 장치들이 상기 프레임(13)에 거치될 수 있다. 공급 스테이션(10)은 주요 기능인 액체원료의 저장을 위해 탱크(100)을 구비하며, 이러한 탱크(100)는 안전상의 이유로 땅밑에 배치될 수 있다.

또한, 저장된 액체원료의 재분배 또는 재공급을 위해 공급 스테이션(10)에는 본 발명에 따른 공급장치(200)가 제공될 수 있다. 이미 설명된 바와 같이, 공급장치(200)는 탱크(100)로부터 저장된 액체원료를 인출하고 상기 인출된 액체원료를 다른 시설이나 장치로 공급하는 역할을 수행할 수 있다. 공급장치(200)는 먼저 펌프(201)와 상기 펌프(201)와 탱크(100) 둘 다와 연결되는 배관(202)를 포함할 수 있다. 보다 상세하게는, 공급장치(200)의 주요부에 해당하는 도 1의 "S" 부위를 확대하여 표시한 도 2에 도시된 바와 같이, 제 1 배관(202a)는 탱크(100)와 펌프(201)를 연결하며, 제 2 배관(202b)은 상기 펌프(201)와 플렉서블한 호스(203)(도 1 및 도 3 참조)를 연결할 수 있다. 또한, 도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이, 호스(203)의 끝단에는 노즐(204)이 연결될 수 있다. 보다 상세하게는, 노즐(204)와 호스(203)사이에는 상기 호스(203)를 선택적으로 개방하도록 구성되는 노브(knob)(206)이 설치될 수 있다. 이러한 노브(206)은 회전가능한 손잡이로 이루어질 수 있으며, 상기 손잡이의 회전 방향에 따라 노즐(204)와 연결된 호스(203)의 출구를 개방 또는 폐쇄할 수 있다. 또한, 노즐(204)의 출구에는 어댑터(205)가 설치될 수 있다. 저장된 액체원료를 다른 장소로 이송시키기 위해 노즐(204)은 그와 같은 이송을 위한 탱크의 입구에 연결될 수 있으며, 이러한 경우, 어댑터(205)는 상기 탱크의 입구에 노즐(204)을 분리되지 않게 결합시킬 수 있다. 예를 들어, 다른 장소로의 이송을 위해 탱크로리와 같은 운송장치에 액체원료가 공급장치(200)를 이용하여 이송될 수 있으며, 이송중 어댑터(205)는 노즐(204)과 탱크로리의 탱크입구사이의 견고한 결합을 가능하게 한다. 상술된 공급장치(200)의 작동시, 먼저 펌프(201)의 작동에 의해 저장된 액체원료는 탱크(100)로부터 제 1 배관(202a), 제 2 배관(202b) 및 호스(203)를 통해 노즐(204)까지 이송될 수 있다. 이 후, 노브(206)에 의한 호스(203)의 개방에 의해 이송된 액체원료는 노즐(204)을 통해 소정의 압력으로 분사 및 배출될 수 있다. 따라서, 이와 같은 공급장치(200)를 이용하여 저장된 액체원료는 탱크(100)로부터 재분배를 위해 배출될 수 있다.

앞서 배경기술에서도 논의된 바와 같이, 탱크(100)는 화학 및 석유원료와 같은 고반응성 액체원료를 저장하므로, 안전을 위해 땅속에 매립되며 이들의 연소 및 폭발이 직접적으로 지상의 구조물 및 사람들에 미치는 것을 억제할 수 있다. 또한, 이러한 땅속으로의 매립에 의해 탱크(100)내에 반응을 촉발할 수 있는 외부의 이물질이 유입되는 것도 어느정도 방지할 수 있다. 그러나, 공급장치(200)에는 고반응성 액체원료에 발생된 반응에 대응하기 위한 어떠한 부가적인 구조가 일반적으로 제공되지 않는다. 그럼에도 불구하고, 여러가지 원인들에 의해 공급장치(200)에 의해 이송중인 액체원료에는 반응의 발생에 의해 불안정한 상태가 될 가능성이 여전히 존재할 수 있다. 예를 들어, 호스(203) 및 노즐(204)의 노후 및 주변 환경적 원인에 의해 호스(203) 및 노즐(204)에 균열이 발생되고 이를 통해 외부물질이 이송중인 액체원료에 들어갈 수 있다. 또한, 원체원료 자체가 소정량의 불순물을 포함할 수 있으며, 이러한 불순물이 반응을 촉발할 수 있다. 더 나아가, 호스(203) 및 노즐(204)내의 온도, 습도와 같은 환경요인의 급격한 변화가 액체원료의 반응을 가져올 수도 있다. 공급장치(200)는 상술된 바와 같이, 지상에 노출되어 있으므로, 이송중인 액체원료의 연소 및 폭발이 발생되는 경우, 많은 피해가 발생될 수 있다. 특히, 노즐(204)은 이송을 위해 다른 장치 및 시설의 탱크와 직접 연결되어 있으므로, 노줄(204)에 연소 및 폭발이 발생되는 경우 연결된 장치 및 시설의 연쇄적인 연소 및 폭발이 발생될 가능성이 매우 높다. 이러한 이유들로, 본 발명에 따른 공급장치(200)는, 특히 노즐(204)내의 액체원료에 반응이 발생되더라도 상기 반응을 자체적으로 감지 및 억제할 수 있도록 구성될 수 있으며, 이와 같은 공급장치(200)의 노즐(204)이 관련된 도면을 참조하여 다음에서 보다 상세하게 설명된다.

관련 도면들중에서, 도 4는 도 3의 I-I선을 따라 얻어진 본 발명에 따른 액체원료 공급장치의 노즐을 나타내는 단면도이며, 도 5는 도 4의 II-II선을 따라 얻어진 본 발명에 따른 액체원료 공급장치의 노즐을 나타내는 단면도이다. 또한, 도 6은 본 발명에 따른 액체원료 공급장치의 노즐내에서 반응발생부위로 노즐의 횡방향으로 이동한 제 1 안정기 및 제 1 냉각기를 나타내는 단면도이며, 도 7은 본 발명에 따른 액체원료 공급장치의 노즐내에서 반응발생부위로 노즐의 종방향으로 이동한 제 1 안정기 및 제 1 냉각기를 나타내는 단면도이다. 더 나아가, 도 8은 본 발명에 따른 액체원료 공급장치의 노즐에서 작동되는 제 2 안정기 및 제 2 냉각기를 나타내는 단면도이다. 상술된 도면들에서, 도 4는 노즐의 종방향 단면을 나타내며, 도 5는 노즐의 횡방향 단면을 나타낸다.

다음에서 본 발명에 따른 공급장치(200)는 노즐(204)내의 반응을 처리하기 위한 다양한 장치들을 포함하며, 이들 처리장치들도 노즐을 사용할 수 있다. 따라서, 이러한 처리장치들의 노즐과 구별되기 위해 상기 노즐(204)은 메인 노즐로 간주될 수 있으며, 특별하게 언급되지 않는 경우에도 노즐(204)는 실제적으로 메인 노즐을 의미한다.

먼저, 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 공급장치(200)의 노즐(204)은 원통형 몸체와 상기 몸체내에 형성되는 소정크기의 내부공간을 포함할 수 있다. 노즐(204)의 내부공간에는 이송되는 액체원료가 수용될 수 있다. 도 4는 원통형 몸체의 노즐(204)을 도시하나, 노즐(204)의 몸체는 사각 또는 삼각단면등과 같은 다양한 단면형상의 통형(cilinder) 부재로 이루어질 수 있다. 또한, 노즐(204)은 소정 크기의 제 1 컨테이너(206)를 포함할 수 있다. 제 1 컨테이너(206)는 도시된 바와 같이, 소정량의 안정제를 그 내부에 저장할 수 있다. 안정제는 액체원료에서 발생되는 반응, 정확하게는 화학적 반응을 억제하는 물질로 이루어진다. 이러한 화학적 안정제는 다양한 종류를 가지며 공지기술에서 자명한 것으로 이의 구체적인 종류 및 조성은 다음에서 생략된다. 더 나아가, 노즐(204)은 소정크기의 제 2 컨테이너(207)를 포함할 수 있다. 제 2 컨테이너(207)는 소정량의 냉각제를 그 내부에 저장할 수 있다. 냉각제는 물체의 온도를 하강시킬 수 있는 다양한 물질로 이루어지며 이러한 냉각제는 공지기술에서 자명한 것으로 이의 구체적인 종류 및 조성은 다음에서 생략된다. 제 1 및 제 2 컨테이너(206,207)은 도시된 바와 같이, 노즐(204)의 내면상에 제공되며, 상기 노즐(204)의 종방향 또는 길이방향, 즉 상기 노즐(204)의 중심축에 나란한 방향으로 연장될 수 있다. 또한, 제 1 및 제 2 컨테이너(206,207)는 노즐(204)내부의 액체원료의 유동을 방해하지 않도록 낮은 높이들을 가질 수 있다. 또한, 도 5에 잘 도시된 바와 같이, 제 1 및 제 2 컨테이너(206,207)는 이들의 작동들이 서로 간섭하지 않도록 노즐(204)의 내면상에 서로 대향되는 위치에 배치될 수 있다.

앞서 논의된 바와 같이, 노즐(204)내의 액체원료에 반응이 발생되는 경우, 연소 및 폭발이 후속적으로 발생될 가능성이 높다. 따라서, 발생된 반응을 억제하도록 본 발명의 공급장치(200)는 노즐(204)내에 설치되는 제 1 안정기(210)를 포함할 수 있다. 제 1 안정기(210)는 도 4-도 8 모두에 잘 도시된 바와 같이, 안정제를 소정의 압력으로 분사하도록 구성되는 노즐(211)을 포함할 수 있다. 또한, 제 1 안정기(210)는 노즐(211)과 연결되는 공급관(212)을 포함할 수 있으며, 상기 공급관(212)는 도시된 바와 같이, 제 1 컨테이너(206)내부까지 연장된다. 더 나아가, 비록 명확하게 도시되지는 않았으나, 제 1 안정기(210)에는 안정제의 유동을 위해 공급관(212)내에 소정의 압력을 발생시키는 펌프가 제공될 수 있다. 따라서, 제 1 안정기(210)의 작동중 제 1 컨테이너(206)내의 안정제는 공급관(212)을 따라 노즐(211)로 이송되고, 상기 노즐(211)을 통해 소정압력으로 분사될 수 있다.

외부물질이 노즐(204)내부로 유입되는 경우, 상기 노즐(204)내의 액체원료는 유동하고 있으므로, 이러한 유동에 의해 유입된 외부물질은 도 6에 "A"로 표시된 바와 같이, 상기 노즐(204)의 몸체 근처가 아닌 다른 부위, 즉 중앙부까지도 용이하게 도달할 수 있으며, 이로부터 반응이 시작될 수 있다. 특히, 액체원료 자체가 불순물을 포함하는 경우, 액체원료의 임의의 부위(A)에서 반응이 발생될 수 있다. 따라서, 이송되는 액체원료에 대한 안정적 상태를 확보하기 위해서는, 어떠한 부위에 발생한 반응도 제 1 안정기(210)가 억제 및 제거할 수 있어야 한다. 이러한 이유로, 본 발명의 공급장치(200)에 있어서, 제 1 안정기(210)는 액체원료내의 반응이 발생된 부위(A) (이하, 반응발생부위(A))에 직접적으로 안정제를 분사하도록 구성될 수 있다.

이와 같은 직접적인 분사를 위해, 제 1 안정기(210), 정확하게는 제 1 안정기(210)의 노즐(211)은 반응발생부위(A)로 이동하도록 구성될 수 있다. 보다 상세하게는, 제 1 안정기(210)는 노즐(211)을 반응발생부위(A)까지 이송시키는 이송 메커니즘(213)을 포함할 수 있다. 이와 관련하여, 도 9는 본 발명에 따른 액체원료 공급장치에 사용되는 제 1 안정기 및 제 1 냉각기의 이송 메커니즘을 나타내는 평면도이며, 이송 메커니즘은 도 4-도 8에 추가적으로 도 9를 참조하여 다음에서 설명된다.

먼저, 이송메커니즘(213)은 노즐(211)을 노즐(204)의 횡방향으로 이동시키도록 구성되는 제 1 이송 메커니즘을 포함할 수 있다. 즉, 제 1 이송 메커니즘은 노즐(211)을 노즐(204) 몸체의 종방향 또는 길이방향(즉, 상기 노즐(204) 몸체의 중심축)에 수직한 방향으로 이송시킬 수 있다. 제 1 이송 메커니즘은 노즐(204) 몸체의 내면상에서 이의 원주방향으로 연장되는 레일(213a)를 포함할 수 있다. 또한, 제 1 이송 메커니즘은 레일(213a)의 마주하는 두 지점들 사이를 가로질러 연장되며, 상기 레일(213a)을 따라 제 1 방향으로 이동가능하게 구성되는 바 부재(bar member)(213b)를 포함할 수 있다. 보다 상세하게는, 레일(213a)은 제 1 및 제2 컨테이너들(206,207)와 이격되어, 노즐(204)의 출구에 인접하게 배치될 수 있다. 도면상 레일(213a) 및 이를 포함하는 제 1 이송 메커니즘은 노즐(204)의 출구에 인접하는 것으로 도시되나 동일한 구성을 가지면서 노즐(204)의 입구에 인접하게 배치될 수도 있다. 또한, 레일(213a)은 노즐(204) 몸체의 내면을 따라 원주방향으로 연속적으로 연장되는 고리형 부재로 이루어질 수 있다. 바 부재(213b)는 노즐 (204) 몸체의 반경방향으로 연장되어 레일(213a)의 대향되는 두개의 부분과 각각 연결될 수 있다. 바 부재(213b)는 소정의 구동장치를 이용하여 레일(213a)의 연장방향인 제 1 방향, 즉 노즐(204)의 원주방향으로 이동할 수 있다. 구동장치로 다양한 메커니즘이 사용될 수 있으며, 예를 들어, 모터/기어 메커니즘 또는 모터/풀리/벨트 메커니즘이 적용될 수 있다. 레일(213a)은 비록 도시되지는 않았으나, 자신의 길이방향(즉, 원주방향)으로 연장되는 리세스를 포함하며, 바 부재(213b)의 양 끝단부들은 상기 리세스내에 삽입되는 돌출부를 포함할 수 있다. 따라서, 바 부재(213b)의 제 1 방향으로의 이동은 이러한 리세스와 돌출부에 의해 원활하게 안내될 수 있다.

또한, 제 1 이송메커니즘은 바 부재(213b)를 따라 이동가능하게 구성되는 플랫폼(platform)(213c)을 포함할 수 있다. 플랫폼(213c)은 기본적으로 바 부재(213b)에 이동 가능하게 설치되며, 소정의 구동장치를 이용하여 상기 바 부재(213b)의 연장방향, 즉 상기 제 1 방향(원주방향)에 수직한 제 2 방향(반경방향)으로 이동할 수 있다. 앞서 설명된 바 부재(213b)와 마찬가지로, 플랫폼(213c)도 다양한 메커니즘을 사용할 수 있으며, 예를 들어, 모터/기어 메커니즘 또는 모터/풀리/벨트 메커니즘에 의해 이동할 수 있다. 이와 같은 플랫폼(213c)에 노즐(211)이 다른 부속장치들과 함께 결합될 수 있다.

제 1 이송메커니즘에서, 앞서 설명된 바와 같이, 바 부재(213b)와 플랫폼(213c)은 서로 수직한 제 1 및 제 2 방향(즉, 노즐(204)의 원주방향 및 반경방향)으로 각각 이동할 수 있으며, 이에 따라 노즐(211)은 바 부재(213b)에 의해 제 1 방향으로, 또한 플랫폼(213c)에 의해 제 2 방향으로 이동할 수 있다. 따라서, 노즐(211)은 노즐(204)내에서, 정확하게 노즐(204)의 출구 (또는 입구) 근처에서 노즐(204) 몸체에 대해 다양한 종방향들로 이동할 수 있다. 보다 상세하게는, 제 1 및 제 2 방향의 이동에 의해 노즐(211)은 도 4-도 8의 도면상, 노즐(204)의 종방향(길이방향) 또는 중심축에 수직한 다양한 방향들로 이동가능하며, 이에 따라 노즐(204)의 출구(또는 입구) 근처에서 상기 노즐(204)의 횡단면상의 임의의 위치에 배치될 수 있다. 이와 같은 제 1 이송 메커니즘의 이동 능력에 의해 노즐(211)은 도 6에 도시된 바와 같이, 반응발생부위(A)와 동일한 종방향 또는 길이방향 축선상에 정확하게 배치될 수 있다.

또한, 이송 메커니즘은 노즐(211)을 종방향으로 이동시키도록 구성되는 제 2 이송 메커니즘을 포함할 수 있다. 즉, 제 2 이송 메커니즘은 노즐(211)을 노즐(204) 몸체의 길이방향(즉, 상기 노즐(204)의 중심축방향 또는 이에 평행한 방향)으로 이송시킬 수 있다. 제 2 이송 메커니즘은 플랫폼(213c)에 설치되며, 종방향으로 연장가능한 헤드(213d)를 포함할 수 있다. 헤드(213d)는 자유롭게 연장되고 축소될 수 있는 즉, 신축가능(telescopic)하도록 구성될 수 있다. 헤드(213d)는 신축가능하도록 다양한 메커니즘을 가질 수 있으나, 도 7-도 8에 도시된 바와 같이, 서로 다른 직경을 갖는 다수개의 단들(stage)로 이루어질 수 있다. 실제적으로 헤드(213d)의 다수개의 단들은 서로 다른 직경들의 실린더 부재들로 이루어질 수 있으며, 서로 슬라이딩 가능하게 결합될 수 있다. 따라서, 소정의 구동장치, 예를 들어, 유압이나 공압장치를 이용하여 이들 실린더 부재들이 어느 한 방향으로 서로 상대적으로 운동하게 되면, 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이 헤드(213d)의 전체적인 길이가 연장될 수 있다. 또한, 반대방향으로 실린더 부재들을 운동시키면, 헤드(213d)의 전체적인 길이가 도 4 및 도 6과 같이 축소될 수 있다. 노즐(211)은 실제적으로 플랫폼(213c)에 설치된 헤드(213d), 정확하게는 상기 헤드(213d)의 마지막 단(stage)(즉, 마지막 실린더 부재)에 결합될 수 있으며, 공급관(212)은 플랫폼(213c) 및 헤드(213d)를 통해 상기 노즐(211)과 연결될 수 있다. 또한, 미도시된 펌프도 헤드(213d) 또는 플랫폼(213c)내에 내장될 수 있다.

노즐(211)은, 앞서 설명된 바와 같이, 제 1 이송메커니즘에 의해 도 6에 도시된 바와 같이, 반응발생부위(A)와 동일한 종방향 또는 길이방향 축선상에 일차적으로 배치되며, 이 후 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 제 2 메커니즘인 헤드(213d)의 연장에 의해 노즐(204)의 종방향으로 액체원료를 통과하여 이동하여, 최종적으로 반응발생부위(A)에 도달할 수 있다. 제 1 및 제 2 메커니즘에 의해 노즐(211)이 반응발생부위(A)에 도달하면, 제 1 안정기(210)는 제 1 컨테이너(206)내의 안정제를 공급관(212)을 따라 노즐(211)로 이송시키고, 상기 노즐(211)을 통해 소정압력으로 반응발생부위(A)로 직접 분사할 수 있다. 따라서, 이와 같은 직접적인 분사에 의해 반응발생부위(A)에서의 반응은 신속하고 정확하게 억제될 수 있으며, 이에 따라 액체원료를 효과적으로 안정적인 상태로 만들 수 있다.

또한, 액체원료내에 반응이 발생하면, 대부분의 경우 많은 열이 발생하게 된다. 이러한 열은 노즐(204)의 변형 및 파손을 가져올 수 있고, 한편으로 상기 열을 제거함으로써 반응의 진행도 억제할 수 있다. 따라서, 공급장치(200)는 노즐(204)내 액체원료의 반응발생부위(A)를 냉각시키도록 구성되는 제 1 냉각기(220)을 포함할 수 있다. 제 1 냉각기(220)는 도 4-도 8에 모두 잘 도시된 바와 같이, 냉각제를 소정의 압력으로 분사하도록 구성되는 노즐(221)을 가질 수 있다. 또한, 제 1 냉각기(220)는 노즐(221)과 연결되는 공급관(222)을 포함할 수 있으며, 상기 공급관(222)은 냉각제를 수용하는 제 2 컨테이너(207)에 연결될 수 있다. 또한, 제 1 냉각기(220)는 공급관(222)상에 설치되는 펌프(미도시)을 포함할 수 있다. 펌프(미도시)는 냉각제의 유동을 위해 공급관(222)내에 압력을 발생시킬 수 있다. 따라서, 제 1 냉각기(220)의 작동중 제 2 컨테이너(207)의 냉각제는 펌프 및 공급관(222)를 통해 노즐(221)로 분사를 위해 이송될 수 있다.

앞서 제 1 안정기(210)와 관련하여 논의된 바와 같이, 액체원료내의 임의의 지점에 위치될 수 있는 반응발생부위(A)을 효과적으로 억제 및 제거하기 위해서는 상기 부위(A)에 직접적인 대응이 이루어지는 것이 바람직하다. 따라서, 제 1 냉각기(220)도 반응발생부위(A)를 직접적으로 냉각시키도록 구성될 수 있다. 즉, 제 1 냉각기(220)는 반응발생부위(A)에 직접 냉각제를 분사하도록 구성될 수 있다. 이와 같은 직접적인 분사를 위해, 제 1 냉각기(220), 정확하게는 제 1 냉각기(220)의 노즐(221)은 반응발생부위(A)로 이송 메커니즘을 이용하여 이동하도록 구성될 수 있다. 제 1 냉각기(220)는 노즐(221)의 이동을 위해 별도의 이송 메커니즘을 사용할 수 있으나, 노즐(204)내의 공간의 제한을 고려하여 단순한 구조를 갖도록 제 1 안정기(210)의 이송메커니즘(213/213a-213d)을 이용할 수 있다. 즉, 제 1 안정기 및 냉각기(210,220)는 이송 메커니즘(113a-113d)를 공유할 수 있다. 보다 상세하게는, 노즐(221)은 플랫폼(213c)에 설치된 헤드(213d), 정확하게는 상기 헤드(213d)의 마지막 단(stage)(즉, 마지막 실린더 부재)에 결합될 수 있으며, 공급관(222)는 플랫폼(213c) 및 헤드(213d)를 통해 상기 노즐(221)과 연결될 수 있다.

노즐(221)은, 앞서 설명된 바와 같이, 제 1 이송메커니즘에 의해 도 6에 도시된 바와 같이, 노즐(204)의 횡방향으로의 이동에 의해 반응발생부위(A)와 동일한 종방향 또는 길이방향 축선상에 일차적으로 배치되며, 이 후 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 제 2 메커니즘인 헤드(213d)의 연장에 의해 종방향으로 액체원료를 통과하여 이동하여, 최종적으로 반응발생부위(A)에 도달할 수 있다. 제 1 냉각기(220)는 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 제 2 컨테이너(207)내의 냉각제를 펌프(미도시)를 이용하여 공급관(222)을 따라 노즐(221)로 이송시키고, 상기 노즐(221)을 통해 소정압력으로 반응발생부위(A)에 직접 분사할 수 있다. 따라서, 냉각제가 반응발생부위(A)에 직접 분사되므로, 반응발생부위(A)가 신속하게 냉각되어 노즐(204)의 변형이나 파손이 방지될 수 있다. 또한, 이러한 냉각에 의해 발생되고 있던 반응이 신속하게 억제될 수도 있다.

더 나아가, 제 1 안정기 및 제 2 냉각기(210,220)을 이용하여 반응발생부위(A)가 안정화된다 하더라도, 외부물질 및 불순물이 상기 반응발생부위(A)에 잔존할 수 있으며 후속 반응이 발생할 가능성이 있다. 따라서, 본 발명의 공급장치(200)는 노즐(204)내에 설치되어 반응발생부위(A)의 액체원료를 외부로 배출하도록 구성되는 제 1 배출기(230)를 포함할 수 있다. 제 1 배출기(230)는 도 4-도 8에 잘 도시된 바와 같이, 주위의 액체원료를 흡입하도록 구성되는 흡입관(231)을 가질 수 있다. 또한 제 1 배출기(230)는 흡입관(231)과 연결되는 배출관(232)를 포함할 수 있다. 배출관(232)은 노즐(204)의 몸체에 형성되는 배출공(208)에 연결될 수 있다. 또한, 제 1 배출기(230)는 배출관(232)에 설치되는 펌프(미도시)를 포함하며, 상기 펌프에 의해 액체원료를 흡입할 수 있는 압력이 형성될 수 있다. 따라서, 제 1 배출기(230)의 작동중 액체원료는 흡입관(231), 배출관(232) 및 배출공(208)을 통해 노즐(204)의 외부로 배출될 수 있다. 그러나, 반응발생부위(A)의 액체원료를 배출하기 위해 다른 부위들의 액체원료가 함께 배출되는 것은 여러가지 측면들에서 비효율적일 수 있다. 따라서, 제 1 배출기(230)는 오직 반응발생부위(A)의 액체원료만을 배출하도록 구성될 수 있으며, 이를 위해 제 1 배출기(230) 정확하게는 이의 흡입관(231)은 반응발생부위(A)로 이송 메커니즘을 이용하여 이동하도록 구성될 수 있다. 제 1 배출기(230)는 노즐의 이동을 위해 별도의 이송 메커니즘을 사용할 수 있으나, 제 1 안정기(210)의 이송메커니즘(213/213a-213d)을 이용할 수 있다. 즉, 제 1 안정기, 제 1 냉각기 및 제 1 배출기(210,220,230)는 이송 메커니즘(213a-213d)를 공유할 수 있다. 보다 상세하게는, 흡입관(231)은 플랫폼(213c)에 설치된 헤드(213d), 정확하게는 상기 헤드(213d)의 마지막 단(stage)(즉, 마지막 실린더 부재)에 결합될 수 있으며, 배출관(232)는 플랫폼(213c) 및 헤드(213d)를 통해 상기 흡입관(231)과 연결될 수 있다. 또한 미도시된 펌프도 플랫폼(213c) 또는 헤드(213d)내에 내장될 수 있다.

흡입관(231)은, 앞서 설명된 바와 같이, 제 1 이송메커니즘에 의해 도 6에 도시된 바와 같이, 노즐(204)의 횡방향으로의 이동에 의해 반응발생부위(A)와 동일한 종방향 또는 길이방향 축선상에 일차적으로 배치되며, 이 후 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 제 2 메커니즘인 헤드(213d)의 연장에 의해 종방향으로 액체원료를 통과하여 이동하여, 최종적으로 반응발생부위(A)에 도달할 수 있다. 제 1 배출기(230)는 도 7에 도시된 바와 같이, 반응발생부위(A)의 액체원료만을 펌프(미도시)에서 생성되는 압력차를 이용하여 배출관(232)을 통해 노즐(204)의 외부로 배출시킬 수 있다. 따라서, 잔존하던 외부물질 및 불순물들이 완전하게 제거될 수 있으며, 이에 따라 추가적인 반응 발생이 방지될 수 있다. 또한, 제 1 배출기(230)는 배출에 의해 반응발생부위(A)자체를 제거하므로, 액체원료의 상태가 보다 신속하게 안정화될 수 있다.

더 나아가, 앞서 설명된 제 1 안정기(210) 및 제 1 냉각기(210,220)가 반응발생부위(A)에 안정제 및 냉각제를 직접 공급하므로, 이들 안정제 및 냉각제가 반응발생부위(A)의 액체원료와 잘 혼합되면, 상기 반응발생부위(A)는 보다 신속하게 안정화될 수 있다. 이와 같은 안정제 및 냉각제의 균일한 혼합은 여러가지 방식을 사용할 수 있으나 반응발생부위(A)에 유동을 제공함으로써 용이하게 달성될 수 있다. 따라서, 국부적인 반응발생부위(A)가 존재하는 경우, 이러한 반응발생부위(A)에 직접 유동을 제공하는 것이 바람직할 수 있다. 이러한 이유로 본 발명의 공급장치(200)는 추가적으로 반응발생부위(A)에 직접 유동을 발생시키도록 구성되는 제 1 교반기(240)를 포함할 수 있다. 제 1 교반기(240)는 도 4-도 8에 잘 도시된 바와 같이, 모터(미도시)와 상기 모터에 결합되어 회전하는 블레이드(241)를 포함할 수 있다. 모터의 작동에 의해 블레이드(241)는 회전하면서 노즐(204)내의 액체원료에 유동 또는 와류를 발생시킬 수 있다. 반응발생부위(A)에 직접적으로 이와 같은 유동을 발생시키기 위해, 제 1 교반기(240), 정확하게는 제 1 교반기(240)의 모터 및 블레이드(241)는 반응발생부위(A)로 이송 메커니즘(193)을 이용하여 이동하도록 구성될 수 있다. 제 1 교반기(240)는 별도의 이송 메커니즘을 사용할 수 있으나, 제한된 노즐(204)내의 공간을 고려하여 제 1 안정기(210)의 이송메커니즘(213/213a-213d)을 이용할 수 있다. 즉, 제 1 안정기, 제 1 냉각기, 제 1 배출기 및 제 1 교반기(210,220,230,240)는 모두 이송 메커니즘(213a-213d)를 공유할 수 있다. 보다 상세하게는, 블레이드(241)는 플랫폼(213c)에 설치된 헤드(213d), 정확하게는 상기 헤드(213d)의 마지막 단(stage)(즉, 마지막 실린더 부재)에 결합될 수 있으며, 블레이드(241)에 동력을 공급하는 모터는 상기 헤드(213d)내에 내장될 수 있다.

블레이드(241)은, 앞서 설명된 바와 같이, 제 1 이송메커니즘에 의해 도 6에 도시된 바와 같이, 노즐(204)의 횡방향으로의 이동에 의해 반응발생부위(A)와 동일한 종방향 또는 길이방향 축선상에 일차적으로 배치되며, 이 후 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 제 2 메커니즘인 헤드(213d)의 연장에 의해 종방향으로 액체원료를 통과하여 이동하여, 최종적으로 반응발생부위(A)에 도달할 수 있다. 제 1 교반기(240)는 도 7에 도시된 바와 같이, 블레이드(241)의 회전에 의해 반응발생부위(A)내에 직접적으로 유동을 발생시키며, 발생된 유동은 제 1 안정기 및 냉각기(210,220)에서 배출된 안정제 및 냉각제와 반응발생부위(A)의 액체원료의 혼합을 촉진할 수 있다. 따라서, 반응발생부위(A)에서의 반응이 보다 신속하고 효과적으로 억제 및 제거될 수 있다.

한편, 제 1 안정기, 냉각기, 배출기, 교반기(210-240)의 작동에도 불구하고, 반응이 계속적으로 급격하게 진행되어 액체원료 전체로 확산될 수 있다. 즉, 반응발생부위(A)가 액체원료의 일부가 아닌 전체에 걸쳐 형성될 수 있다. 또한, 제 1 안정기, 냉각기, 배출기 및 교반기(210-240)의 작동이전에 반응발생부위(A)가 최초에 액체원료의 전체에 걸쳐 확산되어 있을 수 있다. 따라서, 이와 같은 광범위하게 형성된 반응발생부위(A)를 억제하고 제거하기 위해 본 발명의 공급장치(200)는 제 2 안정기(260)를 포함할 수 있다.

제 2 안정기(260)는 액체원료와 맞닿은 제 1 컨테이너(206)의 내측벽상에 이동가능하게 배치된 게이트(gate)(261)를 포함할 수 있다. 게이트(261)는 플레이트 형상의 부재로 이루어질 수 있으며, 제 1 컨테이너(206)의 내측벽상에서 종방향으로 이동하도록 구성될 수 있다. 게이트(261)의 이동을 위해 제 2 안정기(260)는 상기 게이트(261)과 연결된 액츄에이터(263)을 가질 수 있다. 보다 상세하게는, 액츄에이터(263)는 실린더 및 실린더를 따라 종방향으로 왕복운동하는 피스톤을 가질 수 있으며, 상기 피스톤에 게이트(261)가 결합될 수 있다. 액츄에이터(263)는 도 4-도 8에서 도시된 바와 같이, 제 1 컨테이너(206)에서 연장된 플랜지에 고정되나, 노즐(204)내의 다른 구조물에 결합될 수도 있다.

제 1 컨테이너(206)의 내측벽은 노즐(204)내의 액체원료와 직접 접촉하고 있으며, 이에 따라 이러한 내측벽을 통해 대량의 안정제가 노즐(204)내에 유입될 수 있다. 이러한 이유로, 게이트(261)는 안정제의 유입을 위해 제 1 컨테이너(206)의 내측벽을 개방하도록 구성될 수 있다. 제 1 컨테이너(206)은 이의 내측벽을 관통하는 입구(206a)를 포함할 수 있으며, 게이트(261)는 상기 입구(206a)를 제 1 컨테이너(206)의 내측벽을 따라 어느 한방향(도면상 노즐(204)의 입구방향)으로 이동하면서 개방시키도록 구성될 수 있다. 또한, 반대 방향(도면상 노즐(204)의 출구방향)으로 이동함으로써 게이트(261)는 입구(206a)를 폐쇄할 수 있다.

보다 상세하게는, 게이트(261)도 이의 몸체를 관통하여 형성되는 입구(262)를 포함할 수 있다. 도 8에 도시된 바와 같이, 게이트(261)는 자신의 입구(262)와 측벽의 입구(206a)가 서로 연결되도록 액츄에이터(263)에 의해 제 1 방향, 즉 노즐(204)의 입구방향으로 이동할 수 있다. 이와 같은 입구들(262,206a)의 연결 또는 연통에 의해 제 1 컨테이너(206)과 노즐(204)가 서로 연통될 수 있으며, 대량의 안정제가 노즐(204)의 액체원료로 유입될 수 있다. 이러한 안정제의 투입을 보다 원활하게 하게 위해 다수개의 입구(206a,262)가 제 1 컨테이너(206) 및 게이트(261)에 형성될 수 있다. 또한, 도 4-도 8에서 도시된 바와 같이, 제 2 안정기(260)는 게이트(261)의 입구(262)에 설치된 펌프(264) 및 상기 펌프(264)에 연결된 노즐(265)를 포함할 수 있다. 펌프(264)는 소정의 압력을 발생시켜 입구(262,206a)를 통해 제 1 컨테이너(206)으로부터 안정제를 흡입하여, 노즐(265)로 토출할 수 있으며, 상기 노즐(265)는 토출된 안정제를 노즐(204)내에 분사할 수 있다. 이와 같은 펌프(264) 및 노즐(265)를 이용하여 안정제는 보다 효과적으로 노즐(204)내에 공급될 수 있다. 비록 펌프(264) 및 노즐(265)은 하나의 입구(262)에 대해서만 도시되어 있으나, 모든 입구들(262)에 설치될 수 있다. 다른 한편, 도 4-도 7에 도시된 바와 같이, 게이트(261)가 액츄에이터(263)에 의해 반대방향, 즉 노즐(204)의 출구 방향으로 이동하면, 자신의 입구(262)와 측벽의 입구(206a)가 서로 연결되지 않으며, 이에 따라 게이트(261)의 몸체에 의해 측벽의 입구(206a)가 폐쇄될 수 있다. 앞서 설명된 바와 같이, 제 2 안정기(260)는 제 1 컨테이너(206)의 측벽을 통해 대량의 안정제를 짧은 시간내에 액체원료 전체에 공급할 수 있으며, 이에 따라 광범위한 반응발생부위(A)도 용이하게 억제 및 제거할 수 있다.

또한, 광범위한 반응발생부위(A)는 국부적인 반응발생부위(A)에 비해 훨씬 더 많은 열을 발생시킬 수 있으며, 더 짧은 시간내에 노즐(204)의 변형 및 파손을 발생시킬 수 있다. 따라서, 넓은 반응발생부위(A) 모두를 냉각시키기 위해 본 발명의 공급장치(200)은 노즐(204)내에 설치되는 제 2 냉각기(250)를 포함할 수 있다.

제 2 냉각기(250)는 제 2 컨테이너(207)의 액체원료와 맞닿은 내측벽상에 이동가능하게 배치된 게이트(gate)(251)를 포함할 수 있다. 게이트(251)는 플레이트 형상의 부재로 이루어질 수 있으며, 제 2 컨테이너(207)의 내측벽상에서 종방향으로 이동하도록 구성될 수 있다. 게이트(251)의 이동을 위해 제 2 냉각기(250)는 상기 게이트(251)과 연결된 액츄에이터(253)을 가질 수 있다. 보다 상세하게는, 액츄에이터(253)는 실린더 및 실린더를 따라 종방향으로 왕복운동하는 피스톤을 가질 수 있으며, 상기 피스톤에 게이트(251)가 결합될 수 있다. 액츄에이터(253)는 도 4-도 8에서 도시된 바와 같이, 제 2 컨테이너(207)에서 연장된 플랜지에 고정되나, 노즐(204)내의 다른 구조물에 결합될 수도 있다.

제 2 컨테이너(207)의 내측벽은 노즐(204)내의 액체원료와 직접 접촉하고 있으며, 이에 따라 이러한 내측벽을 통해 대량의 냉각제가 노즐(204)내에 유입될 수 있다. 이러한 이유로, 게이트(251)는 냉각제의 유입을 위해 제 2 컨테이너(207)의 내측벽을 개방하도록 구성될 수 있다. 제 2 컨테이너(207)는 이의 내측벽을 관통하는 입구(207a)를 포함할 수 있으며, 게이트(251)는 상기 입구(207a)를 제 2 컨테이너(207)의 내측벽을 따라 어느 한방향(도면상 노즐(204)의 입구방향)으로 이동하면서 개방시키도록 구성될 수 있다. 또한, 반대 방향(도면상 노즐(204)의 출구방향)으로 이동함으로써 게이트(251)는 입구(207a)를 폐쇄할 수 있다.

보다 상세하게는, 게이트(251)도 이의 몸체를 관통하여 형성되는 입구(252)를 포함할 수 있다. 도 8에 도시된 바와 같이, 게이트(251)는 자신의 입구(252)와 측벽의 입구(207a)가 서로 연결되도록 액츄에이터(253)에 의해 제 1 방향, 즉 노즐(204)의 입구방향으로 이동할 수 있다. 이와 같은 입구들(252,207a)의 연결 또는 연통에 의해 제 2 컨테이너(207)와 노즐(204)이 서로 연통될 수 있으며, 대량의 냉각제가 노즐(204)의 액체원료로 유입될 수 있다. 이러한 냉각제의 투입을 보다 원활하게 수행하기 위해 다수개의 입구(207a,252)가 제 1 컨테이너(207) 및 게이트(251)에 형성될 수 있다. 또한, 도 4-도 8에서 도시된 바와 같이, 제 2 냉각기(250)는 게이트(251)의 입구(252)에 설치된 펌프(254) 및 상기 펌프(254)에 연결된 노즐(255)을 포함할 수 있다. 펌프(254)는 소정의 압력을 발생시켜 입구(252,207a)를 통해 제 2 컨테이너(207)로부터 냉각제를 흡입하여, 노즐(255)로 토출할 수 있으며, 상기 노즐(255)는 토출된 냉각제를 노즐(204)내부의 공간에 분사할 수 있다. 이와 같은 펌프(254) 및 노즐(255)를 이용하여 냉각제는 보다 효과적으로 노즐(204)내에 공급될 수 있다. 비록 펌프(254) 및 노즐(255)은 하나의 입구(252)에 대해서만 도시되어 있으나, 모든 입구들(252)에 설치될 수 있다. 다른 한편, 도 4-도 7에 도시된 바와 같이, 게이트(251)가 액츄에이터(253)에 의해 반대방향인 제 2 방향, 즉 노즐(204)의 출구 방향으로 이동하면, 자신의 입구(252)와 측벽의 입구(207a)가 서로 연결되지 않으며, 이에 따라 게이트(251)의 몸체에 의해 측벽의 입구(207a)가 폐쇄될 수 있다. 앞서 설명된 바와 같이, 제 2 냉각기(250)는 제 2 컨테이너(207)의 측벽을 통해 대량의 냉각제를 짧은 시간내에 액체원료 전체에 공급할 수 있으며, 이에 따라 광범위한 반응발생부위(A)도 용이하게 억제 및 제거할 수 있다.

더 나아가, 광범위한 반응발생부위(A)를 보다 효과적으로 냉각시키기 위해 본 발명의 공급장치(200)는 제 2 냉각기(250)에 추가적으로 제 3 냉각기(270)를 노즐(204)내에 포함할 수 있다.

제 3 냉각기(270)는 도 4-도 8에 각각 도시된 바와 같이, 노즐(204)의 전체 내면상에 설치될 수 있다. 즉, 제 3 냉각기(270)는 제 1 및 제 2 컨테이너(206,207)가 설치된 부위를 제외한 노즐(204)의 내주면 전체에 설치될 수 있다. 또한, 제 3 냉각기(270)은 이러한 노즐(204)의 내주면을 따라 상기 노즐(204)의 입구 및 출구에 걸쳐 계속적으로 연장될 수 있다. 제 3 냉각기(270)는 노즐(204)내의 액체원료와 열교환을 통해 상기 액체원료를 냉각시키도록 구성될 수 있다. 제 3 냉각기(270)에는 다양한 메커니즘이 적용될 수 있으며, 예를 들어 열전소자(thermoelastic module)가 사용될 수 있다. 열전소자는 펠티어 효과를 이용하는 장치로, 고체구조로 방수성을 가지며 반영구적으로 사용가능하다. 또한, 열전소자는 얇은 두께를 가지며 높은 냉각효율을 제공할 수 있다. 이와 같은 이유들로, 열전소자는 액체원료와 접촉하는 환경하에서 많은 공간을 차지하지 않기 때문에, 제 3 냉각기(270)로서 노즐(204)내면 전체에 설치되기에 적절할 수 있다. 열전소자의 구조 및 상세한 작동원리는 공지된 기술에 해당하므로, 다음에서 이에 대한 상세한 설명은 생략된다. 다른 한편으로, 제 3 냉각기(270)는 통상적인 냉매, 압축기, 응축기등을 사용하는 냉동사이클 구조를 가질 수도 있다.

보다 상세하게는, 제 3 냉각기(270)는 액체원료와 직접적으로 접촉하면서 상기 액체원료를 냉각시키는 몸체(271)를 포함할 수 있다. 몸체(271)는 앞서 설명된 바와 같이, 노즐(204)의 내면 전체에 설치될 수 있으며, 이에 따라 상기 노즐(204)의 내부 전체, 즉 그 내부의 액체원료를 전체적으로 냉각시킬 수 있다. 제 3 냉각기(270)가 열전소자를 이용하는 경우, 몸체(271)는 전체적으로 열전소자 자체로 이루어질 수 있다. 다른 한편, 제 3 냉각기(270)가 통상적인 냉동사이클 장치로 이루어지는 경우, 몸체(271)는 냉매관과 상기 냉매관과 결합되어 액체원료와 열교환을 수행하는 휜과 같은 열전달부재로 이루어지며, 압축기 및 응축기와 같은 장치는 노즐(204)의 외부에 배치될 수 있다.

제 3 냉각기(270)는 앞서 설명된 구성으로 인해, 노즐(204) 내부의 액체원료를 전체적으로 냉각시킬 수 있으므로, 넓게 확산된 반응발생부위(A)도 신속하고 효과적으로 냉각시킬 수 있다. 따라서, 노즐(204)의 변형이나 파손이 방지될 수 있으며, 발생하고 있는 반응의 효과적인 억제에도 도움이 될 수 있다.

반응발생부위(A)에 대한 적절한 대응을 위해서는 상기 반응발생부위(A)를 정확하게 특정하는 것이 중요하다. 따라서, 본 발명에 따른 공급장치(200)는 노즐(204)내에 설치되어 반응발생부위(A)를 감지하도록 구성되는 감지장치(280)를 포함할 수 있다. 앞서 설명된 바와 같이,외부물질 또는 불순물등에 의해 액체원료내에 반응이 발생되면, 이러한 반응에 의해 열이 발생된다. 이러한 이유로, 감지장치(280)는 노즐(204)내의 액체원료의 온도 및 이의 변화를 측정하도록 구성될 수 있다. 감지장치(280)에는 어려가지 방식의 온도센서가 적용될 수 있으며, 예를 들어 접촉식 온도센서 또는 비접촉식 온도센서가 적용될 수 있다. 보다 상세하게는, 감지장치(280)는 노즐(204)의 내면상에 배치될 수 있다. 앞서 설명된 바와 같이, 제 3 냉각기(270)가 노즐(204)의 내면 전체에 걸쳐 형성되어 있다. 따라서, 감지장치(270)의 설치를 위해 도시된 바와 같이, 제 3 냉각기(270)의 몸체(271)은 소정크기의 리세스(272)를 포함할 수 있으며, 상기 리세스(272)내에 감지장치(280)가 수용될 수 있다. 보다 정확하게 반응발생부위(A)를 검출하기 위해, 다수개의 감지장치(280)가 도시된 바와 같이 노즐(204)의 내면 전체에 걸쳐 균일하게 분포될 수 있다. 이와 같은 감지장치(280)는 액체원료내의 온도변화를 감지하고 이러한 감지결과에 기초하여 반응발생영역(A)을 특정할 수 있다. 예를 들어, 액체원료내의 특정부위의 온도가 급격하게 상승되는 것이 감지장치(280)에 의해 검출되면, 상기 특정부위가 반응발생영역(A)으로 판단될 수 있다.

만일 노즐(204)내의 액체원료에 반응이 발생하면, 이러한 반응은 이송중인 액체원료를 통해 빠르게 확산될 수 있다. 이와 같이 확산된 반응은 노즐(204)의 출구를 통해 이에 연결된 다른 탱크, 예를 들어 운송장치인 탱크로리의 탱크내의 액체원료로 전이될 수 있다. 다른 한편, 확산된 반응은 노즐(204)의 입구를 통해 호스(203)을 거쳐 저장탱크(100)내의 액체원료로도 전이될 수 있다. 이러한 전이된 반응으로 인해 운송장치뿐만 아니라 저장탱크(100)내의 액체원료에서도 연소 및 폭발이 발생될 수 있다. 따라서, 본 발명의 공급장치(200)는 감지장치(280)에 의해 반응발생부위(A)가 노즐(204)내에서 감지되면, 상기 노즐(204)내의 공간 및 액체원료를 외부와 격리시키도록 구성되는 차단장치(290)를 포함할 수 있다. 이러한 차단장치(290)는 도 4-도 8에 먼저 개략적으로 도시된다. 또한, 도 10은 본 발명에 따른 액체원료 공급장치의 노즐에서 차단장치의 구조 및 작동을 나타내는 평면도들이며, 상기 차단장치(290)를 상세하게 도시한다.

먼저, 도 4-도 8에 도시된 바와 같이, 차단장치(290)는 노즐(204)의 입구 및 출구에 각각 설치되는 제 1 및 제 2 차단장치(290a,290b)를 포함할 수 있다. 이들 제 1 및 제 2 차단장치(290a,290b)는 반응발생부위(A)가 감지되면, 노즐(204)의 입구 및 출구 둘 다를 폐쇄하도록 구성될 수 있다. 보다 상세하게는, 도 10에 도시된 바와 같이, 제 1 및 제 2 차단장치(290a,290b)는 소정 크기의 고리 형상을 갖는 리테이터(retainer)(291)를 포함할 수 있다. 상기 리테이너(291)는 소정크기의 개구부(291a)를 가지며, 노즐(204)의 내면상에 부착될 수 있다. 또한, 도 10(b)에 도시된 바와 같이, 제 1 및 제 2 차단장치(290a,290b)는 리테이터(291)의 원주방향을 따라 소정간격으로 회동축(292a)를 중심으로 회동가능(pivot)하게 설치되는 다수개의 블레이드들(292)을 포함할 수 있다. 도 10(b)는 도면의 간결성을 위해 다수개의 블레이드들(291)중 하나만을 예시적으로 도시한다. 블레이드(292)는 모터 및 기어구조등을 이용하는 구동장치에 의해 리테이너(291)의 중심을 향해 회동하거나 상기 중심으로부터 멀어지게 회동할 수 있다. 이러한 블레이드들(292)이 도 10(a)에 도시된 바와 같은 리테이너(291)내에 완전하게 수용된 상태로부터 상기 리테이너(291)의 중심부를 향해 회동하면, 도 10(b)에 도시된 바와 같이, 리테이너(291) 중앙의 개구부(291a)내로 돌출되기 시작한다. 블레이드들(292)이 완전히 회동하면, 이들은 서로 겹쳐지면서, 도 10(c)에 도시된 바와 같이, 리테이터(291)의 개구부(291a)를 완전하게 폐쇄하며, 이에 따라 노즐(204)의 입구 및 출구를 폐쇄할 수 있다. 또한, 블레이드들(292)이 반대방향, 즉 리테이터(291) 중심으로터 멀어지게 회동하기 시작하여 완전하게 이와 같은 반대방향으로 회동하면, 도 10(c) 및 도 10(b)의 상태를 순차적으로 거치며 리테이너(291)내에 완전하게 수용됨으로써 도 10(a)에 도시된 바와 같이, 리테이너(291)의 개구부(291a), 즉 노즐(204)의 입구 및 출구를 개방할 수 있다. 이와 같은 차단장치(290)에 의해 노즐(204)내의 반응발생부위(A)는 외부와 완전하게 차단될 수 있으며, 앞서 언급된 장치들(210-270)을 이용하여 다른 시설들로의 전이에 대한 염려없이 안전하게 안정화될 수 있다.

상술된 본 발명의 공급장치(100)의 구성에 뒤이어, 관련된 도면들을 참조하여 상기 공급장치(200)의 작동이 본 발명의 보다 나은 이해를 위해 다음에서 상세하게 설명된다.

본 발명의 저장장치(200)에서, 감지장치(280)는 지속적으로 노즐(204)내부의 액체원료의 온도를 검출할 수 있다. 만일 특정부위의 온도가 계속적으로 상승하여 소정 온도이상이 되면, 외부 물질 및 불순물등을 포함하는 다양한 원인에 의해 액체원료에 반응이 발생된 것으로 판단될 수 있으며, 상승된 온도를 갖는 특정부위는 반응발생부위(A)로 결정될 수 있다.

이와 같이 반응의 발생, 즉 반응발생부위(A)가 감지장치(280)에 의해 감지되면, 먼저 차단장치(290a,290b)는 노즐(204)의 입구 및 출구를 둘 다 폐쇄시킬 수 있으며, 상기 노즐(204)내의 공간 및 액체원료는 외부와 격리될 수 있다. 따라서, 노즐(204)내에 발생된 반응이 이에 연결된 이송용 탱크 및 저장탱크(100)로 전이되는 것이 일차적으로 방지되며, 안전하게 상기 반응, 즉 반응발생부위(A)가 처리될 수 있다.

또한, 반응발생부위(A)가 결정되면, 도 6에 도시된 바와 같이, 제 1 안정기(210)는 제 1 냉각기(220), 제 1 배출기(230) 및 제 1 교반기(240)와 함께 제 1 이송메커니즘(113a-113c)을 이용하여 횡방향으로의 운동에 의해 반응발생부위(A)와 동일한 종방향 축선상에 배치될 수 있다. 정확하게는 제 1 안정기, 냉각기, 배출기 및 교반기(210-240)의 노즐, 흡입관 및 블레이드(211,221,231,241)가 반응발생부위(A)와 동일한 종방향 축선상에 배치될 수 있다. 이 후, 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 노즐, 흡입관 및 블레이드(211,221,231,241)는 제 2 이송 메커니즘, 즉 헤드(113d)의 연장에 의해 종방향으로 액체원료를 통과하여 이동하여, 반응발생부위(A)에 도달할 수 있다.

계속해서, 제 1 안정기(210)는 노즐(211)을 이용하여 안정제를 반응발생부위(A)에 직접 공급하며, 제 1 냉각기(220)는 노즐(221)을 이용하여 냉각제를 상기 반응발생부위(A)에 직접 공급할 수 있다. 또한, 제 1 배출기(230)는 흡입관(231)을 이용하여 반응발생부위(A)로부터 액체원료를 직접 흡입하여 이를 노즐(204)의 외부로 배출할 수 있다. 이와 같은 제 1 안정기, 냉각기, 배출기(210-230)에 의한 직접적인 안정제/냉각제의 공급 및 직접적인 액체원료의 배출에 의해 반응발생부위(A)의 반응은 신속하고 효과적으로 억제 및 제거될 수 있다. 더 나아가, 제 1 교반기(240)는 블레이드(241)의 회전을 이용하여 반응발생부위(A)내에 직접적으로 유동을 발생시킬 수 있다. 이와 같은 제 1 교반기(240)에 의한 직접적인 유동의 공급은 제 1 안정기 및 냉각기(210,220)에서 배출된 안정제 및 냉각제를 반응발생부위(A)의 액체원료와 균일하게 혼합시키며, 이에 따라 반응을 보다 신속하고 효과적으로 억제 및 제거할 수 있다.

이러한 안정화 작동에 있어서, 제 1 배출기(230)를 이용한 배출은 일단 노즐(204)내의 반응의 억제 및 제거에 효율적이나 외부로 배출된 액체원료는 여전히 연소 및 폭발의 위험성을 갖게 되며, 외부의 다른 시설에 피해를 유발할 수 있다. 따라서, 제 1 안정기(210), 제 1 냉각기(220) 및 제 1 교반기(240)가 제 1 배출기(230)의 작동이전에 먼저 작동될 수 있다. 이 후, 반응발생부위(A)의 억제 및 제거가 성공적이지 않는 것으로 판단되는 경우, 즉 감지장치(280)가 반응발생부위(A)의 온도저하를 감지하지 못하거나 오히려 온도의 상승을 감지하는 경우, 더 나아가 온도가 상승되는 영역이 확산되는 경우(반응발생부위(A)의 확산), 제 1 배출기(230)가 작동되어 반응발생부위(A)의 액체원료를 배출시킬 수 있다.

한편, 감지장치(280)가 액체원료내에서 온도가 상승되는 영역이 전체적으로 확산된 것으로 감지하면, 이는 노즐(204)내에 광범위한 반응발생부위(A)가 이미 발생된 것으로 판단될 수 있다. 또한, 제 1 안정기, 냉각기, 배출기, 및 교반기(210-240)의 작동에도 불구하고, 감지장치(280)가 최초 반응발생부위(A)에서의 온도저하를 감지하지 못하거나 온도의 상승을 감지하는 경우, 광범위한 반응발생부위(A)가 발생될 가능성이 있다고 판단될 수 있다.

이러한 경우, 도 8에 도시된 바와 같이, 제 2 안정기(260)는 액츄에이터(263)를 이용하여 게이트(261)를 종방향으로 이동시키면서 자신의 입구(262)와 제 1 컨테이너(206) 내측벽의 입구(206a)를 서로 연결시킬 수 있다. 따라서, 연결된 입구들(262,206a)은 제 1 컨테이너(206)와 노즐(204)을 연결하는 통로를 형성하며, 형성된 통로를 통해 대량의 안정제가 노즐(204)내에 전체적으로 투입될 수 있다. 또한, 게이트(261)의 입구(262)에 설치된 펌프(264) 및 노즐(265)에 의해 많은 량의 안정제가 보다 신속하게 노즐(204)내에 공급될 수 있다. 동시에, 제 2 냉각기(250)도 액츄에이터(253)를 이용하여 게이트(251)를 종방향으로 이동시키면서 자신의 입구(252)와 제 2 컨테이너(207) 내측벽의 입구(207a)를 서로 연결시킬 수 있다. 따라서, 연결된 입구들(252,207a)를 통해 대량의 냉각제가 노즐(204)내에 전체적으로 투입될 수 있다. 또한, 게이트(251)의 입구(252)에서 펌프(254) 및 노즐(255)는 제 2 컨테이너(207)로부터 더 많은 량의 냉각제를 강제적으로 인출하여 보다 신속하게 노즐(204)내에 공급될 수 있다. 이와 같은 제 2 안정기 및 제 2 냉각기(260,250)의 작동과 더불어, 제 3 냉각기(270)도 열교환을 통해 노즐(204)내의 액체원료를 냉각시킬 수 있다. 앞서 설명된 바와 같이, 제 3 냉각기(270)는 노즐(204)의 내면 전체에 걸쳐 설치되어 있으므로, 액체원료가 전체적으로 냉각될 수 있다. 따라서, 제 2 안정기(260), 제 2 냉각기(250), 및 제 3 냉각기(270)는 노즐(204)내의 전체적인 안정제 공급 및 전체적인 냉각을 가능하게 한다. 이러한 이유로, 제 2 안정기(260), 제 2 냉각기(250), 및 제 3 냉각기(270)는 노즐(204)내에 광범위하게 확산된 반응발생영역(A) 뿐만 아니라 제 1 안정기, 냉각기, 배출기 및 교반기(210-240)에 의해 억제되지 않아 잠재적으로 확산될 수 있는 반응발생영역(A) 모두를 신속하고 효과적으로 억제할 수 있다.

앞서 설명된 바와 같이, 본 발명의 공급장치(200)는 제 1 안정기, 제 1 냉각기, 제 1 배출기 및 제 1 교반기(210-240)등을 이용하여 국부적인 반응발생영역(A)을 일차적으로 억제 및 제거할 수 있다. 또한, 본 발명의 공급장치(200)는 제 2 안정기(250), 제 2 냉각기(260) 및 제 3 냉각기(270)등을 이용하여 이미 광범위하게 확산되었거나 향후 확산될 가능성이 있는 반응발생영역(A)을 최종적으로 억제 및 제거할 수 있다. 따라서, 본 발명의 공급장치(200)는 반응발생의 정도에 따라 반응발생영역(A)에 다단계의 대응을 수행하며, 이에 따라 반응발생영역(A)을 효과적이고 신속하게 억제 및 제거할 수 있다.

상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

200: 공급장치 210: 제 1 안정기
220: 제 2 냉각기 230: 제 1 배출기
240: 제 1 교반기 250: 제 2 냉각기
260: 제 2 안정기 270: 제 3 냉각기
280: 감지장치 290: 차단장치

Claims (4)

1. 저장탱크와 연결되며 상기 저장탱크에 저장된 액체원료를 이송하도록 구성되는 호스;
   상기 호스에 연결되며, 상기 이송된 액체원료를 소정압력으로 분사하도록 구성되는 메인 노즐;
   상기 메인 노즐내에 제공되며, 상기 노즐내의 액체원료내에 발생되는 반응을 억제하는 안정제를 저장하도록 구성되는 제 1 컨테이너;
   상기 메인 노즐내에 제공되며, 상기 액체원료를 냉각시키는 냉각제를 저장하도록 구성되는 제 2 컨테이너;
   상기 메인 노즐내에 설치되며 상기 액체원료내의 반응발생부위를 감지하도록 구성되는 감지장치;
   상기 메인 노즐내에 설치되며, 상기 감지된 반응발생부위에 직접적으로 상기 제 1 컨테이너의 안정제를 분사하도록 구성되는 제 1 안정기; 및
   상기 메인 노즐내에 설치되며, 상기 감지된 반응발생부위에 직접적으로 상기 제 2 컨테이너의 냉각제를 직접 분사하도록 구성되는 제 1 냉각기를 포함하는 액체원료 공급장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 제 1 안정기는:
   상기 반응발생부위에 상기 안정제를 분사하는 노즐; 및
   상기 노즐을 상기 반응발생부위까지 이동시키도록 구성된 이송 메커니즘을 포함하는 액체원료 공급장치.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 이송 메커니즘은:
   상기 제 1 안정기의 노즐을 상기 메인 노즐의 횡방향으로 이동시키도록 구성되는 제 1 이송 메케니즘; 및
   상기 제 1 안정기의 노즐을 상기 메인 노즐의 종방향으로 이동시키도록 구성되는 제 2 이송 메커니즘을 포함하는 액체원료 공급장치.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 제 1 컨테이너의 벽을 통해 상기 안정제를 상기 메인노즐내에 전체적으로 공급하도록 구성되는 제 2 안정기,
   상기 제 2 컨테이너의 벽을 통해 상기 냉각제를 상기 메인 노즐내에 전체적으로 공급하도록 구성되는 제 2 냉각기, 및
   상기 반응발생부위가 감지되면, 상기 메인노즐내의 액체원료를 외부와 격리시키도록 구성되는 차단장치를 더 포함하는 액체원료 공급장치.
   

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