KR870000102B1

KR870000102B1 - 고분자량의 연료유 개질장치

Info

Publication number: KR870000102B1
Application number: KR1019810003391A
Authority: KR
Inventors: 미쯔도시 마쯔오까
Original assignee: 마쯔 오까 미쯔도시; 아라 가와 타께시
Priority date: 1980-09-11
Filing date: 1981-09-11
Publication date: 1987-02-11
Also published as: DE3135568A1; FR2489707B1; DE3135568C2; IT8168188A0; GB2084038B; CA1189063A; GB2084038A; FR2489707A1; US4401606A; KR830007128A; IT1146708B

Abstract

내용 없음.

Description

고분자량의 연료유 개질장치

제1도는 본 발명에 의한 분산액 제조장치, 특히 고분자량의 연료유 개질장치의 구체예를 나타낸 종단면도.

제2도는 제1도의 II-II선에 의한 단면도,

제3도는 및 제4도는 본 발명에 의한 분산액 제조장치의 각각 다른 구체예를 나타낸 종단면도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 : 분산장치(고분자량의 연료유 개질장치 2 : 케이싱

3 : 회전체 4 : 회전축

5 : 분산매도입관(연료유공급관) 6 : 분산액 배출관(연료유 배출관)

7 : 분산질도입관(물 공급관) 8 : 모우터

9 : 돌기물 10 : 기대

11 : 베어링 12 : 공기도입관

13 : 체크밸브

분산액의 제조장치, 특히 고분자량의 연료유 개질장치는 원통형의 밀폐상 케이싱 내에 있는 다수의 경질선상 돌기물을 가지는 회전체가 케이싱의 길이방향으로 장치되고, 케이싱의 한단부에 분산매도입관이 접속되고, 다른 단부에 분산액 배출관이 저속되고, 케이싱밖의 한쪽에 상기한 경질선상 돌기물이 연결된 회전축을 그 속으로 회전시키는 회전구동장치가 구비되어 있다.

본 발명은, 유액상태 혹은 현탁상태의 분산액을 제조하는 장치, 특히 연소효율이 우수한 연료유 등의 분산액을 제조하는 장치에 관한 것이다.

이와같은 종류의 분산액을 제조하는 장치로는, 종래부터 초음파를 이용하거나, 날개차 등을 회전함에 의하여 액체를 분산시키는 것이 알려져 있으나, 종래의 장치에 의하면 초미립상태의 안정된 유액상태의 분산액을 제조할 수는 있어도, 그 생산량이 적게 되는 문제가 있으며, 또한 생산량을 증가한 경우에는 분산입자가 크게 되어, 예를들면 연료유의 경우, 그 연소효율이 향상되지 않는 문제가 발생되었다.

본 발명은, 상기와 같은 문제를 극복하기 위한 것으로서, 밀폐상태의 케이싱내에 주벽에 다수의 경질선상의 돌기물을 가진 회전체가 설비되어 있고, 그 회전체가 고속회전을 하면 케이싱 내에 도입된 액체가 회전체와 함께 고속회전하는 경질선상 돌기물에 의하여 보다 대단히 미세하게 절단되어 초미립자상태로 되어, 안정된 분산액을 연속적으로 대량으로 형성할 수 있다. 따라서 예를들면 액체로서 중유와 같은 연료유를 사용한 경우, 그 연소효율이 대폭으로 증대한다. 그리고 본 발명에 의한 장치는 구조가 간단하고, 그 제조를 쉽고도 값싸게 할 수 있을 뿐더러, 소형이므로 설치 면적이 적어도 되고, 또한 운전상 특수한 기술을 필요로 하지 않으므로 조작이 간단하게 되는 잇점이 있다.

본 발명을, 첨부도면을 참조하면서 상세히 설명한다.

제1도 및 제2도를 보면 본 발명에 의한 분산장치(1)의 케이싱(2)은 원통형상인데, 이것은 기대(10)상에 수평으로 설치되고 있다. 케이싱(2) 내에는 나선상으로 배치된 강철제의 다수의 결질선상 돌기물(9)을 가진 회전체(3)가 설치되고 있으며, 이 회전체(3)의 회전축(4)은 케이싱(2)의 중앙에 위치되어 그 양단부는 케이싱(2)의 양측벽에 설치된 베어링(11)으로 축설되어 있다. 케이싱(2)의 직경은 예를들어 150mm이고, 회전체(3)의 직경은 80mm이며, 또한 강철제의 선상돌기물(9)의 직경은 0.8mm이고, 그 길이는 33mm이며 케이싱(2)과 돌기물(9)과의 사이는 2mm의 간격이 된다. 케이싱(2)의 한쪽 측벽에는 분산매도입관(연료유 공급관)(5)과 분산질도입관(물공급관)(7)이 각각 접속되고, 다른 쪽의 측벽에는 유액상태의 분산액 배출관(연료유 배출관)(6)이 접속되어 있다. 여기에서, 분산매로서는, 중유, 등유, 경유 등의 연료유, 혹은 동식물유, 나아가서는 폐유 등이 사용되고, 또한 분산질로서는 물이 사용된다. 케이싱(2)의 회측에는 기대(10)상에 모우터(8)가 설치되고 이들의 구동축이 회전축(4)에 직결되고 있다.

상기 한구성에 있어서, 케이싱(2) 내의 분산매도입관(5)으로부터 분산매(예를들면 중유)가 도입되고, 분산질 도입관(7)으로부터는 분산질(예를들면 물)이 중유에 대하여 10-30%의 비율로 도입된다. 케이싱(2)내에서 다수의 철선상돌기물(9)을 가진 회전체(3)가 매분 1600-3600회의 비율로 회전하면, 액중에서의 저항을 적게 하기 위하여, 가늘고 긴 철선상돌기물(9)이 매초 20-50m의 속도로 이동하여, 고속절단멸을 형성하고, 이들 돌기물(9)의 이동방향후측근처에서 액중에 공동현상이 발생하여 물이 미크론단위의 초미립상태로 분산되는 동시에 중유가 미립화 및 저분자화되어서, 안정된 유액상태의 분산액이 형성된다. 분산액은 전체로서 나선상으로 배치된 철선상 돌기물(9)의 회전에 의하여 순차적으로 케이싱(2)의 배출구측으로 이송되어, 배출관(6)을 통하여 케이싱(2)밖으로 배출된다.

이와같이 하여 생성된 분산액은, 유액상태의 연료유이고, 초미립상태의 물입자의 폭발력에 의하여 중유의 연소효율이 높아지고, 이에 의하여 1-3%의 중유를 절약할 수 있으므로, 에너지절약에 이바지할 수 있음은 물론, 매연, 질소산화물 등의 배기가스 중의 오염물질을 20-70% 감수시킬 수 있게 된다.

또한, 상기한 구체예에 있어서는, 분산매로서 중유와 분산질로서 물을 사용하여 연료유의 유액상태의 분산액을 생성하는 경우를 예시하였는데, 예를들면 중유 70%에 미정제된 폐유 30%를 혼합 분산하여 연료유로하면, 폐유를 재이용할 수 있는 동시에 에너지절약에 기여할 수 있다. 또한 케이싱(2)의 크기는 직경 100-250mm, 바람직하게는 150-200mm이다. 경질선상돌기물(9)의 직경은 0.5-1.2mm, 바람직하게는 0.5-1.0mm이며, 그 길이는 20-35mm, 바람직하게는 27-33mm이다. 그리고 케이싱의 주벽내면과 경질선상돌기물의 선단과의 사이에는 1-5mm, 바람직하기로는 1-3mm의 간격을 두는 것이 좋다.

제3도는, 본 발명에 의한 분산액 제조장치의 다른 구체예를 보인 것인데 이것은 상술한 구체예에 있어서 케이싱(2)의 일단부 측벽에 체크밸브(13)을 구비한 공기도입관(12)을 접속한 것이다. 또한 중유 등의 분산매도입관(5)이 케이싱(2)의 주벽일단부에 접속되고, 물과 같은 분산질도입관(7)이 케이싱(2)주벽의 중앙부에 설치되어 있다. 즉, 케이싱(2)내의 액체에 대하여 1-5%의 공기 등의 산소 함유가스를 공급함에 의하여 모우터(8)의 부하가 상당히 경감된다. 예를들면 3.7kW의 모우터(8)를 사용한 경우, 기름에 대하여 공기를 1-5% 불어넣으면 사용전류는 약 18A정도이지만, 공기를 불어넣지 않을 경우에는 22-30A가 되어, 부하가 상당히 경감된다는 것을 알 수 있다.

제4도는, 본 발명에 의한 분산액 제조장치의 다른 구체예인데, 이것은 전술한 제1도와 제2도에 도시한 구체예와 다르게 중유등의 액체도입관(5)이 케이싱(2)의 주벽의 단부에 관통상태로 접속되어 있으며 물외 다른 종류의 액체가 도입되지 않는다. 즉, 본 구체예의 장치는 중유, 폐유, 동식물유 등의 비교적 분자량이 큰 연료유를 개질하기 위해서 사용된다.

지금, 분산매도입관(5)을 통해 케이싱(2)내에 중유 등의 연료유를 도입한 후, 경질선상돌기물이 설치된 회전체(3)를 고속회전하면, 철선상돌기물(9)이 상기 기름중에서 이동하는 속도가 매초 20-50m에 달하기 때문에 철선상돌기문(9)의 이동방향의 후측근처에서 기름속에 다량의 캐비테이션(Cavitation)이 발생하고, 이에 의하여 생긴 고압 및 고온에 따른 연료유중의 조성물질이 파괴분산되어, 저분자화되는 동시에, 초미립자화되고, 액체온도는 20-40℃로 높아진다. 그러므로 연료유의 점도가 내려가고, 예를들면 보일러 등의 연소실에서 연료유가 미립자화 되기 쉽게 되어, 공기와의 혼합이 순조롭고 또한 착화성이 좋은, 연소성이 뛰어난 기름으로 개질되는 것이다.

여기에서, 예를들면 벙커C유를 사용하는 보일러에 대하여, 본 발명장치로 벙커C유를 고속교반한후, 보일러의 연소실에 공급한 바, 연소성이 좋고, 보일러 효율이 6.1% 상승하고, 또한 중유의 사용량을 7.1%절약할 수 있었다.

이와같이 중유의 연소성이 늘기 때문에 완전 연소되어, 일산화탄소의 발생은 거의 없고, 또한 질소산화물의 발생량도 감소되어, 공해의 발생을 방지할 수가 있게 된다.

이와같이 본 발명의 장치에 의하여 연료유의 연소성이 증대함으로써 예열히이터를 사용하지 않고도, 예를들면 A중유용의 보일러에 B중유를, 또 B중유용 보일러에 C중유를 사용할 수가 있어, 경제성이 매우 높다.

본 발명은 기본적 원리에서 벗어남이 없이 본 발명을 다른 변형상태로 실시할 수 있다. 그러므로 상술된 바의 구체예는 모든 점에 있어서 예시적인 것으로 이에 한정되지 않는다.

Claims

직경 100-250mm의 기저부가 있는 원통형의 케이싱(2)의 일단부에 중유, 폐유 또는 동식물유로 된 고분자량 연료유의 공급관(5) 및 연료유에 대하여 10-30 부피 %의 물을 공급하기 위한 물공급관(7)이 접속되고, 다른 단부에는 개질연료유 배출관(7)이 접속되며, 이 케이싱안에 직경 0.5-1.2mm 및 길이 20-35mm를 지니며 나선상으로 배치된 다수의 경질선상 돌기물을 지니는 회전체가 케이싱의 길이방향으로 배치되어 있으며, 케이싱의 주벽내면과 경질선상돌기물(9)의 선단과의 간격은 1-5mm이며, 케이싱밖의 일측에 경질선상돌기물이 부착된 회전체를 매분 1600-3600회의 속도로 회전시키는 회전구동수단이 구비되어 있는 고분자량연료유의 개질장치.
제1항에 있어서, 케이싱(12)의 직경은 150-200mm이고, 경질선상돌기물(9)의 직경은, 0.5-1.0mm이고 그 길이는 27-33mm이며, 케이싱의 주벽내면과 경질선상돌기물의 선단과의 간격은 1-3mm이며, 액체중에서 경질선상돌기문의 속도는 매초 25-50m인 것을 특징으로 하는 연료유의 개질장치.
직경이 100-250mm인 기저부가 있는 원통형의 케이싱(2)의 일단부에 중유, 폐유 또는 동식물유로 된 고분자량연료유의 공급관(5), 연료유에 대하여 10-30 부피%의 물을 공급하기 위한 물공급관(7) 및 연료유에 대하여 1-5부피%의 공기 등으로 구성된 산소 함유가스를 공급하는 산소함유가스공급관(12)이 접속되며, 그 다른 단부에 개질 연료유 배출관(6)이 접속되며, 케이싱내에 직경 0.5-1.2m 및 길이 20-30mm를 지니며 나선상으로 배치된 다수의 경질선상돌기물(9)을 지니는 회전체(3)가 케이싱의 길이 방향으로 배치되고, 케이싱의 주벽내면과 경질선상돌기물의 선단과의 간격은 1-5mm이며, 케이싱밖의 일측에 경질선상돌기물이 부착된 회전체를 매분 1600-3600회의 속도로 회전시키는 회전구동수단이 구비되어 있는 고분자량 연료유의 개질장치.