KR200328777Y1 - 요소 수용액 조제장치 - Google Patents
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Abstract
본 고안의 요소 수용액 조제장치는, 분말 상태의 요소를 고농도의 요소 수용액으로 조제하여 저장하고, 이 고농도의 수용액을 수요처에서 필요로 하는 농도의 요소 수용액으로 재조제하여 공급하기 위한 것으로서; 탱크로리(31)로부터 공급되는 분말 상태의 요소와 유량계(33)를 통과하여 계량 공급되는 물(37)로 요소 수용액을 조제하도록 일정한 용적으로 형성되는 요소 수용액 조제탱크(21); 이 요소 수용액 조제탱크(21) 내의 물과 조제 중인 요소 수용액을 순환시키면서 분말 상태의 요소를 수용액으로 조제하는 순환 라인(45)을 형성하도록 요소 수용액 조제탱크(21)의 양측에 구비되는 다수의 흡입측 밸브(23)와 배출측 밸브(25); 이 흡입측 밸브(23)에서 배출측 밸브(25)로 물과 조제 중인 요소 수용액을 순환시키도록 상기 흡입측 밸브(23)와 배출측 밸브(25)를 연결하는 순환 라인(45) 상에 구비되는 순환 펌프(27); 및 이 순환 펌프(27)의 작동에 의하여 순환되는 물과 조제 중인 요소 수용액에 요소의 융해열 공급을 위하여 상기 순환 라인(45) 상에 설치되는 열교환기(29)로 구성되어; 종래와 같이 분말 상태의 요소를 사이로에 저장하여 공급함에 따라 발생되는 제반 문제점을 해결할 수 있다.
Description
본 고안은 요소 수용액 조제장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 탱크로리(tank lorry)에서 공급되는 분말 상태의 요소를 고농도의 요소 수용액으로 조제하여 저장하고, 이 고농도의 수용액을 수요처에서 필요로 하는 농도의 요소 수용액으로 재조제하여 공급하는 요소 수용액 조제장치에 관한 것이다.
일반적으로 요소를 수용액 상태로 사용하고 있는 수요처에는 도 1에 도시된 바와 같은 요소 수용액 조제장치를 구비하고 있다. 이 요소 수용액 조제장치는 탱크로리로부터 공급되는 분말 상태의 요소를 사이로(silo)에 저장하고, 이 사이로에 저장된 분말 상태의 요소를 일정량씩 배출시켜 수용액으로 조제하여 공급할 수 있도록 구성되어 있다.
이 요소 수용액 조제장치는 탱크로리(1)에 저장되어 있는 분말 상태의 요소를 압축 공기(3)로 가압하여 사이로(5)에 하역하고, 이 사이로(5)의 하부에 구비된 빈 액티베이터(7)를 통하여 사이로(5)에 저장된 분말 상태의 요소를 배출하며, 이 빈 액티베이터(7)의 하부에 구비된 럼프 크러셔(9)를 통하여 배출된 덩어리 상태의 요소를 파쇄하고, 이 럼프 크러셔(9)의 하측에 구비된 계량 호퍼(11)를 통하여 일정량의 요소를 계량하며, 이 계량 호퍼(11)의 하측에 구비된 요소 수용액 조제탱크(13)에서 분말 상태의 요소에 물을 공급하여 교반기(14)를 회전시키면서 요소 수요처에서 요구하는 농도의 요소 수용액을 조제하고, 이 요소 수용액을 요소수이액 펌프(15)로 요소 수용액 저장탱크(17)에 저장하며, 이 요소 수용액을 요소수 공급펌프(19)로 요소수 수요처에 공급하도록 구성되어 있다.
이 요소 수용액 조제장치는 분말 상태의 요소를 사이로(5)에 저장하고, 저장된 요소가 대기중의 수분을 흡수하여 굳어진 덩어리 상태의 요소를 럼프 크러셔(9)로 파쇄하며, 파쇄된 요소를 계량 호퍼(11)로 계량하고, 계량된 요소를 요소 수용액 조제 탱크(13)에서 적정한 농도의 요소 수용액으로 조제하게 된다.
이 요소 수용액 조제장치는 분말 상태의 요소를 사이로(5)에 저장하였다가 수일간 공급하기 때문에 사이로(5) 하부의 요소가 배출된 후 대기중의 수분을 흡수한 상부의 요소가 굳어지면서 브리지 현상을 발생시키므로 사이로(5) 내에 실제로 저장되어 있는 요소의 재고량 파악을 어렵게 하고, 사이로(5) 내부 수리 시, 인명사고를 발생시킬 위험성을 내포하고 있으며, 유지 관리를 어렵게 하고 있다.
또한, 이 요소 수용액 조제장치는 사이로(5)의 배출구 상부에 형성되는 구멍으로 인하여 요소의 공급 흐름을 끊기게 하므로 이를 해결하기 위한 전담 인력을 필요로 하며, 계량 호퍼의 벽면에 요소가 부착되어 계량된 요소의 양과 실제 요소 수용액 조제탱크로 공급되는 요소의 양이 불일치되어, 필요로 하는 농도의 요소 수용액 조제를 어렵게 하는 단점을 가지고 있다.
따라서, 본 고안은 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 본 고안의 목적은 분말 상태의 요소를 고농도의 요소 수용액으로 조제하여 저장하고, 이 고농도의 수용액을 수요처에서 필요로 하는 농도의 요소 수용액으로 재조제하여 공급함으로서, 분말 상태의 요소를 사이로에 저장하여 공급함에 따라 발생되는 제반 문제점을 해결할 수 있는 요소 수용액 조제장치를 제공하는 데 있다.
도 1은 종래기술에 따른 요소 수용액 조제장치의 구성도.
도 2는 본 고안에 따른 요소 수용액 조제장치의 구성도.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
21 : 요소 수용액 조제탱크 23 : 흡입측 밸브
25 : 배출측 밸브 27 : 순환 펌프
29 : 열교환기 31 : 탱크로리
33 : 유량계 35 : 압축공기
37 : 물 39 : 요소 공급 라인
41 : 물 제어 밸브 43 : 물 공급 라인
45 : 순환 라인 46 : 스팀 유량 제어 밸브
47 : 유량계 49 : 스팀
51 : 요소 수용액 저장탱크 53 : 공급 라인
55 : 흡입밸브 56 : 온도계
57 : 배출밸브 59 : 전기 히터
61 : 라인 믹서 63 : 공급 펌프
65, 67 : 제어밸브
본 고안의 요소 수용액 조제장치는, 탱크로리로부터 공급되는 분말 상태의 요소와 유량계를 통과하여 계량 공급되는 물로 요소 수용액을 조제하도록 일정한 용적으로 형성되는 요소 수용액 조제탱크;
상기 요소 수용액 조제탱크 내의 물과 조제 중인 요소 수용액을 순환시키면서 분말 상태의 요소를 수용액으로 조제하는 순환 라인을 형성하도록 요소 수용액 조제탱크의 양측에 구비되는 다수의 흡입측 밸브와 다수의 배출측 밸브;
상기 흡입측 밸브에서 배출측 밸브로 물과 조제 중인 요소 수용액을 순환시키도록 상기 흡입측 밸브와 배출측 밸브를 연결하는 순환 라인 상에 구비되는 순환 펌프; 및
상기 순환 펌프의 작동에 의하여 순환되는 물과 조제 중인 요소 수용액에 요소의 융해열 공급을 위하여 상기 순환 라인 상에 설치되는 열교환기를 포함하고 있다.
상기 순환 라인과 별도로 구성되는 공급 라인의 순환 펌프 배출측에는 고농도의 요소 수용액을 저장하는 요소 수용액 저장탱크가 구비되어 있고;
상기 순환 펌프의 전, 후방에는 요소 수용액 저장탱크의 요소 수용액을 수용액 저장탱크로 공급하는 공급 라인과 상기 순환 라인을 선택적으로 형성시키는 요소 수용액 공급용 흡입밸브와 배출밸브가 구비되어 있으며;
상기 요소 수용액 저장탱크에는 요소 수용액을 그 농도 수준으로 유지시키는 전기 히터가 구비되어 있다. 이 전기 히터가 요소 수용액을 가열시킴으로써, 요소 수용액의 온도 강하에 따라 발생될 수 있는 요소 재결정이 방지되고, 이로 인하여 요소 수용액의 농도 저하가 방지된다.
상기 요소 수용액 저장탱크의 일측에서 수요처로 요소 수용액을 공급하는 라인에는 고농도의 수용액에 물을 공급하여 필요한 농도의 요소 수용액을 조제하는 라인 믹서가 구비되어 있다.
이와 같이 본 고안에 따른 요소 수용액 조제장치는 분말 상태의 요소와 물을 요소 수용액 조제 탱크에 직접 공급하고, 순환 펌프 및 열교환기를 구동시켜 요소 수용액 조제 탱크 내에서 고농도의 요소 수용액을 직접 조제함으로써, 분말 상태의 요소를 사이로에 저장 및 공급하여 요소 수용액을 조제하던 종래기술이 가지고 있는 제반 문제점들을 해결할 수 있다.
본 고안의 이점과 장점은 이하의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명함으로서 보다 명확하게 될 것이다.
도 2는 본 고안에 따른 요소 수용액 조제장치의 구성도로서, 요소 수용액 조제탱크(21), 다수의 흡입측 밸브(23)와 다수의 배출측 밸브(25), 순환 펌프(27), 그리고 열교환기(29)를 포함하고 있다.
상기 요소 수용액 조제탱크(21)는 분말 상태의 요소를 요소 수용액으로 조제하여 저장하도록 일정한 용적으로 형성되어 있다. 이 요소 수용액 조제탱크(21)의 일측에는 탱크로리(31)와 유량계(33)가 연결되어 있다. 이 요소 수용액조제탱크(21)는 종래에 사용되던 사이로보다 적은 용적으로 구성되고, 내부를 관찰할 수 있는 관찰구(30)를 구비하는 것이 바람직하다.
이 탱크로리(31)는 분말 상태로 저장하고 있는 요소를 압축공기(35)에 의하여 요소 수용액 조제탱크(21)로 공급하도록 요소 공급 라인(39)으로 요소 수용액 조제탱크(21)에 연결되어 있다.
또, 유량계(33)는 물 제어 밸브(41)의 조작으로 요소 수용액 조제탱크(21)에 계량된 양의 물을 공급하도록 요소 공급 라인(39)과 별도로 구비되는 물 공급 라인(43)에 설치되어 있다.
따라서, 요소 수용액 조제탱크(21)는 탱크로리(31)로부터 공급되는 분말 상태의 요소를, 유량계(33)를 통하여 공급되는 물(37)로 용해시켜 요소 수용액을 조제하게 된다. 그리고 이 요소 수용액 조제탱크(21)는 물(37)과 조제 중인 요소 수용액을 순환시켜 1차로 요소 수용액을 조제하도록 그 양측에 상기한 다수의 흡입측 밸브(23)와 배출측 밸브(25)를 구비하고 있다.
이 흡입측 밸브(23)와 배출측 밸브(25)는 요소 수용액 조제 탱크(21)에 일정한 높이 간격으로 구비되어 있으며, 분말 상태의 요소가 용해되면서 분말 상태 요소의 높이가 낮아짐에 따라 상측에서 하측의 순차적으로 개방 및 폐쇄 작동되는 것이 바람직하다.
이 흡입측 밸브(23)와 배출측 밸브(25)는 요소 수용액 조제탱크(21)를 사이에 두고 요소를 수용액으로 조제하기 위한 순환 라인(45)으로 연결되어 있다. 이 순환 라인(45)에는 상기한 물(37)과 조제 중인 요소 수용액을 순환시키기 위한 순환 펌프(27)가 구비되어 있다.
또한, 순환 라인(45)에는 상기한 열교환기(29)가 설치되어 있다. 이 열교환기(29)는 순환 펌프(27)의 작동에 의하여 순환되는 물(37)과 조제 중인 요소 수용액에 열을 가하여 요소 수용액 조제탱크(21) 내의 분말 상태 요소에 융해열을 공급하도록 구성되어 있다. 통상적으로 분말 상태의 요소는 물(37) 또는 조제 중인 요소 수용액의 온도가 50℃인 경우 원활히 용해된다. 이 열교환기(29)는 다양한 타입으로 구성될 수 있으며, 본 실시 예에서는 스팀 유량 제어 밸브(46) 및 유량계(47)를 통하여 공급되는 스팀(49)을 이용하는 타입으로 구성된 것이 예시되어 있다.
이 순환 펌프(27)는 상기와 같이 흡입측 밸브(23)와 배출측 밸브(25)를 연결하는 순환 라인(45)으로 물(37)과 조제 중인 요소 수용액을 순환시키는 작용 및 조제 완료된 요소 수용액을 요소 수용액 저장탱크(51)로 공급하는 작용을 같이 담당한다.
상기 요소 수용액 저장탱크(51)는 순환 라인(45)과 별도로 구비되는 공급 라인(53)의 순환 펌프(27) 배출측에 구비되어, 조제 완료된 고농도의 요소 수용액을 저장할 수 있도록 구성되어 있다.
요소 수용액을 공급하는 공급 라인(53)은 순환 라인(45)과 별도로 형성되면서 상기 순환 펌프(27)를 공용으로 사용할 수 있도록 순환 펌프(27)의 전, 후방에 조제 완료된 요소 수용액을 요소 수용액 저장탱크(51)로 공급할 수 있도록 흡입밸브(55)와 배출밸브(57)를 구비하고 있다.
따라서, 이 흡입밸브(55)와 배출밸브(57)가 개방 작동되어 공급 라인(53)을 형성하는 경우, 상기 흡입측 밸브(23)와 배출측 밸브(25)를 모두 폐쇄 작동시켜 순환 라인(45)을 폐쇄시키고, 이 흡입측 밸브(23)와 배출측 밸브(25)가 개방 작동되어 순환 라인(45)을 형성하는 경우, 상기 흡입밸브(55)와 배출밸브(57)를 모두 폐쇄 작동시켜 공급 라인(53)을 폐쇄시키는 것이 바람직하다.
이 흡입밸브(55)와 배출밸브(57) 및 순환 펌프(27)에 의하여 요소 수용액 저장탱크(51)로 공급된 요소 수용액의 요소가 재결정되는 것을 방지하여 그 농도 수준으로 유지시키도록 요소 수용액 저장탱크(51)에는 전기 히터(59)가 구비되어 있다.
이 전기 히터(59)는 요소 수용액의 농도에 따라 요소 수용액의 온도를 다르게 제어할 수 있도록 구성되어 있다. 즉, 요소 수용액의 농도가 높은 경우 요소 수용액의 온도를 높여 수용액 상태의 요소가 다시 결정화되는 것을 방지하고, 요소 수용액의 농도가 낮은 경우 요소 수용액의 온도를 낮추어 에너지 소비를 최소화하는 것이 바람직하다.
또한, 요소 수용액 저장탱크(5)의 일측에는 라인 믹서(61)가 구비되어 있다. 이 라인 믹서(61)는 요소 수용액 저장탱크(5)로부터 공급되는 고농도의 요소 수용액에 물(37)을 공급하여 통과시킴으로서 고농도의 요소 수용액을 수요처에서 요구하는 적정 농도의 요소 수용액으로 희석시킬 수 있도록 구성되어 있다. 따라서 고농도의 요소 수용액은 라인 믹서(61)를 통과하면서 수요처에서 요구하는 적정 농도로 다시 조제되어 공급된다.
이렇게 조제된 요소 수용액의 공급을 위하여, 요소 수용액 저장탱크(5)와 라인 믹서(61) 사이에는 공급 펌프(63)가 구비되어 있고, 이 공급 펌프(63)와 라인 믹서(61) 사이 및 물 공급 라인(43)과 라인 믹서(61) 사이에 각각 제어밸브(65, 67)가 구비되어 있다.
상술한 바와 같이 구성된 요소 수용액 조제장치를 이용한 요소 수용액 조제 방법은 다음과 같다.
먼저, 물 제어 밸브(41)와 유량계(33)를 통하여 계량된 물(37)을 요소 수용액 조제탱크(21)로 공급한다.
이 상태에서 흡입밸브(55)와 배출밸브(57)를 폐쇄시키고 흡입측 밸브(23)와 배출측 밸브(25)를 개방시켜 순환 라인(45)을 형성한다.
이 상태에서 순환 펌프(27)를 가동하면서 열교환기(29)에 스팀(49)을 주입하여 요소 수용액 조제탱크(21) 내의 물 온도를 일정한 온도까지 상승시킨다. 통상적으로 이 온도는 약 50℃ 정도가 바람직하다.
그리고, 압축공기(35)를 이용하여 탱크로리(31) 내의 분말 상태 요소를 요소 공급 라인(39)을 통하여 요소 수용액 조제탱크(21)에 전량 하역한다.
이 분말 상태의 요소를 하역 완료한 후, 요소 수용액 조제탱크(21) 내에는 분말 상태의 요소와 물이 구분된 상태 또는 요소 수용액 상태로 존재하게 된다.
분말 상태의 요소가 용해되어 분말 상태인 요소의 높이가 점점 낮아짐에 따라, 상부의 흡입측 밸브(23)와 배출측 밸브(25)를 폐쇄시키고, 점차적으로 하부의 흡입측 밸브(23)와 배출측 밸브(25)가 개방시키면서 순환 라인(45)을 요소 수용액조제탱크(21)의 상측에서 하측으로 변경 형성한다.
분말 상태의 요소가 용해되면서 물로부터 열을 빼앗아 가지만, 스팀 유량 제어 밸브(46)에 의하여 제어되는 스팀(49)이 순환 라인(45)을 통하여 요소 수용액 조제탱크(21)로 유입되는 물 또는 요소 수용액을 가열시키므로 요소 수용액 조제탱크(21)의 온도는 일정하게 유지된다.
또한, 요소 수용액 조제탱크(21)에는 온도계(56)가 설치되어 있다. 이 온도계(56)의 온도신호에 의하여 스팀 유량 제어 밸브(46)가 제어되어 열교환기(29)로 공급되는 스팀(49)의 유량을 조절하게 된다.
이 분말 상태 요소의 용해 완료 후, 상기 흡입측 밸브(23)와 배출측 밸브(25)를 모두 폐쇄시켜 순환 라인(45)을 폐쇄시키고, 흡입밸브(55)와 배출밸브 (57)를 개방시켜 공급 라인(53)을 형성한다.
이와 같이 공급 라인(53)이 형성된 상태에서 순환 펌프(37)가 작동됨으로서, 고농도의 요소 수용액은 요소 수용액 저장탱크(51)에 이액 저장된다. 그리고 전기 히터(59)가 작동되어 요소 수용액의 온도를 요소 수용액 조제 시와 같은 일정 수준으로 유지시킨다.
이 상태에서 제어밸브(65, 67)를 개방시키고 공급 펌프(63)를 구동시킨다. 따라서 고농도의 요소 수용액과 물(37)은 라인 믹서(61)를 통과하면서 수요처에서 요구하는 농도로 희석되어 공급된다.
이와 같이 본 고안에 따른 요소 수용액 조제장치는 분말 상태의 요소와 물을요소 수용액 조제 탱크에 직접 공급하고, 순환 펌프 및 열교환기를 구동시켜 요소 수용액 조제 탱크 내에서 고농도의 요소 수용액을 직접 조제하며, 이렇게 조제된 고종도의 요소 수용액을 전기 히터가 구비된 요소 수용액 저장탱크에 저장하고, 이 고농도의 요소 수용액을 물과 함께 라인 믹서를 통과시켜 희석하여 수요처에 공급함으로써, 분말 상태를 요소를 사이로에 저장하고 이 분발 상태의 요소를 공급하여 요소 수용액을 조제하던 종래기술이 가지고 있던 제반 문제점을 해결할 수 있다. 그리고 본 고안의 요소 수용액 조제장치는 유지보수를 용이하게 하고, 자동화로 운전 인력을 최소화할 수 있다.
Claims (3)
- 탱크로리로부터 공급되는 분말 상태의 요소와 유량계를 통과하여 계량 공급되는 물로 요소 수용액을 조제하도록 일정한 용적으로 형성되는 요소 수용액 조제탱크;상기 요소 수용액 조제탱크 내의 물과 조제 중인 요소 수용액을 순환시키면서 분말 상태의 요소를 수용액으로 조제하는 순환 라인을 형성하도록 요소 수용액 조제탱크의 양측에 구비되는 다수의 흡입측 밸브와 다수의 배출측 밸브;상기 흡입측 밸브에서 배출측 밸브로 물과 조제 중인 요소 수용액을 순환시키도록 상기 흡입측 밸브와 배출측 밸브를 연결하는 순환 라인 상에 구비되는 순환 펌프; 및상기 순환 펌프의 작동에 의하여 순환되는 물과 조제 중인 요소 수용액에 요소의 융해열 공급을 위하여 상기 순환 라인 상에 설치되는 열교환기를 포함하는 요소 수용액 조제장치.
- 청구항 1에 있어서,상기 순환 라인과 별도로 구성되는 공급 라인의 순환 펌프 배출측에는 고농도의 요소 수용액을 저장하는 요소 수용액 저장탱크가 구비되어 있고;상기 순환 펌프의 전, 후방에는 요소 수용액 저장탱크의 요소 수용액을 수용액 저장탱크로 공급하는 공급 라인과 상기 순환 라인을 선택적으로 형성시키는 요소 수용액 공급용 흡입밸브와 배출밸브가 구비되어 있으며;상기 요소 수용액 저장탱크에는 요소 수용액을 그 농도 수준으로 유지시키는 전기 히터가 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 요소 수용액 조제장치.
- 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,상기 요소 수용액 저장탱크의 일측에서 수요처로 요소 수용액을 공급하는 라인에는 고농도의 수용액에 물을 공급하여 필요한 농도의 요소 수용액을 조제하는 라인 믹서가 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 요소 수용액 조제장치.
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20200012282A (ko) * | 2018-07-26 | 2020-02-05 | 정문성 | 요소수 자동화 제조 시스템 |
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2003
- 2003-07-09 KR KR20-2003-0022055U patent/KR200328777Y1/ko not_active IP Right Cessation
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| KR20200012282A (ko) * | 2018-07-26 | 2020-02-05 | 정문성 | 요소수 자동화 제조 시스템 |
| KR102137054B1 (ko) * | 2018-07-26 | 2020-07-29 | 김기원 | 요소수 자동화 제조 시스템 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| U107 | Dual application of utility model | ||
| REGI | Registration of establishment | ||
| T201 | Request for technology evaluation of utility model | ||
| T701 | Written decision to grant on technology evaluation | ||
| G701 | Publication of correction | ||
| EXTG | Extinguishment |