KR200221612Y1 - 에멀젼 연료유 제조설비용 다단믹서 - Google Patents

Abstract

본 고안은 유입관(15) 및 배출관(16)을 구비하는 하우징(10) 상에서 모터(20)의 구동력을 이용하여 비친밀성 유체를 연속적으로 혼합하는 믹서에 있어서 상기 하우징(10) 내부에 베어링 및 실링을 개재하여 회전 가능하게 장착되고, 그 일단이 모터(20)에 커플링(21)을 개재하여 연결되는 샤프트(11); 상기 샤프트(11)를 관통한 상태로 지지하도록 상기 하우징(10) 내부에 일정한 간격으로 장착되고, 다수의 관통공(12a)을 지니는 복수의 다공판(12); 및 상기 다공판(12)의 사이마다 배치되도록 상기 샤프트(11) 상에 장착되고, 유체를 이송하는 블레이드(14b)와 유체를 파쇄하는 관통공(14a)을 지니는 복수의 다공날개판(14)을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이에 따라 별도의 이송펌프 없이 다공날개판의 회전력에 의해 물 또는 오폐수와 벙커씨유의 균질혼합액을 쉽게 이송하여 연료유를 연속으로 제조할 수 있을 뿐 아니라 유중의 수적 크기를 조절할 수 있는 효과가 있다.

Description

에멀젼 연료유 제조설비용 다단믹서{Multi-Stage Mixer for Emulsion Fuel Oil Producing Facility}

본 고안은 물 또는 수질오염의 주원인이 되고 있는 오폐수(축산폐수, 생활쓰레기 침출수, 공장폐수 등)와 대기환경 공해물질인 고유황 벙커씨유로부터 저공해 에멀젼 연료유를 제조하는 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 오폐수와 벙커씨유의 균질혼합액을 다공날개판과 다공판 홀을 통해 유중 수적의 크기를 일정하게 조절 할 수 있으며 믹싱 효과도 크고 수평으로 다단믹서를 설치하여 연속작업이 가능하고 조립 분해가 용이한 구조의 에멀젼 연료유 제조설비용 다단믹서에 관한 것이다.

근래에 산업의 발달과 경제규모의 확대로 에너지 사용이 증대되면서 이로 인한 수질환경 및 대기환경 상태가 악화 일로에 있으며, 이에 대한 반작용으로 환경 오염 방지를 위해 수질 오염 및 대기오염 기준치가 대폭 강화되는 등 각종 환경규제가 심화되고 있다.

또한 환경부에서는 대기오염을 줄이기 위해 관련법 규정에 의한 청정지역 고시 등을 통해 보일러 사용 산업체에 LNG 또는 경유 사용을 권장하는 반면 벙커씨유 사용을 억제하고 있으나, 산업체들의 입장에서는 환경규제 기준을 맞추기 위해 전기집진기, 백필터 및 습식세정 설비 등 환경시설 설치에 대규모 자금을 투자하거나 벙커씨유보다 비싼 LNG 또는 경유를 보일러 연료로 사용하는 등 경제적인 측면에서 많은 부담을 안아야 한다.

이에 따른 대안으로 부각되는 에멀젼 연료유를 제조하는데 있어서의 교반 기술들은 비중이 서로 다른 2가지 종류 이상의 물질을 물리적으로 혼합하는 것으로서, 상기 작용에 의해 비중이 서로 다른 물질들은 임펠라 회전속도의 증감에 따라 기하 급수적으로 원심력 차이를 나타내므로 미세한 혼합물 조성에 오류를 발생시킬 수 있는 요인이 된다.

물과 벙커씨유의 유화장치는 종래부터 꾸준히 연구 개발되어 터빈형 교반기, 콜로이드밀, 초음파 장치 등이 사용되고 있으나 대부분 연속적 제조가 아닌 배치(batch) 형태로 에멀젼 연료유를 제조하는 방식이므로 생산성이 저하되는 문제점이 초래된다.

그러므로 본 고안의 목적은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 별도의 이송펌프 없이 다공날개판의 회전력에 의해 물 또는 오폐수와 벙커씨유의 균질혼합액을 쉽게 이송하여 연료유를 연속으로 제조할 수 있을 뿐 아니라 유중의 수적 크기를 조절할 수 있는 에멀젼 연료유 제조설비용 다단믹서를 제공한다.

도 1은 본 고안에 따른 다단믹서의 전체 배치상태를 나타내는 구성도,

도 2는 유중 수적의 크기를 조절하기 위한 다공판의 구성을 나타내는 정면도 및 측면도,

도 3은 와류를 일으키기 위한 다공날개판의 장착상태를 나타내는 정면도 및 측단면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 *

10 : 하우징 11 : 샤프트

12 : 다공판 12a, 14a : 관통공

13 : 실링바 14 : 다공날개판

14b : 블레이드 15 : 유입관

16 : 배출관 20 : 모터

21 : 커플링

이러한 목적을 달성하기 위해 본 고안은 유입관(15) 및 배출관(16)을 구비하는 하우징(10) 상에서 모터(20)의 구동력을 이용하여 비친밀성 유체를 연속적으로 혼합하는 믹서에 있어서: 상기 하우징(10) 내부에 베어링 및 실링을 개재하여 회전 가능하게 장착되고, 그 일단이 모터(20)에 커플링(21)을 개재하여 연결되는 샤프트(11); 상기 샤프트(11)를 관통한 상태로 지지하도록 상기 하우징(10) 내부에 일정한 간격으로 장착되고, 다수의 관통공(12a)을 지니는 복수의 다공판(12); 및 상기 다공판(12)의 사이마다 배치되도록 상기 샤프트(11) 상에 장착되고, 유체를 이송하는 블레이드(14b)와 유체를 파쇄하는 관통공(14a)을 지니는 복수의 다공날개판(14)을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 고안의 또 다른 특징으로서, 상기 다공판(12)은 하우징(10)의 외부에서 볼트로 체결되고, 체결부위는 복수의 실링바(13)로 기밀을 유지한다.

본 고안의 또 다른 특징으로서, 상기 다공날개판(14)은 최하류를 제외한 부분에서는 진공압을 이용하여 유체의 이송이 원활하도록 역방향으로 설치되고, 최하류에서는 토출이 원활하도록 정방향으로 설치되며, 그에 구비되는 관통공(14a)은 회전중심을 향하여 경사지게 형성된다.

본 고안의 다단믹서는 샤프트(11), 다공판(12), 다공날개판(14), 모터(20) 등의 주요 부품으로 구성되어 에멀젼 연료유를 생성하며, 2500∼3000 RPM으로 고속회전하는 다공날개판(14)에 의해 균질혼합 정도가 증가하게 되며 45°사선방향으로 형성되는 관통공(14a)에 의해 중앙부로의 유체의 흐름을 이동시켜 큰 와류를 형성하게 되며 다공판(12)에 의해 물이 파쇄되어 미세한 입자가 고르게 벙커씨유와 뒤섞이면서 벙커씨유 안으로 들어감으로 인해 2∼10 ㎛ 정도의 극소 미립자로 유중수적형을 이루게 된다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

도 1은 본 고안에 따른 다단믹서의 전체 배치상태를 나타내는 구성도가 도시된다.

본 고안의 다단믹서는 회전속도를 조절하기 위한 모터(20)와 커플링(21)을 통하여 직결되며, 하우징(10) 내에 균질혼합액의 와류 형성 및 중앙부로 움직임을 주기 위한 다공날개판(14), 유중 수적의 크기를 미세화시키기 위한 다공판(12), 에멀젼 연료유가 누유되지 않도록 하기 위한 실링바(13) 등이 분해 및 조립이 쉽도록 구성되어 있다.

본 고안에 따른 다공판(12)과 다공날개판(14)은 다단으로 번갈아 교차되어 하우징(10) 내에 장착되며 그 중 다공날개판(14)은 샤프트(11)에 장착되어 일체로 회전하고 다공판(12)은 하우징(10)에 의해 지지된다. 다공판(12)과 다공날개판(14)의 미세한 관통공(12a)(14a)은 그 수가 많으면 많을수록 저속 회전하고도 충분한 믹싱효과를 얻을 수 있을 뿐 만 아니라 전기사용량과 제조시간을 절약하고 다단 믹서 회전체의 마모를 줄일 수 있다. 이에 대한 구체적인 구성은 후술하는 도 2 및 도 3을 참조한다.

이에 따라 유화제가 첨가된 물 또는 오폐수와 벙커씨유가 균질하게 혼합된 혼합액을 본 고안의 다단믹서에 보내면 2500∼3800 RPM으로 고속회전하는 다공날개판(14)을 통해 다른 에멀젼 장치 보다 뛰어난 기능과 낮은 회전속도를 통해서도 유중의 수적 크기를 미세화시킬 수 있다.

도 2는 유중 수적의 크기를 조절하기 위한 다공판의 구성을 나타내는 정면도 및 측면도가 도시된다.

다공판(12)은 3mm 정도 크기의 관통공(12a)을 지니는 원판형으로 원형 단면의 하우징(10)에 긴밀하게 볼트로 고정된다. 볼트는 하우징(10)의 외부에서 체결되어 기밀의 문제가 발생하므로 하우징(10)의 외부에 실링바(13)를 설치한다. 실링바(13)는 실링부위에 개별적으로 설치하는 것보다 하우징(10)의 길이방향으로 전체적으로 설치하는 것이 바람직하다. 물론 실링바(13)에는 패킹을 부착하여 기밀성이 향상되도록 한다. 다공판(12)은 도시처럼 하우징(10)의 3개소에서 지지되도록 하는 것이 좋으므로 실링바(13)도 3개소에 설치한다.

다공판(12)의 관통공(12a)은 샤프트(11)와 평행한 방향으로 형성되는데 다공날개판(14)에 의해 와류를 형성하여 벙커씨유와 유화제가 첨가된 물 또는 오폐수의 균질혼합액의 유중 수적을 미세화하는 기능을 수행한다.

도 3은 와류를 일으키기 위한 다공날개판의 장착상태를 나타내는 정면도 및 측단면도가 도시된다.

다공날개판(14)은 나선형 날개모양을 지닌 블레이드(14b)와 샤프트(11)를 향해 45°사선방향으로 형성되는 관통공(14a)을 지닌다. 블레이드(14b)는 벙커씨유와 유화제가 첨가된 물 또는 오폐수와 벙커씨유와 혼합된 균질혼합액이 유화장치 내로 주입되면 고속회전에 의한 원심방향으로 움직임에 따라 혼합정도를 증가시키게 되는데, 날개의 방향이 역방향으로 되어 있어 진공이 걸리게 되어 있으며 45°사선방향으로의 관통공(14a)에 의해 혼합액은 중앙부로 모아지면서 일차적인 유중 수적의 크기를 조절할 수 있다. 다공판(12)과 다공날개판(14)을 거치면서 제조가 완료된 에멀젼 연료유는 하우징(10)의 끝단부에 정방향으로 설치되어 있는 다공날개판(14)에 의해 원활하게 배출될 수 있다.

조립에 있어서, 샤프트(11) 상에 다공판(12)과 다공날개판(14)을 적절한 간격으로 배치한 다음 다공날개판(14)을 샤프트(11) 상에 볼트로 고정한다. 다공판(12)과 샤프트(11)는 상대적인 회전이 가능하므로 샤프트(11)를 하우징(10)에 삽입하는 과정에서 위치가 변동될 수 있다. 이때 하우징(10)에서 실링바(13)가 체결되는 부분에 장공을 형성하여 두면 다공판(12)을 제위치로 이동시킬 수 있고 볼트를 이용하여 다공판(12)을 고정할 수 있다. 그 다음 실링바(13)를 하우징(10)에 장착하면 기밀이 유지되는 상태로 다단믹서의 조립이 완료된다.

작용에 있어서, 본 고안의 다단믹서는 에멀젼 연료유 제조시 유중의 수적 크기 조절과 완전한 유화를 목적으로 하며 에멀젼유 설비에서 교반장치의 하류에 설치된다. 유화제가 첨가된 물 또는 오폐수와 벙커씨유가 교반장치에서 혼합된 후 교반장치의 토출밸브를 통해 다단믹서에 자유낙하하면 균질혼합액이 다단믹서의 역방향 회전되는 다공날개판(14)의 블레이드(14b)에 의해 이송이 용이하고 이와 동시에 다공판(12) 및 다공날개판(14)의 관통공(12a)(14a)을 통해 유중의 수적이 미세화 된다. 다단믹서의 최하단부(토출부)에서는 다공날개판(14)의 블레이드(14a) 방향이 정방향으로 설치되어 있어 다단믹서를 통해 에멀젼유를 용이하게 저장탱크에 이송할 수 있게 된다.

이와 같이 본 고안의 다단믹서를 통해 저장된 에멀젼유는 수적이 미세하게 쪼개져 벙커씨유에 둘러 쌓여 보관시 유수 분리가 되지 않고 다단믹서 회전열에 의해 점도를 낮춘 상태에서 이송이 될 수 있어 보다 효과적이고 연속적인 에멀젼을 형성하는 것이 가능하다.

한편 임펠러에 장착된 다공판(12)과 다공날개판(14)의 크기 및 수에 의해 에멀젼유의 미세화 정도는 증가되며 장착된 수에 따라 샤프트(11)의 회전속도를 적절히 증감시켜 조절할 수 있는 장점이 있다.

이상의 구성 및 작용에 따르면 본 고안은 별도의 히팅장치 및 이송펌프 없이 다공날개판의 회전력에 의해 물 또는 오폐수와 벙커씨유의 균질혼합액을 쉽게 이송하여 연료유를 연속으로 제조할 수 있을 뿐 아니라 유중의 수적 크기를 조절할 수 있는 효과가 있다.

본 고안은 기재된 실시예에 한정되는 것은 아니고, 본 고안의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 고안의 실용신안등록청구범위에 속한다 해야 할 것이다.

Claims (3)

1. 유입관(15) 및 배출관(16)을 구비하는 하우징(10) 상에서 모터(20)의 구동력을 이용하여 비친밀성 유체를 연속적으로 혼합하는 믹서에 있어서:

   상기 하우징(10) 내부에 베어링 및 실링을 개재하여 회전 가능하게 장착되고, 그 일단이 모터(20)에 커플링(21)을 개재하여 연결되는 샤프트(11);

   상기 샤프트(11)를 관통한 상태로 지지하도록 상기 하우징(10) 내부에 일정한 간격으로 장착되고, 다수의 관통공(12a)을 지니는 복수의 다공판(12); 및

   상기 다공판(12)의 사이마다 배치되도록 상기 샤프트(11) 상에 장착되고, 유체를 이송하는 블레이드(14b)와 유체를 파쇄하는 관통공(14a)을 지니는 복수의 다공날개판(14)을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 에멀젼 연료유 제조설비용 다단믹서.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 다공판(12)은 하우징(10)의 외부에서 볼트로 체결되고, 체결부위는 복수의 실링바(13)로 기밀을 유지하는 것을 특징으로 하는 에멀젼 연료유 제조설비용 다단믹서.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 다공날개판(14)은 최하류를 제외한 부분에서는 진공압을 이용하여 유체의 이송이 원활하도록 역방향으로 설치되고, 최하류에서는 토출이 원활하도록 정방향으로 설치되며, 그에 구비되는 관통공(14a)은 회전중심을 향하여 경사지게 형성되는 것을 특징으로 하는 에멀젼 연료유 제조설비용 다단믹서.