KR101995295B1 - 요소수 제조장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 요소와 용해수를 이용하여 요소수를 연속 생산하는 제조장치와 제조방법에 대한 것이며, 요소수 제조장치를 관리하는 시스템에 대한 발명이다. 구체적으로 요소수 제조장치는 용융공간 및 교반공간으로 구분하며, 용용공간 및 교반공간 사이에 복수의 액체유동구를 형성하는 교반용기, 용융공간에 흡입구을 형성하며, 교반공간에 토출구을 형성하며, 중간에 순환펌프를 형성하는 순환관, 상기 순환관에서 분기되는 제1배출관을 포함하는 구성으로 이루어진다.
Description
본 발명은 요소와 용해수를 이용하여 요소수를 연속 생산하는 제조장치와 제조방법에 대한 것이며, 요소수 제조장치를 관리하는 시스템에 대한 발명이다.
특허문헌 001은 요소로부터 암모니아를 생성시키고 이를 SCR 공정에 공급해 요소를 환원제로 하여 질소산화물을 제거하는 방법에 관한 것이다. 보다 자세하게는 요소수용액을 열분해 반응로에 주입하여 요소를 1차적으로 암모니아와 이산화탄소로 분해시키고 이들이 포함된 열분해가스를 질소산화물이 포함된 배기가스에 주입하여 혼합한다. 배기가스와 혼합된 열분해가스 중 이소시안산은 촉매상에서 수화되어 추가로 암모니아로 전환되고 이것이 열분해에 의해 생성된 암모니아와 함께 환원제로 작용을 하여 SCR 촉매상에서 질소산화물을 제거하는 방법에 관한 것이다. 따라서 요소를 사용하지만 암모니아를 사용하였을 때와 동일한 질소산화물 제거 성능을 얻게 되는 동시에 취급이 용이하고 안전한 요소를 사용하기 때문에 유해한 암모니아 사용에 따른 수송, 저장 및 취급 등의 안전문제를 해결할 수 있는 방법을 제공한다.
특허문헌 002는 요소수, 특히 30% 이상의 고농도의 요소수를 예를 들어 겨울철과 같은 혹한기에도 안정적으로 보관 및 운반할 수 있는 요소수 동결방지용 용액을 제공한다. 이러한 요소수 동결방지용 용액은 분자 중수산기와 아세테이트기가 블럭 타입으로 되어 있는 수용성 고분자로서의 폴리비닐알코올을 함유하며, 요소수 100 중량부에 대하여 0.1중량부 내지 0.5중량부의 양으로 사용된다.
특허문헌 003은 불순물 이온이 포함되어 있는 저가의 저급요소수를 고도 정제처리하여 고가의 고급요소수를 제조하여 제공하기 위한 고순도 요소수 제조장치 및 이를 이용한 고순도 요소수 제조방법에 관한 것이다. 구체적으로 순수를 공급하는 순수공급부;, 상기 순수공급부로부터 공급되는 순수와, 요소투입구를 통해 외부로부터 투입되는 고체상의 요소를 수용하여 용해과정을 거치는 요소용해부; 상기 요소용해부의 하부에서 고체상의 요소와 순수를 함께 강력 흡입 후 요소용해부 상부에서 강력 분사하여, 이때 발생하는 와류에 의해 고체상의 요소를 강제 용해시키는 고체이송펌프; 상기 요소용해부의 하단에 위치하여 순수의 공급량을 정밀 측정하는 전저자울과, 요소용해부의 측벽에 설치되는 레벨게이지, 유량계를 포함하는 정밀계측부; 상기 요소용해부에서 생성된 요소수를 제1고분자여재부로 공급하는 이송펌프와, 상기 이송펌프를 통해 공급되는 요소수 내에 포함되어 있는 불순물 이온을 이온교환에 의해 제거하는 제1고분자여재부와, 상기 제1고분자여재부에서 1차 처리된 요소수를 공급받아 요소수 내에 포함되어 있는 암모늄염, 복합금속 염의 적층, 제거하는 제2고분자여재부와, 상기 제2고분자여재부에서 2차 처리된 요소수를 최종적으로 필터처리하는 필터부를 포함하는 요소수고도정제부로 이루어지는 것임을 특징으로 하는 고순도 요소수 제조장치이다.
특허문헌 004는 요소수로부터 트리유렛을 보다 효율적으로 제거하는 방법, 고순도인 요소수를 제조하는 방법, 또한, 요소수로부터 트리유렛을 회수하는 방법을 나타낸다. 요소수를 물에 용해시켜서 요소수로 하는 스텝, 상기 요소수를 17도 이하 -5도 이상의 온도 범위로 해서 백탁시키는 스텝, 백탁한 상기 요소수를 이온 교환 수지에 통과시키는 스텝을 갖는 요소수의 제조 방법으로 한다. 또한, 요소와 불순물로서의 트리유렛을 함유하는 요소수를 17도 이하 -5도 이상의 온도 범위로 냉각해서 상기 트리유렛을 석출시켜 상기 요소수를 백탁시키는 스텝과, 상기 온도 범위에 있어서 상기 요소수가 백탁한 상태에서 상기 요소수를 이온 교환 수지에 통과시켜, 석출한 상기 트리유렛을 상기 이온 교환 수지에 포착시키는 스텝을 갖는 요소수로부터 트리유렛을 제거, 회수하는 방법을 제시하였다.
본 발명은 요소와 용해수를 이용하여 요소수를 연속 생산하는 제조장치와 제조방법에 대한 것이며, 요소수 제조장치를 관리하는 시스템에 대한 발명이다.
종래발명들의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명은 요소수 제조장치에 대한 것으로서, 요소수 제조장치에 있어서, 용융공간(101) 및 교반공간(102)으로 구분하며, 용용공간 및 교반공간 사이에 복수의 액체유동구(103)를 형성하는 교반용기(100);, 용융공간교반공간에 흡입구(111)을 형성하며, 교반공간용융공간에 토출구(112)을 형성하며, 중간에 순환펌프(113)를 형성하는 순환관(110);, 상기 순환관에서 분기되는 제1배출관(120);을 포함한다.
본 발명의 요소수 제조장치는 앞에서 제시한 교반용기, 순환관, 제1배출관에 있어서, 상기 제1배출관과 결합되는 필터(200);를 포함한다.
본 발명의 요소수 제조장치는 앞에서 제시한 교반용기, 순환관, 제1배출관에 있어서, 상기 순환관에서 분기되어 관으로 결합되는 비중계(300);를 포함한다.
본 발명의 요소수 제조장치는 앞에서 제시한 발명에 있어서, 상기 교반용기, 필터, 비중계를 일체로 수용하는 케이스(400)를 포함한다.
본 발명의 요소수 생산방법에 있어서, 교반용기의 용용공간에 요소와 용해수를 투입하는 재료투입단계(S10);, 재료투입단계 후, 용해수에 의해 요소가 용융되는 요소용융단계(S20);, 요소용융단계 후, 생성된 요소수를 배출하는 배출단계(S50);를 포함한다.
본 발명의 요소수 생산방법은 앞에서 제시된 재료투입단계, 요소용융단계, 배출단계에 있어서, 상기 배출단계 전, 요소수의 비중을 실시간으로 측정하는 비중측정단계(S30);를 포함한다.
본 발명의 요소수 생산방법은 앞에서 제시된 재료투입단계, 요소용융단계, 배출단계에 있어서, 상기 배출단계 전, 요소수 불순물을 필터링하는 필터단계(S40);를 포함한다.
본 발명의 요소수 생산 관리 시스템에 있어서, 각각의 요소수 제조장치에서 생산되고 배출된 요소수량을 저장하는 데이터저장단계(S100);, 데이터저장단계 후, 저장된 정보를 외부로 송출하는 데이터송출단계(S200);, 각각의 요소수 제조장치에서 송출된 데이터가 외부 서버에 수신되는 데이터수신단계(S300);, 데이터 수신단계 후, 서버에서 정보를 분석하는 정보분석단계(S400);를 포함한다.
본 발명의 요소수 생산 관리 시스템은 데이터저장단계, 데이터송출단계, 데이터수신단계, 정보분석단계에 있어서, 정보분석단계 후, 정리된 데이터를 인터넷 환경의 휴대용 단말기에 출력하는 출력단계(S500);를 포함한다.
본 발명의 요소수 생산 관리 시스템은 데이터저장단계, 데이터송출단계, 데이터수신단계, 정보분석단계에 있어서, 상기 정보분석단계 후, 요소충전자 휴대용 단말기에 요소수 제조장치 위치정보 및 투입량 정보가 송출되는 충전정보제공단계(S600);를 포함한다.
본 발명의 요소수 생산 관리 시스템은 데이터저장단계, 데이터송출단계, 데이터수신단계, 정보분석단계에 있어서, 상기 요소수 제조장치의 이상작동여부를 실시간으로 감지하는 이상감지단계(710);를 포함한다.
본 발명의 요소수 생산 관리 시스템은 데이터저장단계, 데이터송출단계, 데이터수신단계, 정보분석단계에 있어서, 상기 요소수 제조장치의 비정상 작동시 사용자가 장치에 장착된 비상호출버튼을 작동하는 호출단계(720);를 한다.
본 발명은 요소와 용해수를 이용하여 요소수를 연속 생산하는 제조장치와 제조방법에 대한 것이며, 요소수 제조장치를 관리하는 시스템에 대한 발명이다.
본 발명은 요소수가 요구되는 현장에서 요소투입으로 직접 요소수를 생산하는 효과가 있다.
본 발명은 요소수 생산과정 중 비중을 측정하여 요소수의 요소함량을 계측하는 효과가 있다.
본 발명의 비중측정장치는 입구를 작게 형성하므로 계측오차를 최소화할 수 있다.
본 발명의 비중측정장치는 상단경사부 및 미끄럼면을 형성하므로, 요소수가 비중측정용기 외부면에 잔류되지 않는다.
본 발명의 요소수 생산장치는 하나의 펌프에서 요소수 순환, 요소수 공급, 비중측정을 한다.
도 1은 본 발명 요소수 제조장치 개념도.
도 2는 본 발명 비중측정장치 개념도.
도 3은 본 발명의 요소수 생산방법의 순서도.
도 4는 본 발명 요소수 관리 시스템의 순서도.
도 2는 본 발명 비중측정장치 개념도.
도 3은 본 발명의 요소수 생산방법의 순서도.
도 4는 본 발명 요소수 관리 시스템의 순서도.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시 예를 상세하게 설명한다.
(실시예 1-1) 본 발명의 요소수 생산장치는 용융공간(101) 및 교반공간(102)으로 구분하며, 용용공간 및 교반공간 사이에 복수의 액체유동구(103)를 형성하는 교반용기(100);, 교반공간에 흡입구(111)을 형성하며, 용융공간에 토출구(112)을 형성하며, 중간에 순환펌프(113)를 형성하는 순환관(110);, 상기 순환관에서 분기되는 제1배출관(120);을 포함한다.
본 발명은 소형 공간에서 요소수를 연속생산하며, 공급하는 장치에 대한 발명이다. 구체적으로 교반용기, 순환관, 제1배출관이 주요구성을 이룬다. 교반용기는 용융공간과 교반공간으로 구분되며, 구분되는 곳에는 복수의 액체유동구로 이루어진 구성이 삽입된다. 용융공간에는 요소 및 용해수를 투입하며, 용해수와 요소의 접촉으로 용융된 요소수는 중력에 의해 교반공간으로 모여진다. 즉, 용융공간은 요소와 용해수의 접촉이 이루어지며 요소수를 생산하는 공간이며, 교반공간은 용해수와 요소수가 혼합되는 공간이다. 교반공간의 요소수는 순환펌프를 통해 다시 용융공간으로 이동되며, 용융공간으로 이동된 요소수는 다시 요소와 접촉되어 농도가 높은 요소수를 생산한다. 순환펌프로 연속 순환하면, 일정시점에서 요소가 완전 용해되며, 교반용기 전체는 요소수로 채워진다. 요소수가 완전히 생성된 이후에는 요소수를 사용처로 배출하며, 이는 제1배출관을 통해 이루어진다. 순환펌프는 용융공간 및 교반공간의 요소수 순환과정뿐 아니라, 요소수 외부 배출과정을 수행한다. 순환과정은 흡입구로 진입된 요소수를 토출구로 배출하며, 중간에 순환펌프에 의해 요소수를 유동시킨다. 배출과정은 흡입구로 진입된 요소수를 제1배출관으로 배출하며, 중간의 순환펌프에 의해 배출된다. 즉, 순환펌프와 배출구 사이에는 분기관을 형성하며, 분기관에는 방향전환을 위한 방향전환 밸브가 장착된다. 순환과정과 배출과정의 프로세스는 제어장치에 의해 이루어지며, 제어장치는 방향전환밸브를 작동시켜, 요소수의 순환과정 또는 배출과정을 형성한다. 본 발명의 용해수는 초순수를 사용하는 것이 바람직하나, 상수도, 지하수, 공업용수 등이 치환되어 사용될 수 있다.
(실시예 1-2) 본 발명의 요소수 제조장치는 실시예 1-1에 있어서, 상기 액체유동구는 판재형상에 복수의 구멍이 형성된 망(130)으로 형성된다.
용융공간과 교반공간은 복수의 구멍으로 이루어진 망을 형성하며, 상기 망은 고체상태의 요소가 교반공간으로 진입되는 것을 차단한다. 액체유동구는 상기 망에 형성된 복수의 구멍을 의미한다. 상기 구멍의 크기는 액체상태의 요소수는 통과되며, 일정한 크기의 요소는 통과되지 않는 크기로 형성된다.
(실시예 1-3) 본 발명의 요소수 제조장치는 실시예 1-2에 있어서, 상기 망은 교반용기 내부에 경사 또는 평면으로 형성된다.
상기 망은 교반용기의 내부공간을 구분한다. 상기 망은 박스형상으로 형성되어 교반용기 내부에 삽입될 수 있으며, 또는 판재형상으로 형성되어 평면 또는 경사면으로 설치되어 교반용기를 구분한다.
(실시예 1-4) 본 발명의 요소수 제조장치는 실시예 1-1에 있어서, 상기 교반공간에 교반기(140);가 형성된다.
상기 교반공간은 용융된 요소수를 수용한다. 요소수의 2차 용융을 위해, 교반공간 내부는 교반기를 장착한다. 교반기는 프로펠라로 이루어지며, 프로펠라는 용융된 요소수를 교반공간 내에서 순환시킨다. 상기 프로펠라 회전은 교반용기 외부의 동력원(모터)을 이용하거나, 또는 교반공간 내부의 수중모터로 회전된다.
(실시예 1-5) 본 발명의 요소수 제조장치는 실시예 1-1에 있어서, 상기 교반공간에는 히터(150);를 장착한다.
교반공간 내부에 히터가 장착된다. 요소는 고온에서 쉽게 용융된다. 망의 크기보다 작은 요소가 교반공간에 위치되면, 미소한 크기의 요소 분말은 히터에 의해 용융된다. 상기 히터는 정해진 온도를 유지하며, 온도측정센서에 의해 작동이 제어된다. 상기 온도측정센서는 서머커플을 사용하는 것이 바람직하나, 이와 균등한 대상이 치환될 수 있다.
(실시예 1-6) 본 발명의 요소수 제조장치는 실시예 1-1에 있어서, 상기 용용공간에는 재료투입구(160);를 형성한다.
용융공간은 고체상태의 요소와 액체상태의 용해수를 수용한다. 요소 및 용해수 공급을 위해, 교반용기는 재료투입구를 형성한다. 재료투입구는 요소 및 용해수가 동시에 투입될 수 있다. 반면, 요소투입구와 용해수 투입구를 구분할 수 있다. 용해수 투입구를 별도로 형성하는 경우, 용해수 투입관을 형성하며, 상기 투입관에는 밸브 및 유량계를 형성한다.
(실시예 1-7) 본 발명의 요소수 제조장치는 실시예 1-1에 있어서, 상기 토출구에 결합되며, 복수의 분사구(115)를 형성하는 분사챔버(114);를 형성한다.
교반공간의 요소수는 순환관을 통해 용용공간으로 공급되며, 이러한 과정은 연속적으로 이루어지며, 따라서 요소수는 교반공간과 용융공간을 순환한다. 반복적인 순환과정을 통해 요소는 연속적으로 용융한다. 요소수는 용융공간 내부에 넓은 공간으로 균일하게 분산되어야 한다. 이를 위해 토축구에 분사챔버를 결합하며, 분사챔버는 복수의 분사구를 형성한다. 분사구 직경은 작게 형성하여 요소수의 분출속도를 높인다. 분사챔버 위치는 용융공간 상단에 위치되는 것이 바람직하다. 또는 분사챔버를 복수로 형성하여 용융공간 내부에 균일하게 위치시키는 것이 바람직하다.
(실시예 1-8) 본 발명의 요소수 제조장치는 실시예 1-1에 있어서, 상기 흡입구에 결합되며, 복수의 흡입개구(117)가 형성된 흡입챔버(116);를 포함한다.
교반공간의 요소수가 용융공간으로 이송되기 위해, 순환펌프는 흡입구의 요소수를 흡입한다. 흡입효율 향상을 위해, 흡입구에는 흡입챔버를 장착하며, 흡입챔버는 복수의 흡입개구를 형성한다. 교반공간의 요소수가 흡입개구를 통해 흡입챔버로 흡입되며, 흡입챔버의 요소수는 순환관을 통해 용융공간으로 이송된다.
(실시예 2-1) 본 발명의 요소수 생산장치는 실시예 1-1에 있어서, 상기 제1배출관과 결합되는 필터(200);를 포함한다.
교반용기에서 요소가 용해수에 용해되어 요소수를 생산한다. 생산된 요소수는 사용처로 공급되기 전에 필터를 거쳐 이물질 등을 완전히 제거해야 된다. 상기 이물질 등을 제거하기 위해 제1배출관에 필터를 결합한다.
(실시예 2-2) 본 발명의 요소수 제조장치는 실시예 2-1에 있어서, 상기 필터와 결합되어 정화된 요소수를 배출하는 제2배출관(210)을 형성한다.
필터에 의해 이물질이 제거된 요소수는 제2배출관을 통해 사용처로 배출된다. 순환펌프 동력이 요소수를 필터로 압송하며, 또한 제2배출관으로 정제된 요소수를 배출한다.
(실시예 2-3) 본 발명의 요소수 제조장치는 실시예 2-2에 있어서, 상기 제2배출관 중간에는 챔버(230)를 형성한다.
요소수 생산량과 사용량이 일치되는 경우, 연속공급이 가능하다. 그러나, 생산량과 사용량이 상이하면, 연속공급이 불가능하다. 이를 해결하기 위해 제2필터는 챔버를 형성한다. 챔버는 일정량의 요소수를 수시로 수용하며, 사용에 따른 부족량을 교반용기로부터 공급받는다. 챔버는 공급펌프를 장착한다. 상기 공급펌프는 사용자 조작으로 작동된다. 공급량 감지는 무게를 측정하여 감지할 수 있으며, 또는 수위를 측정하여 감지할 수 있다. 무게측정은 챔버의 로드셀로 측정하며, 수위감지는 수압을 측정하거나, 레벌미터로 측정할 수 있다.
(실시예 2-4) 본 발명의 요소수 제조장치는 실시예 2-1에 있어서, 상기 필터는 내부에 중공사막(240)을 형성한다.
요소수에는 미립형태의 요소가 존재하거나, 트리우렛이 존재할 수 있다. 미립요소 및 탁도 제거를 위해 필터 내부에는 펌프 압력으로 필터링하는 중공사막을 형성한다. 중공사막은 일정한 크기의 구멍을 형성하며, 구멍은 요소수 만을 통과시킨다. 중공사막은 주기적으로 교체되어야 한다. 용이한 교체를 위해, 카트리지 타입 및 플렌지 타입을 형성한다. 카트리지 타입은 중공사막필터를 장착한 카트리지로 형성된다. 플렌지 타입은 플렌지가 필터내부와 결합되며, 플렌지 장착 및 탈착에 의해 중공사막 교체를 가능하게 한다.
(실시예 2-5) 본 발명의 요소수 제조장치는 실시예 2-1에 있어서, 상기 필터는 내부에 정제필터(250) 및 이온필터(260)를 형성한다.
중공사막을 통과한 요소수에는 잔량의 분순물을 포함할 수 있다. 이러한 불순물 잔량을 제거하기 위해 정제필터 및 이온필터를 장착한다. 정제필터 및 이온필터는 필터 내부에 장착되며, 카트리지 형태로 결합된다. 즉, 일정한 주기로 교체 가능하다. 다른 실시예로서, 이온필더를 대신하여 수지필터가 치환 사용될 수 있다.
(실시예 3-1) 본 발명의 요소수 생산장치는 실시예 1-1에 있어서, 상기 순환관에서 분기되어 관으로 결합되는 비중계(300);를 포함한다.
용융공간 및 교반공간은 연속적으로 요소수 순환이 이루어지며, 요소수 순환에 의해 모든 요소가 용융되며, 완전히 용융된 요소수가 교반용기에 잔류하게 된다. 일정량의 요소와 일정량의 용해수를 혼합시켜 완전 용융되면, 1리터의 요소수는 1,089g을 형성하게 된다. 상기 요소수의 무게는 비중계로 측정한다. 비중계는 순환관에서 분리된 관으로부터 요소수를 포집한다. 포집된 요소수 무게를 측정하여 용융정도를 판단한다. 요소수 순환과정 중, 비중측정이 수시로 이루어지며, 요소수가 정해진 비중에 도달하면, 순환과정을 정지하고, 용용된 요소수를 사용처로 공급한다.
(실시예 3-2) 본 발명의 요소수 제조장치는 실시예 3-1에 있어서, 상기 비중계는 상부에 입구(311)를 형성하며, 하부에 출구(312)를 형성하는 비중측정용기(310);를 포함한다.
비중측정을 위해, 일정한 체적의 비중측정용기를 형성한다. 상기 비중측정용기는 요소수 투입용 입구를 형성하며, 요소수의 비중측정 후, 요소수 배출용 출구를 형성한다. 상기 출구에는 밸브를 형성한다. 상기 밸브는 비중측정 시 폐쇄되며, 비중측정 후 개방된다.
(실시예 3-3) 본 발명의 요소수 제조장치는 실시예 3-2에 있어서, 상기 비중측정용기는 로드셀(320)과 결합되는 것을 포함한다.
비중측정용기에 요소수가 완전히 수용된 후, 비중측정용기 무게를 측정하여 비중을 계산한다. 무게측정은 용기에 장착된 로드셀로 측정한다. 로드셀은 용기 상단에 장착되는 것이 바람직하나, 필요한 경우 측면 또는 하면에 장착될 수 있다.
(실시예 3-4) 본 발명의 요소수 제조장치는 실시예 3-2에 있어서, 상기 비중계 하부는 용용공간과 연통되는 제1회수관(330)을 형성하며, 제1회수관은 제1회수밸브(331)를 포함한다.
비중측정 후, 비중측정용기 내부의 요소수는 출구를 통해 제1회수관을 거쳐 교반용기로 재투입된다. 제1회수관에는 제1회수밸브를 장착하며, 요소수 배출과정에서만 밸브를 개방한다.
(실시예 3-5) 본 발명의 요소수 제조장치는 실시예 3-2에 있어서, 상기 비중측정용기 외부에는 회수용기(340)를 포함하며, 상기 회수용기는 용용공간과 연통되는 제2회수관(341)을 형성하며, 제2회수관은 제2회수밸브(342)를 포함한다.
비중측정 시, 비중측정용기는 정확한 용량의 요소수를 수용해야 된다. 요소수가 부족하거나, 요소수가 초과되면 정확한 비중을 측정할 수 없다. 이를 위해 비중측정용기 입구를 개방시키며, 요소수를 의도적으로 과공급하여 초과된 요소수를 입구 외부로 배출되게 한다. 초과 배출된 요소수 회수하기 위해, 비중측정용기 외부에는 회수용기를 형성한다. 회수용기의 초과 요소수는 제2회수관을 통해 교반용기로 이송된다. 제2회수밸브는 제2회수관 중간에 형성된다. 비중계 위치가 교반용기의 상단에 존재하는 경우, 중력에 의해 요소수를 배출하므로 제2회수밸브가 요구되지 않는다.
(실시예 3-6) 본 발명의 요소수 제조장치는 실시예 3-2에 있어서, 상기 입구는 용기의 중간 면적보다 작게 형성된다.
입구 면적이 비중측정용기보다 넓을 경우, 과공급량 배출이 정확하지 않으며, 이를 방지하기 위해, 비중측정용기 입구는 용기 면적보다 적게 형성하여 과공급량 배출을 빠르게 진행하며, 수용량 오차를 최소화 할 수 있다.
(실시예 3-7) 본 발명의 요소수 제조장치는 실시예 3-2에 있어서, 상기 비중측정용기는 상단경사부(313)를 형성한다.
(실시예 3-8) 본 발명의 요소수 제조장치는 실시예 3-7에 있어서, 상기 비중측정용기는 하단경사부(314)를 형성한다.
비중측정용기 입구에서 과공급 요소수가 배출되며, 비중측정용기 외부에 과공급 요소수가 잔류되는 경우, 로드셀은 정확한 비중을 측정할 수 없다. 비중측정용기 외부표면에 과공급 요소수가 잔류되는 것을 방지하기 위해 비중측정용기 상단부는 상단경사면을 형성하며, 하단부는 하단경사면을 형성한다. 상단경사면은 각도에 의해 과공급 요소수를 용이하게 배출하며, 하단경사면은 외부표면을 따라 흘러내리게 하여 비중측정용기 표면에는 요소수가 잔류되지 않게 한다.
(실시예 3-9) 본 발명의 요소수 제조장치는 실시예 3-7에 있어서, 상기 비중측정용기 외부의 상단경사부는 미끄럼면(315)을 포함한다.
(실시예 3-10) 본 발명의 요소수 제조장치는 실시예 3-9에 있어서, 상기 미끄럼면은 테프론코팅 또는 미소섬모로 형성되는 것을 포함한다.
상단경사면 각도에 의해 과공급 요소수가 용이하게 배출되어도, 표면저항이 존재한다면 요소수가 표면에 잔류하게 된다. 이를 방지하기 위해 상단경사부에는 미끄럼면을 형성한다. 상기 미끄럼면은 테프론으로 코팅하거나, 미소섬모를 형성하여 발수면을 형성한다. 또한 오일을 이용하여 유막을 형성한다.
(실시예 3-11) 본 발명의 요소수 제조장치는 앞에서 제시한 발명들에 있어서, 순환관에는 솔레노이드벨브가 장착된다.
순환관에는 순환펌프를 장착하며, 순환펌프를 통과한 요소수는 용용공간, 필터, 비중계 중 어느 하나로 분기되어 이송된다. 상기 분기는 솔레노이드밸브로 작동된다. 요소수 제조과정은 교반공간으로 유동시키며, 요소수를 배출과정은 제1배출관으로 유동시키며, 비중 측정과정은 비중계로 유동시킨다. 순환펌프는 솔레노이드밸브의 유동방향에 따라 회전속도를 달리할 수 있으며, 유량을 가변적으로 조절할 수 있다.
(실시예 4-1) 본 발명의 요소수 생산장치는 실시예 1-1 내지 실시예 3-1에 있어서, 상기 교반용기, 필터, 비중계를 일체로 수용하는 케이스(400)를 포함한다.
앞에서 제시한 다양한 실시예에 있어서, 교반용기, 필터, 비중계 등은 하나의 케이스에 수용된다. 이는 이동 편의성, 관리 편의성 및 외부간섭을 방지하기 위함이다.
(실시예 4-2) 본 발명의 요소수 제조장치는 실시예 4-1에 있어서, 상기 케이스 하부에 지지대(410)를 포함한다.
(실시예 4-3) 본 발명의 요소수 제조장치는 실시예 4-2에 있어서, 상기 지지대는 3 또는 4개로 형성되는 것을 포함한다.
케이스의 안정적 고정을 위해 지면과 고정되는 부위에는 지지대를 설치하며, 지지대는 3개 내지 4개를 형성한다. 이는 평면이 고르지 않은 지상에 안정적인 고정을 용이하게 한다.
(실시예 4-4) 본 발명의 요소수 제조장치는 실시예 4-2에 있어서, 상기 지지대는 각각의 높이조절장치(411)을 포함된다.
(실시예 4-5) 본 발명의 요소수 제조장치는 실시예 4-2에 있어서, 상기 케이스는 수평계(420)를 포함한다.
케이스는 수평으로 설치된다. 이를 위해 지지대는 개별적으로 높이조절을 가능하게 한다. 이는 케이스에 장착된 수평계를 이용하는 것이 바람직하다.
(실시예 4-6) 본 발명의 요소수 제조장치는 실시예 4-1에 있어서, 상기 케이스는 용융공간과 인접한 위치에 케이스커버(430)를 형성한다.
(실시예 4-7) 본 발명의 요소수 제조장치는 실시예 4-6에 있어서, 상기 케이스 및 케이스커버는 실링(431) 처리되는 것을 포함한다.
케이스 측면은 요소수 배출용 배출관을 형성하며, 케이스 상면은 요소 및 용해수 공급용 개구를 형성한다. 상기 개구는 케이스 커버로 덮여진다. 케이스 커버는 케이스와 잠금장치로 결합되며, 또한 우수 및 이물질 유입 방지를 위해, 실링 처리된다. 상기 실링은 고무로 형성되는 것이 바람직하며, 구체적으로 오링을 사용한다. 또한 오링을 대체할 수 있는 다른 구성이 치환될 수 있다.
(실시예 4-8) 본 발명의 요소수 제조장치는 실시예 4-6에 있어서, 상기 케이스는 호퍼를 장착되며, 호퍼 내부에는 커터가 장착되는 것을 포함한다.
요소가 교반용기에 투입되려면 케이스 및 교반용기 입구가 개방되어야 한다. 요소 공급효율 향상을 위해 상기 입구에는 호퍼를 장착한다. 호퍼는 재료투입구와 케이스커버를 동시에 개방한 후 장착되며, 호퍼를 통해 요소가 투입된다.
호퍼 내부에는 커터를 장착한다. 상기 커터는 요소이송포대를 부분적으로 절개시킨다. 요소이송포대는 정량의 요소를 수용하며, 호퍼 내부로 요소이송포대 투입시 요소이송포대는 커터와 접촉되어 일부분이 절개된다. 절개된 부위를 통해 요소가 공급된다. 상기 커터는 복수의 날로 형성되며, 첨단부를 형성한다. 상기 첨단부는 요소이송포대의 점촉시점을 형성한다.
(실시예 5-1) 본 발명의 요소수 생산방법은 교반용기의 용용공간에 요소와 용해수를 투입하는 재료투입단계(S10);, 재료투입단계 후, 용해수에 의해 요소가 용융되는 요소용융단계(S20);, 요소용융단계 후, 생성된 요소수를 배출하는 배출단계(S50);를 포함한다.
본 발명은 요소수 생산방법에 대한 발명이다. 요소수 연속생산을 위해 실시예 1-1의 용융공간에는 요소와 용해수를 일정량 투입한다. 상기 투입단계 후, 용융된 요소수는 실시예 1-1의 교반공간으로 이동되며, 실시예 1-1의 교반공간과 용융공간은 순환펌프에 의해 연석적인 순환을 거쳐 요소를 용융한다. 상기 요소용융단계 후, 완전하게 용융된 요소수는 사용자에게 배출되는 배출단계의 시계열적 단계로 이루어진다. 또한, 교반공간에서 히터에 의해 가열되는 단계, 교반공간에서 프로펠러에 의해 교반되는 단계, 분사챔버에 의해 용융공간으로 요소수를 분출하는 단계, 상기 흡입챔버에 의해 요소수를 수용한 후 순환시키는 단계가 추가적으로 포함될 수 있다.
(실시예 6-1) 본 발명의 요소수 생산방법은 실시예 5-1에 있어서, 상기 배출단계 전, 요소수의 비중을 실시간으로 측정하는 비중측정단계(S30);를 포함한다.
요소수 생산과정 중, 용융정도 판단을 위해 비중측정단계가 포함된다. 비중측정단계는 실시예 3-1 내지 3-10의 구성으로 이루어진다.
(실시예 7-1) 본 발명의 요소수 생산방법은 실시예 5-1에 있어서, 상기 배출단계 전, 요소수 불순물을 필터링하는 필터단계(S40);를 포함한다.
완성된 요소수는 필터단계를 거처 배출된다. 상기 필터단계는 중공사막에 의한 필터단계, 정제필터에 의한 정제단계, 이온필터에 의한 이온교환단계를 포함할 수 있다. 또한 필터단계는 실시예 2-1 내지 2-5의 구성에 의해 이루어진다.
(실시예 8-1) 본 발명의 요소수 생산관리 시스템은 각각의 요소수 제조장치에서 생산되고 배출된 요소수량을 저장하는 데이터저장단계(S100);, 데이터저장단계 후, 저장된 정보를 외부로 송출하는 데이터송출단계(S200);, 각각의 요소수 제조장치에서 송출된 데이터가 외부서버에 수신되는 데이터수신단계(S300);, 데이터 수신단계 후, 서버에서 정보를 분석하는 정보분석단계(S400);를 포함한다.
본 발명은 요소수 생산관리 시스템을 제시하고 있다. 앞에서 제시한 실시예의 발명에서, 요소수 제조장치는 요소수를 생산하고, 사용처로 배출한다. 요소수 생산장치의 배출량은 내부 저장장치에 저장된다. 상기 저장장치는 유량계의 신호를 디지털 신호로 변환되어 저장된다. 저장된 데이터는 실시간 또는 주기적으로 외부 서버로 전송된다. 서버는 전국에 분산된 복수의 제조장치로부터 사용량정보를 입력받는다. 서버는 요소수 사용량을 전산으로 분석하며, 지역별, 장치별 수요를 분석한다.
(실시예 8-2) 본 발명의 요소수 생산관리 시스템은 실시예 8-1에 있어서, 상기 데이터저장단계는 요소투입량, 요소투입일시, 용해수투입량, 용해수투입일시 정보를 포함한다.
(실시예 8-3) 본 발명의 요소수 생산관리 시스템은 실시예 8-1에 있어서, 상기 데이터 저장단계는 요소수 비중정보를 포함한다.
(실시예 8-4) 본 발명의 요소수 생산관리 시스템은 실시예 8-1에 있어서, 상기 저장된 정보는 각각의 요소수 제조장치 식별번호 및 위치정보를 포함한다.
각각의 요소수 생산장치에 저장되는 정보는 생산량 뿐만 아니라, 요소투입량, 요소투입시간, 요소투입 날짜, 용해수 투입량, 용해수 투입시간 및 용해수 투입날짜 정보를 함께 저장하며, 비중측정 결과를 저장하며, 또한, 요소수 생산장치의 생산년도, 내부 구성품 사양 등에 대한 정보, 및 요소수 생산장치의 설치 장소에 대한 정보를 포함한다.
(실시예 8-5) 본 발명의 요소수 생산관리 시스템은 실시예 8-1에 있어서, 상기 데이터송출단계는 무선 및/또는 유선으로 형성되는 것을 포함한다.
각각의 요소수 생산장치에서 송신하는 정보는 서버에서 수신되며, 이는 데이터송출단계에서 이루어진다. 데이터 송출은 무선으로 이루어지거나, 유선으로 이루어지거나, 유선 및 무선을 겸용으로 활용할 수 있다. 무선은 전화선을 활용하는 것이 바람직하며, 필요에 따라 전용선을 사용한다. 유선은 WiFi를 활용하는 것이 바람직하나, 기타 통신용 전파는 균등대상에 해당되어 치환될 수 있다.
(실시예 9-1) 본 발명의 요소수 생산관리 시스템은 실시예 8-1에 있어서, 정보분석단계 후, 정리된 데이터를 인터넷 환경의 휴대용 단말기에 출력하는 출력단계(S500);를 포함한다.
서버에 저장된 다양한 정보를 외부에서 확인할 수 있으며, 이는 인터넷 환경의 휴대용 단말기를 활용한다. 휴대용 단말기는 테블릿, 스마트폰, 노트북이 사용된다. 서버 접근 후, 서버 내용을 확인하기 위해 출력하는 단계를 가진다.
(실시예 9-2) 본 발명의 요소수 생산관리 시스템은 실시예 9-1에 있어서, 상기 출력단계는 휴대용 단말기 사용자가 서버 접근시 암호단계를 포함한다.
불특정 다수에게 자료가 공개하면 기업 비밀 등이 외부로 유출되는 문제를 발생한다. 이를 해결하기 위해 서버 진입시 정해진 암호를 이용하여 허용된 사람만이 접근을 승인한다. 상기 암호는 지문인식, 비밀번호입력, 그래픽패턴인식, 홍체인식, 공인인증서확인 등으로 이루어지며, 이와 균등한 대상으로 치환 가능하다.
(실시예 10-1) 본 발명의 요소수 생산관리 시스템은 실시예 8-1에 있어서, 상기 정보분석단계 후, 요소충전자 휴대용 단말기에 요소수 제조장치 위치정보 및 투입량 정보가 송출되는 충전정보제공단계(S600);를 포함한다.
요소수 제조장치는 요소를 충전해야 된다. 요소를 충전하는 사람의 휴대용 단말기에는 충전대상 장치의 위치정보 등이 전송된다. 상기 정보는 요소수 제조장치의 사양, 투입되는 요소량, 현재의 잔류량, 예상 소진시점에 대한 정보를 제공한다.
(실시예 11-1) 본 발명의 요소수 생산관리 시스템은 실시예 8-1에 있어서, 상기 요소수 제조장치의 이상작동여부를 실시간으로 감지하는 이상감지단계(710);를 포함한다.
요소수 제조장치는 자동으로 작동된다. 작동과정 중 문제가 발생되면, 각각의 장치에 장착된 센서가 문제를 인지하며, 제어장치에 신호를 전송하고, 제어장치는 요소수 제조장치 작동을 정지시킨다. 또한 센서 신호를 저장하며, 문제대상을 저장장치에 저장하는 단계를 포함한다.
(실시예 12-1) 본 발명의 요소수 생산관리 시스템은 실시예 8-1에 있어서, 상기 요소수 제조장치의 비정상 작동시 사용자가 장치에 장착된 비상호출버튼을 작동하는 호출단계(720);를 포함한다.
사용자가 요소수 제조장치를 사용하던 중 문제를 감지하면, 비상호출버튼을 작동시킨다. 비상호출버튼이 작동되면, 각각의 센서 신호를 계측한 후, 저장장치에 저장한다. 또한 요소수 제조장치는 자동으로 정지되는 단계를 포함한다.
(실시예 13-1) 본 발명의 요소수 생산관리 시스템은 실시예 11-1, 12-1에 있어서, 상기 이상감지단계 또는 호출단계 후, 긴급신호를 서버에 전송하는 긴급정보전송단계(730);를 포함한다.
실시예 11-1, 12-1에 의해 요소수 제조장치가 비정상 정지되면, 긴급으로 서버에 정지사실을 전송하며, 전송되는 데이터에는 센서신호를 포함하여 장비 정보를 긴급으로 전송한다.
(실시예 13-2) 본 발명의 요소수 생산관리 시스템은 실시예 13-1에 있어서, 상기 긴급정보전송단계 후, 장치정비자 휴대용 단말기에 요소수 제조장치의 위치정보 및 이상정보를 송출하는 수리정보제공단계(740);를 포함한다.
실시예 31-1의 긴급정보전송단계 후, 서버에 저정된 정보를 요소수 제조장치 정비자에게 전달한다. 요소수 제조장치 정비자는 자신의 휴대용 단말기에 정지사실을 수신하며, 수신된 정보는 제조장치의 위치정보 및 이상정보를 출력한다. 따라서, 요소수 제조장치 정비자는 이상이 감지된 장치로 이동하여 장비를 수리할 수 있다.
100 : 교반용기 101 : 용융공간
102 : 교반공간 103 : 액체유동구
110 : 순환관 111 : 흡입구
112 : 토출구 113 : 순환펌프
114 : 분사챔버 115 : 분사구
116 : 흡입챔버 117 : 흡입개구
120 : 제1배출관 130 : 망
140 : 교반기 150 : 히터
160 : 재료투입구 200 : 필터
210 : 제2배출관 230 : 챔버
240 : 중공사막 250 : 정제필터
260 : 이온필터 300 : 비중계
310 : 비중측정용기 311 : 입구
312 : 출구 313 : 상단경사부
314 : 하단경사부 315 : 미끄럼면
320 : 로드셀 330 : 제1회수관
331 : 제1회수밸브 340 : 회수용기
341 : 제2회수관 342 : 제2회수밸브
400 : 케이스 410 : 지지대
411 : 높이조절장치 420 : 수평계
430 : 케이스커버 431 : 실링
102 : 교반공간 103 : 액체유동구
110 : 순환관 111 : 흡입구
112 : 토출구 113 : 순환펌프
114 : 분사챔버 115 : 분사구
116 : 흡입챔버 117 : 흡입개구
120 : 제1배출관 130 : 망
140 : 교반기 150 : 히터
160 : 재료투입구 200 : 필터
210 : 제2배출관 230 : 챔버
240 : 중공사막 250 : 정제필터
260 : 이온필터 300 : 비중계
310 : 비중측정용기 311 : 입구
312 : 출구 313 : 상단경사부
314 : 하단경사부 315 : 미끄럼면
320 : 로드셀 330 : 제1회수관
331 : 제1회수밸브 340 : 회수용기
341 : 제2회수관 342 : 제2회수밸브
400 : 케이스 410 : 지지대
411 : 높이조절장치 420 : 수평계
430 : 케이스커버 431 : 실링
Claims (12)
- 요소수 제조장치에 있어서,
용융공간(101) 및 교반공간(102)으로 구분하며, 용용공간 및 교반공간 사이에 복수의 액체유동구(103)를 형성하는 교반용기(100);,
교반용기에 흡입구(111)을 형성하며, 용융공간에 토출구(112)을 형성하며, 중간에 순환펌프(113)를 형성하는 순환관(110);,
상기 순환관에서 분기되는 제1배출관(120);
상기 순환관에서 분기되어 관으로 결합되는 비중계(300);
상기 비중계는 상부에 입구(311)를 형성하며, 하부에 출구(312)를 형성하는 비중측정용기(310);,
상기 비중측정용기와 결합되는 로드셀(320);
비중계 하부는 용용공간과 연통되는 제1회수관(330);,
상기 제1회수관에 형성된 제1회수밸브(331);,
상기 비중측정용기 외부에 형성되는 회수용기(340);
상기 회수용기가 상기 용용공간과 연통되며, 제2회수밸브(342)가 장착되는 제2회수관(341);을 포함하는 요소수제조장치.
- 청구항 1에 있어서,
상기 제1배출관과 결합되는 필터(200);를 포함하는 요소수 제조장치.
- 삭제
- 청구항 1 또는 청구항 2 중 어느 한 항에 있어서,
상기 교반용기, 필터, 비중계를 일체로 수용하는 케이스(400)를 포함하는 요소수 제조장치.
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
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|---|---|---|---|
| KR1020180103047A KR101995295B1 (ko) | 2018-08-30 | 2018-08-30 | 요소수 제조장치 |
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|---|---|---|---|
| KR1020180103047A KR101995295B1 (ko) | 2018-08-30 | 2018-08-30 | 요소수 제조장치 |
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| JP2009228433A (ja) * | 2008-03-19 | 2009-10-08 | Denso Corp | 尿素水供給装置及び排気浄化システム |
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