KR200470855Y1 - 도류구멍을 가진 회전분사 혼합기 - Google Patents

Abstract

본 고안은 도류구멍을 가진 회전분사 혼합기로서, 이음대, 회전하는 노즐 선창실, 적어도 두 개의 노즐, 플랜지, 진류관, 및 고정대를 더 포함하는데, 다수의 증류구멍이 부착된 노즐은 각각 하나의 분출구, 각각 하나의 분출구 연장파이프, 및 다수의 갈빗대를 가지고 있고, 이 다수의 갈빗대는 분출구와 분출구 연장파이프에 연접되어 다수의 증류구멍을 형성하고, 회전하는 노즐 선창실 내부에는 하나의 유체통로가 설치는데, 이 유체통로는 노즐까지 연장되어 분출구 및 분출구 연장파이프와 서로 연결되며, 진류관의 단부에는 플랜지가 설치되고, 이 플랜지는 이음대의 아래 측에 설치되며, 고정대는 기름통 내부의 중앙 위치에 설치되고 진류관은 고정대에 고정설치되어 외부 유체가 회전분사 혼합기의 진류통로에 진입하게 제공되며, 이음대의 플랜지와 진류관의 플랜지는 서로 연접된다.

Description

도류구멍을 가진 회전분사 혼합기{Rotatable spraying mixer having flow guide hole}

본 고안은 분사 혼합기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 회전분사 혼합기에 관한 것이다.

기름통과 기름조 안의 원유 혹은 완성품 기름은 각종 길이가 다른 탄산사슬과 수소사슬의 조합으로 인한 탄산 수소 화합물로 구성되고, 장기간 저장한 기름 원료는 가만히 놓아두면 아교질 상태의 물질(기름 진흙)이 형성되는데, 이러한 상황은 원유 기름통 안에서 혹은 기름통 중에서 오래된 기름과 각기 다른 산지의 새 기름이 혼합될 때 두 종류의 다른 내원을 가진 기름의 성분이 달라서 연유한 것인데 이로 인해 완전히 균질되게 혼합되지 않는다.　

상술한 아교질 상태의 물질(기름 진흙)의 발생을 막기 위한 일반적인 방법은 혼합기를 이용하여 기름통 혹은 기름통 중의 기름에 대해 혼합을 진행하며, 균일한 혼합과 동시에 기름 진흙이 발생하는 것을 방지하고 기름 품질의 균질화 목적에 이른다.

현재, 기름통의 혼합기는 두 가지 종류의 형식이 있는데, 하나는 측 방향 혼합기(1)(도 1)로 이는 전동기로 동력을 출력하여 전동축의 젓는 부분에 혼합효과가 생기게 하여 기름에 대해 혼합작업을 시작한다. 그러나 이러한 기름통 측변 상측에 장착하는 측 방향 혼합기(1)는 그 유효 혼합구역(A)이 장착한 위치의 일정한 범위에 한정되고, 이 범위 밖의 구역은 무효 혼합 구역(B)이 되어 이러한 측 방향 혼합기(1)를 사용할 때 일반적으로 다수의 측 방향 혼합기(1)를 함께 사용하여 예정된 구간거리를 두고 기름통의 주변 위치(도 2)에 각각 설치하여 유효 혼합 구역(A)을 증대시킨다. 그러나 기름통의 중앙 위치는 여전히 무효 혼합 구역(B)이 되어 혼합이 이루어지지 않아 혼합 효과가 그다지 좋지 않으며 반드시 여러 개의 측 방향 혼합기(1)를 장치해야하기 때문에 더 많은 원가가 든다.

다른 한 종류의 혼합기 형식은 기름통 내벽(3)에 고정식 노즐(2)(도 3)을 장치하고 외부의 펌프로 분사류를 주입하여 고정식 노즐(2)을 통해 분출하여 기름통 내에 흐름이 형성되어 기름에 대해 혼합이 진행된다. 그러나 이러한 고정식 노즐(2)은 그 작업효과가 전술한 측 방향 혼합기(1)의 작업효과와 그다지 큰 차이가 없고 고정식 노즐(2)을 장치한 위치의 주변에만 혼합이 진행되어 동일하게 효과가 그다지 크지 않은 결점을 가지고 있다.

따라서, 현재 일반적으로 상용되는 형식은 도 4에서와 같이 회전분사 혼합기(4)인데 이는 기름통의 내부 아래면 중앙위치에 장치하여 작업이 진행될 때 외부펌프로 흐름을 불어넣어 회전분사 혼합기 내에 장치된 소용돌이 바퀴와 기어가 움직이고 전체 회전분사 혼합기가 천천히 전동하게 되며 이 회전분사 혼합기 내의 분사류가 노즐을 통해 뿜어져 나오게 되어 혼합작용을 형성한다. 이 회전분사 혼합기로 작업할 때 천천히 전체 기름통 내부가 회전되면서 돌게 되어 유효 혼합 구역이 증가하며 비록 제작원가와 판매가가 비교적 비싸지만 작업효과가 좋아 수요자들이 많이 애용하고 있다.

다만 상술한 회전분사 혼합기(4)는 그 노즐의 형식이 고정식 노즐(2)의 형식과 동일하여 노즐이 작업시 기름통 내부의 유체(기름)를 혼합하는 효율이 분사류 유체의 총량에 밀려 들어가는 분사류 유체의 2.3-2.6 배로 그 작업반경(Cleaning Radius)이 분사류의 말단속도에 따라 그 성능이 결정되는데 일반적으로 말해 기름통 내벽 분사류의 말단속도가 0.35m/sec를 유지해야 한다. 직경이 80미터, 즉 반경이 40미터인 기름통을 예로 들면 만약 노즐에서 뿜어져 나오는 분사류의 총량이 시간당 1000입방미터(1000㎥/hr)이고 그 기름 내벽에 도착하는 말단속도가 0.35m/sec를 유지할 때 이 노즐은 시간마다 형성시키는 혼합 능력이 Q1=Q0+Q0×2.3으로 즉 총 혼합효율이 Q1=1000㎥/hr+1000㎥/hr×2.3 = 3300㎥/hr이다.

비록 이러한 회전분사 혼합기는 기름통의 혼합 작업효과를 제고시키기는 하지만, 일반적으로 말해 전체 기름통에 약 24시간 내에 기름통 내부의 기름에 혼합을 완성해야 균질화의 목표에 이르게 되는데 그러나 기름통의 사용률이 높아지게(조절도가 빠르고 쉬지 않음) 하기 위해 더욱 많은 혹은 더욱 큰 기름통을 사용하려면 반드시 단시간 내에 기름통 내부의 기름에 균질화 작업을 완성해야 한다. 때문에 일반적인 노즐의 회전분사 혼합기를 사용하는 효과로는 이러한 요구에 부합되지 못해 개선의 필요성이 있다고 하겠다.

본 고안의 목적은 도류구멍을 가진 회전분사 혼합기를 제공하여 혼합효과를 높이며 노즐의 전단에는 도류구멍을 설치하여 측 방향으로 노즐에 진입하는 유체통로의 방향과 총 체단면적을 증가하여 효과적으로 붙어있는 기름이 흐름 증가 구멍을 통해서만 노즐로 들어가서 발생하는 어지럽게 흐르는 현상을 억제하여 본 고안에서 분사류가 직선으로 전진하는 유속을 증가시켜 전체적으로 본 고안으로 혼합한 기름의 균질화 효과를 높이고 더욱 혼합 시간을 단축하여 원가를 절약하게 하고 기름통의 사용률을 높이는 데 있다.

상술한 본 고안의 목적은 이음대, 회전하는 노즐 선창실, 적어도 두 개의 노즐을 포함하는데, 회전하는 노즐 선창실 내부에는 하나의 유체통로가 설치되는데, 유체통로는 노즐까지 연장되어 분출구 및 분출구 연장파이프와 서로 연결되며, 유체통로 내에는 하나의 바퀴와 이에 연결되는 전동축이 설치되고, 이 전동축은 회전하는 노즐 선창실 상방에 결합되는 기어박스와 연결되고 이 회전하는 노즐 선창실은 더욱 하나의 링기어를 포함하며, 기어박스는 다수의 소용돌이 바퀴, 소용돌이 막대 및 하나의 정기어로 구성되는데, 상기 정기어는 회전하는 노즐 선창실 내부의 링기어와 서로 결합되며, 도류구멍을 가진 회전분사 혼합기에 연결되고 지탱하는 주변설비는 플랜지, 진류관, 및 고정대를 더 포함하는데, 진류관의 단부에는 플랜지가 설치되고, 이 플랜지는 이음대의 아래 측에 설치되며, 고정대는 기름통 내부의 중앙 위치에 설치되고 진류관은 고정대에 고정설치되어 외부 유체가 회전분사 혼합기의 진류통로에 진입하게 제공되며, 이음대의 플랜지와 진류관의 플랜지는 서로 연접되어 진류관의 유체가 회전분사 혼합기의 노즐을 경유하여 배출된다.

상술한 본 고안의 구성에 의해 분사류가 직선으로 전진하는 유속을 제고시켜 전체적으로 기름 균질화의 효과에 도달하며 혼합하는 시간을 단축시켜 원가를 절약한다.

도 1은 종래 측 방향 혼합기의 혼합 효과 개략도.
도 2는 종래 측 방향 혼합기의 혼합 효과 개략도.
도 3은 종래 고정식 노즐의 구조 개략도.
도 4는 종래 분사 혼합기의 작동 개략도.
도 5는 본 고안의 비교적 구체적인 실시예의 입체도.
도 6은 도 5에서 예시한 실시예의 작동 개략도.
도 7은 본 고안의 두 번째 구체적인 실시예의 입체도.
도 8은 도 7에서 예시한 실시예의 단면도.
도 9는 도 7에서 예시한 실시예의 작동 개략도.

본 고안의 특징에 대해 진일보한 이해를 할 수 있도록 아래 구체적인 실시예와 도면을 통해 설명하면 다음과 같다.

도 5와 6을 참고하면, 본 고안의 구체적인 실시예는 도류(흐름인도) 구멍을 가진 회전분사 혼합기(100)를 제공한다.

본 고안의 회전분사 혼합기는 이음대(33), 회전하는 하나의 노즐 선창실(30), 및 적어도 두 개의 노즐(40)을 포함하고, 상기 노즐(40)은 다수의 증류구멍(431)이 부착되어 각각 하나의 분출구(41), 각각 하나의 분출구 연장파이프(42), 및 다수의 갈빗대(43)를 가지고 있고, 상기 다수의 갈빗대(43)는 분출구(41)와 분출구 연장파이프(42)에 연결 접속되어 다수의 증류구멍(431)을 형성한다. 회전하는 노즐 선창실(30) 내부에는 하나의 유체통로(31)가 설치되는데, 유체통로(31)는 노즐(40)까지 연장되어 분출구(41) 및 분출구 연장파이프(42)와 서로 연결된다.

유체통로(31) 내에는 하나의 바퀴(53)와 이에 연결되는 전동축(도면에는 미표시)이 설치되고, 이 전동축은 회전하는 노즐 선창실(30) 상방에 결합되는 기어박스(50)와 연결되고 이 회전하는 노즐 선창실(30)은 더욱 하나의 링기어(37)를 포함하며, 기어박스(50)는 다수의 소용돌이 바퀴, 소용돌이 막대 및 하나의 정기어로 구성되는데, 이 기술분야는 일반적인 지식을 가진 통상의 기술자라면 이 기어상자를 이해할 수 있기 때문에 여기서 특별히 설명하지는 않는다. 상기 정기어는 다시 회전하는 노즐 선창실(30) 내부의 링기어(37)와 서로 결합되며, 이음대(33)는 더 나아가 하나의 플랜지(35)를 그 아래측에 포함한다.

본 고안의 도류구멍을 가진 회전분사 혼합기(100)에 연결되고 지탱하는 주변설비는 플랜지(23), 진류관(20), 및 고정대(10)를 더 포함하는데, 진류관(20)의 단부에는 플랜지(23)가 설치되고, 이 플랜지(23)는 이음대(33)의 아래 측에 설치되며, 고정대(10)는 기름통 내부의 중앙 위치에 설치되고 진류관(20)은 고정대(10)에 고정설치되어 외부 유체가 회전분사 혼합기(100)의 진류통로(21)에 진입하게 제공되며, 이음대(33)의 플랜지(35)와 진류관(20)의 플랜지(23)는 서로 연접되어 진류관(20)의 유체가 회전분사 혼합기(100)의 노즐(40)을 경유하여 배출된다.

도 5를 참고하면, 고정대(10)는 기름통(도면에는 미표시)의 아래 위치에 결합되어 상술한 각 부품을 탑재하는데 쓰인다.

도 5와 6을 참고하면, 진류관(20)은 L자형을 나타내는데 고정대(10)에 고정설치되고 그 내부에는 양단을 관통하는 진류통로(21)가 있고 이 진류통로(21)는 진류관(20)의 양단에 각각 하나의 측변을 향해 형성된 도입구(211)와 상방을 향해 형성된 도출구(212)를 가지고 있으며, 비교적 양호한 것은 도입구(211)의 직경이 도출구(212)의 직경보다 큰 것이며 유체가 비교적 큰 직경의 관체를 통해 비교적 작은 직경의 관체로 유입하여 압력증가의 유동이 발생하게 된다.

도 5와 6을 참고하면, 회전하는 노즐 선창실(30)은 진류관(20)의 도출구(212)에 연접되어 회전하는 노즐 선창실(30)이 외부 힘의 작용을 받아 고정대(10)에 대해 축 회전을 하게 하며, 회전하는 노즐 선창실(30)의 내부는 유체통로(31)를 가지고 있으며, 유체통로(31)는 증류구멍(40)이 부착된 노즐(40)에까지 연장되어 분출구(41)와 서로 연결되며 유체통로(31)의 진류통로(21)와 연통된다.

지금까지는 본 고안인 도류구멍을 가진 회전분사 혼합기(100)의 각 부분의 구성부품과 조립방식을 소개한 것이고, 이어서 아래 사용특징을 소개하기로 한다.

먼저 기름통(도면에는 미표시)의 외부에 위치한 순환펌프(도면에는 미표시)는 두 개의 기름파이프로 각각 기름통 내부와 진류관(20)의 도입구(211)에 연접하여 기름통 내부의 기름을 뽑아내고 다시 순환펌프를 경유해 기름을 진류관(20)에 넣어 순환적으로 뽑아내어 작업을 진행한다.

도 6을 참고하면, 외부의 순환펌프가 기름을 진류관(20)의 진류통로(21)에 넣을 때 기름의 움직임이 분류(分流)를 이루어 바퀴(53)를 전동시키고 다시 바퀴(53)를 경유해 전동축(도면에는 미표시)을 전동시켜 동력을, 회전하는 노즐 선창실(30) 내부의 기어박스(50)에 전달하며, 이 기어박스(50)가 변속된 후 다시 천천히 링기어(37)를 밀어 이와 서로 결합하는 회전하는 노즐 선창실(30)을 그 위에 부착된 증류구멍의 노즐(40)과 함께 천천히 회전하게 연동시키고, 이로써 증류구멍이 부착된 노즐(40)을 통해 분출한 분사류가 균질되게 기름통 내부에서 천천히 순서대로 분사되어 균일한 혼합이 진행된다.

당연히 회전하는 노즐 선창실(30)이 전동하는 동시에 진류관(20)의 진류통로(21)를 통해 들어온 기름분류는 순서대로 도입구(211)를 통해 도출구(212)로 흘러들고 다시 유체통로(31)로 들어오고, 이 기름분류가 갈빗대(43)를 경과할 때 증류구멍이 부착된 노즐(40) 내의 기름분류의 유동속도가 증류구멍이 부착된 노즐(40)의 외부 기름의 유동속도보다 커서 증류구멍이 부착된 노즐(40) 내에 상대적으로 외부에 대해 마이너스 압력을 형성하고, 벤츄리관 원리의 작동상태가 되며, 각 갈빗대(43) 사이의 증류구멍(431)을 통해 증류구멍이 부착된 노즐(40) 외부의 혼합을 기다리는 기름에 량을 증가해 증류구멍이 부착된 노즐(40) 내에 흡입하여 총체적인 유량의 혼합 효과를 대폭적으로 제고시킨다.

혼합 작업을 진행할 때 증류구멍이 부착된 노즐(40) 내의 유동하는 기름분류 속도가 증류구멍이 부착된 노즐(40) 외부 기름의 유동속도보다 커서 증류구멍이 부착된 노즐(40) 내에서 외부에 대해 마이너스 압력이 형성되는 벤츄리관의 원리가 작동하여 증류구멍(431)을 통해 다시 약 1.6-2.0배의 기름이 증류구멍이 부착된 노즐(40) 내에 진입하고 다시 분출 연장파이프(42)의 분출구멍(421) 입구를 따라 고압의 기름 분사류를 형성하여 전체 혼합효과가 대폭적으로 배로 상승한다.

즉 전체의 혼합 효과를 각 효과를 더해 제고시키는데 이는 아래와 같다.

Q1=Q0+Q0×2.3+Q0×1.6

Q1=Q1=Q0×4.9

본 고안은 벤츄리 노즐(Venturi nozzle)의 원리로 고안한 특수 구조로 종래의 회전분사 혼합기보다 약 2.3배의 혼합 능력을 제공하며, 더욱 단시간에 기름을 균질화된 혼합작업을 완성하여 기름통의 사용률을 높인다.

도 7, 8, 9를 참고하면, 본 고안의 두 번째 실시예에서 노즐(전단)은 적어도 하나의 도류구멍(60)을 포함하는데, 이는 측 방향으로부터 노줄(40)에 진입하는 유체통로의 방향과 총 체(體)단면적을 증가시키는데 사용되며, 본 실시예 중에서 하나의 증류구멍(431)이 부착된 노즐(40)의 모든 측면 전단에 두 개의 도류구멍(60)을 설치한다.

따라서 본 실시예의 도면 중 실제는 모두 8개의 도류구멍(도면의 각 측면 도류구멍은 대칭되기 때문에 더 제시하지 않음)이 있는데 작업 시 측 방향으로 증류구멍(431)으로 들어온 유체에 일정 정도의 어지럽게 흐르는 현상이 발생하여 노즐(40) 중간단(가속단)으로 들어온 유체의 총 유량과 총 에너지는 비록 제고되지만, 어지럽게 흐르는 현상으로 발생한 간섭이 여전히 분사류 전체효능의 제고에는 마이너스 작용을 하게 된다.

따라서 노즐(40) 전단에 8개의 도류구멍(60)을 증가시키면 측 방향으로부터 노즐(40)에 들어오는 유체통로의 방향과 총 체단면적을 증가시킬 수 있게 되어 나아가 붙어있는 기름이 증류구멍(431)만을 통해 노즐(40)에 들어가서 발생하는 어지럽게 흐르는 현상을 억제할 수 있고, 나아가 본 고안의 분사류의 직선 전진하는 속도를 제고시켜 전체 혼합효과를 높이고 기름의 균질화를 이루게 되며 혼합 시간도 단축시켜 원가 절감의 효과를 가진다.

[종래]
1：측 방향 혼합기 A：유효 혼합 구역
B：무효 혼합 구역 2：고정식 노즐
3：기름통 내벽 4：회전분사 혼합기
[본 고안]
100：도류구멍을 가진 회전분사 혼합기
10：고정대 20：진류관
21：진류통로 211：도입구
23：플랜지 212：도출구
30：회전하는 노즐 선창실 31：유체통로
33：이음대 35：플랜지
37：링기어 40：노즐
41：분출구 42：분출구 연장파이프
421：분출구멍 43：갈빗대
431：증류구멍 50：기어박스
53：바퀴 60：도류구멍

Claims (4)

1. 이음대(33), 회전하는 노즐 선창실(30) 및 적어도 두 개의 노즐(40)을 포함하고 상기 노즐(40)은 다수의 증류구멍(431)이 부착되어 각각 하나의 분출구(41), 각각 하나의 분출구 연장파이프(42), 및 다수의 갈빗대(43)를 가지고 있고, 상기 다수의 갈빗대(43)는 분출구(41)와 분출구 연장파이프(42)에 연결 접속되어 다수의 증류구멍(431)을 형성한 것을 특징으로 하는 도류구멍을 가진 회전분사 혼합기.
2. 제1항에 있어서, 회전하는 노즐 선창실(30) 내부에는 하나의 유체통로(31)가 있는데, 이 유체통로(31)는 노즐(40)까지 연장되어 분출구(41) 및 분출구 연장파이프(42)와 서로 연결되는 것을 특징으로 하는 도류구멍을 가진 회전분사 혼합기.
3. 제1항에 있어서, 노즐은 적어도 하나의 도류구멍(60)을 포함하는 것을 특징으로 하는 도류구멍을 가진 회전분사 혼합기.
4. 제1항에 있어서, 플랜지(23), 진류관(20), 및 고정대(10)를 더 포함하는데, 진류관(20)의 단부에는 플랜지(23)가 설치되고, 이 플랜지(23)는 이음대(33)의 아래 측에 설치되며, 고정대(10)는 기름통 내부의 중앙 위치에 설치되고 진류관(20)은 고정대(10)에 고정설치되어 외부 유체가 회전분사 혼합기(100)의 진류통로(21)에 진입하게 제공되며, 이음대(33)의 플랜지(35)와 진류관(20)의 플랜지(23)는 서로 연접되는 것을 특징으로 하는 도류구멍을 가진 회전분사 혼합기.

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