KR20000045067A - 유동층을 이용한 미립자 혼합 및 공급장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 미립자의 혼합 및 정량공급장치에 관한 것으로서, 본 발명에 의한 장치는 미립자 저장탱크; 상기 미립자 저장탱크로부터 미립자를 정량배출시키기 위한 정량조절수단; 상기 미립자 탱크로부터 상기 정량조절수단을 통해 배출된 미립자를 도입하기 위한 미립자 투입구 및, 미립자의 유동층면이 형성되는 높이에 설치되는 미립자 배출구를 구비하는 유동챔버; 및 상기 유동챔버의 하부에 위치하며 분산판에 형성된 복수개의 관통공에 의해 상기 유동챔버와 소통하고, 상기 관통공을 통해 상기 유동층면을 형성하기에 충분한 유량의 유동화 기체를 상기 유동챔버에 공급하는 윈드박스;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

유동층을 이용한 미립자 혼합 및 공급장치

본 발명은 미립자의 혼합 및 공급장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 유동층 반응기를 이용하여 미립자를 미량으로 정량공급할 수 있으며, 나아가 둘 이상의 미립자를 적당한 비율로 혼합하여 정량공급할 수 있는 장치에 관한 것이다.

미립자를 정량분무하는 시스템은 분말의 정전도장을 비롯하여 폐기물 소각로의 배가스중 다이옥신 제거를 위한 활성탄 분무 등 그 용도가 다양하며, 국내외에 다수의 특허가 출원 또는 등록되어 있다. 예를 들면, 국내 특허출원공개 제97-069151호(분말분무장치용 분산시스템), 제97-061446호(분말비임가공기의 분말밀봉장치), 제94-018234호(가스흐름분급기, 가스흐름분급방법), 미합중국특허 제5,759,382호 및 제5,766689호가 있다.

그러나, 상기 시스템들은 미량의 미립자를 안정적으로 정량공급하여야 하는 용도로는 부적합하며, 또한 두가지 이상의 미립자를 균일하게 혼합하여 미량씩 정량공급하는 용도로는 더욱 부적합하다.

따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 미립자 물질을 미량으로 정량공급할 수 있을 뿐만 아니라 별도의 혼합장치없이도 두가지 이상의 미립자를 균일하게 혼합하여 미량으로 정량공급할 수 있는 장치를 제공하는 것이다.

도 1은 본 발명에 의한 미립자 혼합 및 공급장치의 작동원리를 개략적으로 도시한다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

11a, 11b... 미립자 저장탱크

12a, 12b... 정량조절수단

13... 유동챔버

14... 윈드박스

15... 분산판

16...유동층

17... 미립자 배출구

18... 유동층면

19...유동화 기체유입구

20a, 20b... 미립자 투입구

본 발명은 상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 미립자 저장탱크; 상기 미립자 저장탱크로부터 미립자를 정량배출시키기 위한 정량조절수단; 상기 미립자 탱크로부터 상기 정량조절수단을 통해 배출된 미립자를 도입하기 위한 미립자 투입구 및, 미립자의 유동층면이 형성되는 높이에 설치되는 미립자 배출구를 구비하는 유동챔버; 및 상기 유동챔버의 하부에 위치하며 분산판에 형성된 복수개의 관통공에 의해 상기 유동챔버와 소통하고, 상기 관통공을 통해 상기 유동층면을 형성하기에 충분한 유량의 유동화 기체를 상기 유동챔버에 공급하는 윈드박스;를 포함하는 것을 특징으로 하는 미립자 혼합 및 공급장치를 제공한다.

상기 미립자 투입구는 미립자가 상기 투입구로부터 유동챔버에 도입된 후 유동층면에 도달하기 전까지는 상기 미립자 배출구로 배출되지 않도록 상기 배출구로부터 최소한의 높이를 유지하도록 설치되는 것이 바람직하다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.

도 1은 본 발명에 의한 미립자 혼합 및 공급장치의 작동원리를 개략적으로 도시한다.

유동층은 일반적으로 연소, 가스화 또는 건조 공정 등에 사용되며, 연료, 불활성 유동매체, 흡착제 또는 촉매와 같은 입자물질층을 지지하는 분산판을 포함하고 있다. 또한, 분산판은 일반적으로 미세한 유동매체 입자를 균일하게 분산시킬 수 있을 정도로 작은 직경을 지닌 복수개의 기체 또는 공기 통로를 포함하고 있다. 분산판 아래에는 가압하에 유동화 기체가 도입되는 윈드박스(wind box) 또는 에어챔버(air chamber)가 배치된다. 가압 기체는 일반적으로 팬이나 블로우어에 의해 윈드박스에 도입된다. 상기 기체는 분산판의 기체 통로를 통해 상향유동하는데, 가압기체의 유속이 증가하여 입자에 작용하는 유동저항이 입자의 중량과 같아지면 상기 입자층이 유동 상태(fludized state)로 떠있게 되고, 입자층은 팽창하여 입자층 전체가 하나의 유체상과 같이 거동하게 된다. 그 결과, 반응기내에서 기체와 고체와 혼합이 잘되어 균일한 상태를 얻을 수 있는 것이다.

이에, 본 발명자들은 상기와 같은 유동특성을 보유한 유동층 시스템을 미립자의 정량공급을 위한 장치에 적용하게 되었다.

즉, 도 1을 참조하면 미립자(10a)는 미립자 저장장치(11a)로부터 정량조절수단(12a)을 통해 유동챔버(13)로 투입된다. 유동챔버(13)로 투입된 미립자는 유동챔버(13)의 기저부를 향해 하강하다가 윈드박스(14)로부터 분산판(15)을 통해 공급되는 유동화 기체(예를 들면, 공기)에 의해 부유상태가 되면서 유동층(16) 및 유동층면(18)을 형성한다.

유동화 기체는 압축기(미도시)에 의해 압축된 후 기체 유입구(19)를 통해 윈드박스(14)로 유입되고, 유입된 기체는 분산판(15)을 통해 유동챔버(13)에 균일하게 공급된다.

유동층면(18)의 높이(h)는 유동화 기체의 공급유량으로 조절하며, 미립자 배출구(17)는 상기 유동층면이 형성되는 높이에 설치한다. 따라서, 유동화 기체에 의해 균일한 유동상을 형성하는 미립자는 미립자 배출구(17)를 통해 미량으로 정량공급될 수 있다. 미립자 배출구(17)는 유동화 기체의 공급유량을 변화시켜야 하는 경우를 대비하여 그 높이를 달리하여 한 개 이상 설치할 수 있다.

미립자 투입구(20a 및 20b)는 미립자가 투입구로 유입된 후 유동층면(18)에 도달하기전에 배출구(17)로 배출되지 않도록 상기 배출구로부터 최소한의 높이(hm)를 유지하도록 설치한다. 도 1의 경우는 유동챔버(13)의 상부와 하부에 모두 투입구(20a 및 20b)가 설치된 경우를 도시하고 있으나 미립자의 성질에 따라 어느 한 쪽 투입구만을 사용하는 것도 가능하다. 예를 들어, 유동매체가 활성탄이어서 분산노즐이 막힐 우려가 있는 경우는 하부 투입구(20b)는 차단하고 상부 투입구(20a)만을 사용할 수 있다.

배출되는 미립자의 농도는 정량조절수단(12a)에 의해 조절할 수 있다. 상기 정량조절수단으로는 간단하게는 밸브를 비롯하여 정밀계량기에 이르기까지 다양하게 이용할 수 있다.

두종류 이상의 미립자를 혼합하여 배출하고자 하는 경우에는 복수개의 미립자 투입구 및 정량조절수단을 설치함으로써 다양한 배합비로 균일하게 혼합된 미립자를 정량공급할 수 있다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 의한 미립자 혼합 및 공급장치는 유동화 기체와 미립자가 하나의 균일한 유동상을 형성하는 유동층 시스템을 이용함으로써 미립자 물질을 미량으로 정량공급할 수 있을 뿐만 아니라 별도의 혼합장치없이도 두가지 이상의 미립자를 균일하게 혼합하여 미량으로 정량공급할 수 있다는 장점이 있다.

Claims (2)

1. 미립자 저장탱크;

   상기 미립자 저장탱크로부터 미립자를 정량배출시키기 위한 정량조절수단;

   상기 미립자 탱크로부터 상기 정량조절수단을 통해 배출된 미립자를 도입하기 위한 미립자 투입구 및, 미립자의 유동층면이 형성되는 높이에 설치되는 미립자 배출구를 구비하는 유동챔버; 및

   상기 유동챔버의 하부에 위치하며 분산판에 형성된 복수개의 관통공에 의해 상기 유동챔버와 소통하고, 상기 관통공을 통해 상기 유동층면을 형성하기에 충분한 유량의 유동화 기체를 상기 유동챔버에 공급하는 윈드박스;를 포함하는 것을 특징으로 하는 미립자 혼합 및 공급장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 미립자 투입구는 미립자가 상기 투입구로부터 유동챔버에 도입된 후 유동층면에 도달하기 전까지는 상기 미립자 배출구로 배출되지 않도록 상기 배출구로부터 최소한의 높이를 유지하도록 설치되는 것을 특징으로 하는 장치.