KR20080002928U - 유화유 제조장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 2 종류 이상의 유체를 혼합하기 위한 회전식 유화유 제조장치로서, 원통형의 케이스, 상기 케이스의 중심축에 위치하는 회전축, 상기 회전축에 고정되며, 직경방향 바깥쪽으로 돌출되는 복수의 제 1 돌출부를 가지는 내부회전체, 상기 케이스의 내부면에 고정되어 내부회전체를 둘러싸며, 직경방향 안쪽으로 돌출되는 복수의 제 2 돌출부를 가지는 외부고정체를 포함하는 유화유 제조장치에 관한 것이다.

에멀젼 제조, 유화유 제조장치, 혼합장치, 돌출부, 회전판

Description

유화유 제조장치{APPARATUS FOR MANUFACTURING EMULSION OIL}

본 고안은 연료유와 물과 같이 서로 화학적으로 혼합하지 않는 액체를 최적으로 혼합시키기 위한 회전식 유화유 제조장치에 관한 것이다.

일반적으로, 유화유(emulsion oil)는 2종류 이상의 서로 용해되지 않는 액체끼리 혼합되어 제조되는 액체 혼합물로서, 본 고안에서는 경유, 중유, 아스팔트유, 폐유 등의 액체와 물처럼 화학적으로 서로 혼합되지 않는 액체들이 물리적으로 혼합되어 유지되는 액체 혼합물을 말한다.

이러한 유화유는 여러 산업분야에서 활용되고 있다. 예들 들어, 연료와 물이 혼합된 유화유를 사용하는 것은 연료만 사용되는 것보다 에너지 효율 및 환경적 측면에서 매우 유익하다. 최근, 환경부에서는 대기오염 방지시설(연소 보조장치)의 성능기준 및 검사법(환경부 고시 제2001-35호)을 고시하여 연료유의 사용을 권장하고 있다. 특히, 석유보다 고점성인 중유(벙커C유)를 물과 혼합한 유화유의 경우에는 중유만을 사용한 경우보다 에너지 효율 및 공해 방지성이 크게 향상된다.

물과 연료유의 혼합장치로서 특허출원공개 제2002-40573호에 개시된 바와 같은 유화유 제조장치가 제안되었다. 이 발명은 액체를 혼합하는 혼합 수단, 혼합 수 단에 의해 제조된 혼합액을 승압하는 승압 펌프, 및 격벽에 의해 구획된 다수의 격실을 가지며 격벽에 인접한 격실을 연결하는 3개의 작은 구멍이 형성된 유화 수단을 구비하여, 승압 펌프에 의해 유화 수단으로 압송된 혼합액이 격벽의 작은 구멍들에서 고압으로 분출되어 유체 마찰이 발생하고, 이 때문에, 혼합액의 입자가 미세화되어 안정된 양질의 유화유가 얻어지도록 하는 것이다.

상기와 같은 장치 등에 의해 만들어진 유화유는 유체의 사용 효율을 높여준다. 상기 유체가 연료일 경우에, 물과 같은 유체를 이용하여 유화유를 제조하면, 에너지 효율이 증가할 뿐만 아니라 환경오염 물질의 배출을 감소시키는 효과도 있다.

이와 같은 효과를 위해 석유에 물을 섞어 연소시키는 방법이 특허출원공개 제2002-17965호에 개시되어 있다. 이 발명은 인입파이프를 통하여 투입된 연료유, 물, 유화제로 조성된 혼합물 중에서 물을 미세한 입자 상태로 분산시켜 유화유 연료유를 제조하는 장치에 있어서, 유화장치가 외연부에 10 내지 20개의 봉형 날개를 구비한 회전자와 망목의 크기가 30 내지 50메시인 원통형의 망상 스크린을 구비한 회전자를 일체로 맞물리도록 하였다.

그러나, 상기 전자의 발명은 혼합 수단, 승압 펌프, 및 유화 수단 등의 다수의 장치들을 사용하기 때문에 제조비용이 증가하며, 물리적으로 혼합시키는 방법에 있어서 연료유와 물이 미세하게 혼합되지 못하여, 보일러에는 적용될 수 있지만 엔진에는 적용될 수 없다는 문제점이 있다.

또한, 상기 후자의 발명은 연료유, 물, 유화제로 조성된 혼합물을 이용하여 유화유를 만들도록 의도되었지만, 중유 유화유를 연료로 이용하기 위해서는 상기와 같은 혼합물을 운반 및 보관해야 한다. 그러나, 이 과정에서 혼합물을 장기간 방치하는 경우에, 유수 분리 현상이 일어나고, 이러한 혼합물을 연료로 실용화하는 것이 매우 어렵다는 문제가 있다. 또한, 유화제를 첨가해야 한다는 문제도 있다.

또한, 종래의 발명들은 연소장치의 크기에 따라서 다른 크기를 가지는 별도의 장치를 제조해야 하는 문제점도 있다.

최근에 두 개의 원판에 돌출부를 형성하여 두 개의 원판 사이로 연료유와 물을 통과시키면서 회전시키는 장치가 개발되었지만, 원심력에 의하여 연료유와 물이 빠른 속도로 밖으로 튀어나가는 현상으로 인해 물의 입자가 작아지지 않아 연소장치의 완전연소를 하지 못하는 문제점이 있다.

본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 더 저렴한 비용으로 제조할 수 있으며, 연소장치의 크기에 따라 쉽게 변형되어 사용될 수 있는 유화유 제조장치로서, 유화제를 사용하지 않고 연료유와 물처럼 서로 화학적으로 혼합되지 않는 복수의 액체를 매우 미세한 액적으로 분리하고 분포시켜서 최적의 유화상태로 유지시킬 수 있는 회전식 유화유 제조장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 고안은 2 종류 이상의 유체를 혼합하기 위한 회전식 유화유 제조장치로서, 원통형의 케이스, 상기 케이스의 중심축에 위치하는 회전축, 상기 회전축에 고 정되며, 직경방향 바깥쪽으로 돌출되는 복수의 제 1 돌출부를 가지는 내부회전체,

상기 케이스의 내부면에 고정되어 내부회전체를 둘러싸며, 직경방향 안쪽으로 돌출되는 복수의 제 2 돌출부를 가지는 외부고정체를 포함하는 유화유 제조장치에 관한 것이다.

또한, 상기 내부회전체는 복수의 내부회전판으로 이루어지고, 각각의 내부회전판이 복수의 제 1 돌출부를 가질 수 있고, 상기 외부고정체는 복수의 외부고정판으로 이루어지고, 각각의 외부고정판이 복수의 제 2 돌출부를 가질 수 있다.

또한, 상기 내부회전판의 제 1 돌출부는 상기 회전축의 축방향으로 인접한 내부회전판의 제 1 돌출부와 어긋나게 배치될 수 있으며, 상기 외부고정판의 제 2 돌출부는 상기 회전축의 축방향으로 인접한 외부고정판의 제 2 돌출부와 어긋나게 배치될 수 있다.

또한, 상기 외부고정판 중 하나는 제 2 돌출부를 가지지 않을 수 있다.

또한, 상기 내부회전체 및 상기 외부고정체는 각각 일체로 형성될 수 있다.

또한, 상기 내부회전체는 상기 케이스의 직경방향 안쪽으로 연장되는 복수의 오목부를 형성하여 오목부를 제외한 나머지 부분이 상대적으로 돌출되게 함으로써 제 1 돌출부로 형성할 수 있다.

본 고안에 따르면, 내부회전체를 고속회전시킬 때 내부회전체의 외경과 외부고정체의 내경에 형성된 복수의 돌출부에 의해 발생하는 강력한 와류가 연료유와 물을 충돌시킴으로써, 미세하고 균질화된 유화유 입자를 효율적으로 얻을 수 있다 는 효과가 있다.

또한, 내부회전체 및 외부 고정체를 복수의 판으로 구성함으로써, 연소장치의 크기에 따라 판을 추가하거나 뺌으로써, 연소장치에 크기에 따라 쉽게 변형되어 사용될 수 있는 유화유 제조장치를 제공할 수 있다. 따라서, 유화유 제조장치를 필요한 만큼 소형화시킬 수 있으며, 크기에 따른 별도의 장치를 제작할 필요가 없어 제작에 필요한 비용도 줄일 수 있다.

또한, 외부고정판 중 하나를 돌출부가 없는 판으로 함으로써, 흡입측의 압력과 토출측의 압력을 다르게 하여 흡입측에서 충분히 미세하게 혼합되도록 할 수 있다는 효과가 있다.

이하, 본 고안의 바람직한 실시형태를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명한다.

도 1 은 본 고안에 따른 유화유 제조장치를 포함하는 연소장치의 구성도이며, 도 2 내지 도 4 는 본 고안의 제 1 실시형태에 대한 도면이다.

유화유 제조장치 (1) 는 원통형의 케이스 (11) 를 포함하며, 케이스 (11) 의 상단면(도면에서 위쪽)에는 물이 공급되는 물 공급부 (4) 와 연료유가 공급되는 연료유 공급부 (5) 가 형성되며, 케이스 (11) 의 하단면(도면에서 아래쪽)에는 모터 (2) 가 결합된다. 모터 (2) 의 작동은 제어부 (3) 에 의해서 제어된다. 케이스 (11) 내로 공급된 물과 연료유는 유화유 제조장치 (1) 에 의해 혼합되어 유화유 상태가 되며, 토출부 (7) 를 통해 배출되어 연소기관 (6) 에 공급된다.

모터 (2) 는 케이스 (11) 의 중심축에 위치하는 회전축 (12) 에 연결되어, 회전축 (12) 이 회전할 수 있도록 구동한다.

회전축 (12) 의 주위에는 내부회전체 (13) 가 고정되어, 모터 (2) 에 의해 회전축 (12) 이 회전할 때, 내부회전체 (13) 도 함께 회전한다. 내부회전체 (13) 에는 그 직경방향 바깥쪽으로 연장되는 복수의 제 1 돌출부 (17) 가 형성된다.

도 2, 도 3, 도 4 에 도시된 본 고안의 제 1 실시형태에서, 내부회전체 (13) 는 회전축 (12) 의 축방향으로 포개지는 복수의 고리형 내부회전판 (15) 으로 이루어지며, 각각의 내부회전판 (15) 에는 그 직경방향 바깥쪽으로 연장되는 육면체형의 제 1 돌출부 (17) 가 형성된다. 따라서, 내부회전판 (15) 는 육면체형의 톱니를 가지는 기어 모양으로 형성된다.

또한, 본 고안의 제 1 실시형태에서 각각의 내부회전판 (15) 은 제 1 돌출부 (17) 가 회전축 (12) 의 축방향으로 인접한 내부회전판 (15) 의 제 1 돌출부 (17) 사이에 위치하도록, 즉 인접한 내부회전판 (15) 의 제 1 돌출부 (17) 가 서로 어긋나도록 배치된다.

도 2 에서 볼 수 있듯이, 상기와 같이 인접한 내부회전판 (15) 을 어긋나게 배치하기 위해서, 각각의 내부회전판 (15) 의 소정 위치에 키홈 (19) 을 형성하여, 회전축 (12) 의 일측에 형성된 키 (21) 와 맞춰지게 할 수 있다.

케이스 (11) 의 내부면에는 외부고정체 (14) 가 고정된다.

본 고안의 제 1 실시형태에서 외부고정체 (14) 는 회전축 (12) 의 축방향으로 포개지는 복수의 고리형 외부고정판 (16) 으로 이루어지며, 각각의 외부고정판 (16) 에는 직경방향 안쪽으로 연장되는 육면체형의 제 2 돌출부 (18) 가 형성된다.

또한, 본 고안의 제 1 실시형태에서 각각의 외부고정판 (16) 은 제 2 돌출부 (18) 가 회전축 (12) 의 축방향으로 인접한 외부고정판 (16) 의 제 2 돌출부 (18) 사이에 위치하도록, 즉 인접한 외부고정판 (16) 의 제 2 돌출부 (18) 가 서로 어긋나도록 배치된다.

도 2 에서 볼 수 있듯이, 상기와 같이 인접한 외부고정판 (16) 을 어긋나게 배치하기 위해서, 각각의 외부고정판 (16) 의 소정 위치에 키홈 (20) 을 형성하여, 케이스 (11) 의 일측에 형성된 키 (22) 와 맞춰지게 할 수 있다.

상기와 같은 구성에 의해서, 모터 (2) 에 의해 회전축 (12) 과 내부회전체 (13) 가 함께 회전하면, 내부회전판 (15) 의 제 1 돌출부 (17) 와 외부고정판 (16) 의 제 2 돌출부 (18) 의 형상과 배치로 인해서 케이스 (11) 내의 물과 연료유의 혼합액이 와류를 일으키게 되고, 그로 인해 혼합액의 입자가 미세화되고 균질하게 분포하게 되어 더욱 안정적인 유화유를 얻을 수 있게 된다.

그리고, 도 2 에서 볼 수 있듯이, 외부고정판 (16) 중 하나인 중간판 (16a) 에는 제 2 돌출부 (18) 가 형성되지 않을 수 있다. 돌출부가 형성되지 않은 중간판 (16a) 에 의해서, 중간판 (16a) 상하의 흡입측과 토출측의 압력에 차이가 생기도록 할 수 있어, 흡입측에서 물과 연료유가 충분히 혼합되게 할 수 있다. 중간판 (16a) 은 외부고정판 (16) 중 어느 것이든 될 수 있지만, 중간 부근의 외부고정판 (16) 인 것이 바람직하다. 또한, 중간판 (16a) 은 하나인 것으로 도시되었지만, 필요에 따라 2개 이상을 형성할 수도 있다.

본 고안의 제 1 실시형태에서, 내부회전체 (13) 및 외부고정체 (14) 가 복수의 판으로 이루어지며, 제 1 및 제 2 돌출부 (17, 18) 가 육면체형인 것으로 형성되지만, 이에 한정되는 것은 아니며 내부회전체 (13) 및 외부고정체 (14) 가 각각 일체의 원통형상으로 형성될 수도 있고, 제 1 및 제 2 돌출부 (17, 18) 가 다른 형상을 가질 수도 있다.

도 5 에 도시된 본 고안의 제 2 실시형태에서, 내부회전체 (23) 및 외부고정체 (24) 는 각각 중심을 관통하는 구멍을 가지는 일체의 원통형상으로 형성되며, 내부회전체 (23) 에는 그 직경방향 바깥쪽으로 연장되는 복수의 육면체형 제 1 돌출부 (27) 가 원주방향 및 축방향으로 배열되도록 형성된다. 또한, 외부고정체 (24) 에는 그 직경방향 안쪽으로 연장되는 복수의 육면체형 제 2 돌출부 (28) 가 원주방향 및 축방향으로 배치되도록 형성된다.

도 6 에 도시된 본 고안의 제 3 실시형태에서, 내부회전체 (33) 및 외부고정체 (34) 는 중심을 관통하는 구멍을 가지는 원통형상을 가지며, 내부회전체 (33) 에는 그 직경방향 바깥쪽으로 연장되는 복수의 반구형 제 1 돌출부 (37) 가 원주방향 및 축방향으로 배열되도록 형성된다. 외부고정체 (34) 에는 제 2 실시형태와 동일한 형상의 제 2 돌출부 (38) 가 원주방향 및 축방향으로 배치되도록 형성된다.

또한, 도 7 에 도시된 것과 같이, 내부회전체 (43) 에는 돌출부 대신에 오목부 (49) 를 형성할 수 있다. 즉, 내부회전체 (43) 상에 직경방향 안쪽으로 연장되는 복수의 오목부 (49) 를 형성하여 오목부 (49) 를 제외한 부분이 상대적으로 직경방향 바깥쪽으로 돌출되도록 함으로써, 돌출된 부분이 제 1 돌출부 (47) 로 형성 되게 할 수 있다. 결과적으로 내부회전체 (43) 의 오목부 (49) 에 의해 형성되는 제 1 돌출부 (47) 와, 외부고정체 (44) 의 돌출부 (48) 에 의해 와류를 발생시킬 수 있어 안정적인 유화유를 제조할 수 있다.

도 1 은 본 고안에 따른 유화유 제조장치를 포함하는 연소장치의 구성도이다.

도 2 는 본 고안의 제 1 실시형태에 따른 유화유 제조장치의 분해 사시도다.

도 3 은 본 고안의 제 1 실시형태에 따른 유화유 제조장치의 종단면도이다.

도 4 는 도 3 의 선 A-A 에 따른 단면도이다.

도 5 는 의 제 2 실시형태에 따른 유화유 제조장치의 분해 사시도이다.

도 6 은 의 제 3 실시형태에 따른 유화유 제조장치의 분해 사시도이다.

도 7 은 의 제 4 실시형태에 따른 유화유 제조장치의 분해 사시도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 유화유 제조장치 2 : 모터

3 : 제어부 4 : 물 공급부

5 : 연료유 공급부 6 : 연소기관

7 : 토출부 11 : 케이스

12 : 회전축 13, 23, 33 : 내부회전체

14, 24, 34 : 외부고정체 15 : 내부회전판

16 : 외부고정판 16a : 중간판

17, 27, 37 : 제 1 돌출부 18, 28, 38, 49 : 제 2 돌출부

19, 20 : 키홈 21, 22 : 키

49 : 오목부

Claims (6)

1. 2 종류 이상의 유체를 혼합하기 위한 회전식 유화유 제조장치로서,

   원통형의 케이스,

   상기 케이스의 중심축에 위치하는 회전축,

   상기 회전축에 고정되며, 직경방향 바깥쪽으로 돌출되는 복수의 제 1 돌출부를 가지는 내부회전체,

   상기 케이스의 내부면에 고정되어 내부회전체를 둘러싸며, 직경방향 안쪽으로 돌출되는 복수의 제 2 돌출부를 가지는 외부고정체를 포함하는 유화유 제조장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 내부회전체는 복수의 내부회전판으로 이루어지고, 각각의 내부회전판이 복수의 제 1 돌출부를 가지며,

   상기 외부고정체는 복수의 외부고정판으로 이루어지고, 각각의 외부고정판이 복수의 제 2 돌출부를 가지는 것을 특징으로 하는 유화유 제조장치.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 내부회전판의 제 1 돌출부는 상기 회전축의 축방향으로 인접한 내부회전판의 제 1 돌출부와 어긋나게 배치되며,

   상기 외부고정판의 제 2 돌출부는 상기 회전축의 축방향으로 인접한 외부고정판의 제 2 돌출부와 어긋나게 배치되는 것을 특징으로 하는 유화유 제조장치.
4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,

   상기 외부고정판 중 하나는 제 2 돌출부를 가지지 않는 것을 특징으로 하는 유화유 제조장치.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 내부회전체 및 상기 외부고정체는 각각 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 유화유 제조장치.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 내부회전체의 제 1 돌출부는 상기 케이스의 직경방향 안쪽으로 연장되는 복수의 오목부를 형성하여 오목부를 제외한 나머지 부분이 상대적으로 돌출되게 함으로써 형성되는 것을 특징으로 하는 유화유 제조장치.

Images