KR100737120B1 - 재료의 혼합 및 균질화장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 재료의 혼합 및 균질화장치에 관한 것으로서, 일단에 메인재료가 유입되는 메인유입부가 형성되어 있고 측부 일영역에 보조재료가 유입되는 보조유입부가 마련되어 있는 외부관과; 측면에 복수의 유입공이 형성되어 있으며 상기 외부관의 내면과 소정의 챔버를 사이에 두고 상기 외부관 내에 삽입되어 상기 메인 및 보조재료를 혼합하여 배출시키는 내부관과; 상기 내부관의 내면에 마련되어 혼합된 상기 메인 및 보조재료를 균질화시키는 균질화돌기를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이에 의하여, 어느 한 종류의 재료를 균질화하거나 혹은 두 종류의 재료를 혼합한 후 균질화시키는데 따른 효율을 향상시킬 수 있다.

Description

재료의 혼합 및 균질화장치{Apparatus for mixing material}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 재료의 혼합 및 균질화장치에 대한 측단면도,

도 2는 도 1에 도시된 회전부재의 개략적인 사시도,

도 3은 도 1에 도시된 균질화돌기 영역의 확대도,

도 4는 내부관의 내부 투영도,

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 재료의 혼합 및 균질화장치에 대한 측단면도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10 : 외부관 10a : 메인유입부

10b : 보조유입부 30 : 회전부재

40 : 내부관 40a : 유입공

50 : 균질화돌기 50a : 축부

50b : 머리부 50c : 연통공

본 발명은, 재료의 혼합 및 균질화장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 어느 한 종류의 재료를 균질화하거나 혹은 두 종류의 재료를 혼합한 후 균질화시키는데 따른 효율을 향상시킬 수 있도록 한 재료의 혼합 및 균질화장치에 관한 것이다.

재료의 혼합 및 균질화장치란, 어느 한 종류의 재료나 물질(이를 통틀어 "재료"라 함)을 미세기포를 이용하여 균질화하거나 혹은, 다른 재료를 추가로 혼합한 후, 이들이 상호 균질하게 섞일 수 있도록 한 것을 말한다.

예를 들어, 우유를 균질 제조하거나, 우유에 다른 재료를 혼합하여 유제품을 제조하거나 혹은, 기름이나 석유등의 재료에 기타 다른 재료를 혼합하여 액상의 혼합물을 제조할 경우, 믹서 등에 의한 물리적인 방법만으로는 재료가 균질하게 혼합되기 어렵다.

따라서, 이들이 균질화되어 혼합되기 위해서는 재료를 이루는 성분들을 최소단위의 입자로 쪼갠 후, 미세기포에 의해 혼합되도록 하거나, 혹은 메인재료에 혼합 대상의 보조재료가 빠른 속도로 혼합되도록 한 후 이들이 다시 최소 단위입자로 쪼개지면서 섞이도록 하는 것이 바람직할 것이다.

이러한 재료의 혼합 및 균질화장치는, 비단 앞서 기술한 경우에만 적용되지 않으며, 출원번호 10-2001-46331에 공지된 바와 같이, 하천이나 공장 배수로가 오염된 경우, 오염된 수질에 미생물을 번식시켜 미생물이 오염 성분을 소화하게 하기 위해 미세 기포수의 흐름을 유도하는 에어레이터(Aerator)로써도 널리 활용되고 있다.

그런데, 기존에 공지된 재료의 혼합 및 균질화장치를 보면, 장치본체 내에서 유동하는 재료가 충돌에 의해 쪼개져 균질화될 수 있는 복수의 돌기를 구비하거나 돌기에 충돌한 재료를 빠른 속도로 배출시키기 위한 벤튜리관을 이용한 것이 전부이다.

따라서, 실질적으로 어느 한 종류의 재료를 균질화하거나 혹은 두 종류의 재료를 혼합한 후 균질화하기에는 그 한계가 발생할 수밖에 없다. 이에, 본 출원인은 어느 한 종류의 재료를 균질화하거나 혹은 두 종류의 재료를 혼합한 후 균질화시키는데 따른 효율을 향상시킬 수 있도록 한 재료의 혼합 및 균질화장치를 개발하기에 이르렀다.

본 발명의 목적은, 어느 한 종류의 재료를 균질화하거나 혹은 두 종류의 재료를 혼합한 후 균질화시키는데 따른 효율을 향상시킬 수 있도록 한 재료의 혼합 및 균질화장치를 제공하는 것이다.

상기 목적은, 본 발명에 따라, 일단에 메인재료가 유입되는 메인유입부가 형성되어 있고 측부 일영역에 보조재료가 유입되는 보조유입부가 마련되어 있는 외부관과; 측면에 복수의 유입공이 형성되어 있으며 상기 외부관의 내면과 소정의 챔버를 사이에 두고 상기 외부관 내에 삽입되어 상기 메인 및 보조재료를 혼합하여 배출시키는 내부관과; 상기 내부관의 내면에 마련되어 혼합된 상기 메인 및 보조재료를 균질화시키는 균질화돌기를 포함하는, 재료의 혼합 및 균질화장치에 의해 달성 된다.

여기서, 상기 균질화돌기는, 일단이 상기 내부관의 내면 유입공 영역에 배치되는 축부와; 상기 축부의 노출단에 형성되고 상기 내부관의 축심을 향해 노출된 머리부와; 상기 축부와 상기 머리부를 일체로 관통하도록 형성되고 상기 유입공과 연통하여 상기 보조유입부를 통해 유입된 보조재료를 상기 내부관 내로 안내하는 연통공을 포함하도록 할 수 있다.

이 때, 상기 균질화돌기는 상기 내부관의 내면 원주에 복수개가 배치되어 하나의 군을 형성하고 각각의 군은 상기 메인재료의 진행방향을 따라 상호 교호적으로 배열되는 것이 보다 효과적일 수 있다.

상기 메인재료의 진행방향에 대해 상기 내부관의 유입측에 마련되어 상기 메인유입부를 통해 유입된 메인재료의 방향을 분산시키는 회전부재를 추가로 포함하여 균질화장치를 구현할 수 있다.

한편, 상기 목적은, 일단에 메인재료가 유입되는 메인유입부가 형성되어 있고 측부 일영역에 보조재료가 유입되는 보조유입부가 마련되어 있는 외부관과; 상기 외부관 내에 마련되어 상기 메인유입부를 통해 유입된 메인재료의 방향을 분산시키는 회전부재를 포함하는, 재료의 혼합 및 균질화장치에 의해서도 달성된다.

이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명의 각 실시예에 대해 상세히 설명한다.

제1실시예

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 재료의 혼합 및 균질화장치에 대한 측단면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 회전부재의 개략적인 사시도이며, 도 3은 도 1에 도시된 균질화돌기 영역의 확대도이고, 도 4는 내부관의 내부 투영도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 재료의 혼합 및 균질화장치는, 외부관(10)과, 외부관(10)의 내부에 외부관(10)의 길이방향을 따라 삽입되어 있는 내부관(40)과, 내부관(40)의 내면에 마련된 복수의 균질화돌기(50)를 포함하고 있다.

관상체로 형성되는 외부관(10)의 일단에는 메인재료가 유입되는 메인유입부(10a)가 형성되어 있고, 측부 일영역에는 보조재료가 유입되기 위한 보조유입부(10b)가 형성되어 있다. 만일, 본 장치를 소정의 기계장치 등에 장착하고자 한다면, 외부관(10)의 양단에 형성된 브래킷(12)을 이용하면 된다.

참고로, 메인재료는 예를 들어, 우유나 기름과 같은 액체의 물질일 수 있는 데, 이처럼 메인재료가 액체일 경우, 보조재료는 메인재료와는 상이한 액체의 물질이거나 혹은 기체의 물질일 수 있다.

외부관(10)의 내부에 삽입되는 내부관(40) 역시 외부관(10)과 마찬가지로 관상체로 이루어지는데, 실제로 메인재료와 보조재료가 혼합되어 균질화되는 곳은 내부관(40)이다.

내부관(40)은 외부관(10)의 내면과 소정의 공간인 챔버(S)를 사이에 두고 상기 외부관(10) 내에 삽입되며, 그 측면에는 보조유입부(10b)를 통해 유입된 보조재 료를 내부관(40) 내부로 유입시키기 위한 복수의 유입공(40a)이 형성되어 있다.

외부관(10)의 내부에는 메인유입부(10a)를 통해 유입된 메인재료의 속도를 배가시키기 위한 구성으로써, 외부관(10)의 직경에 비해 점진적으로 좁아지는 경사부(20a)와, 경사부(20a)의 단부에서 외부관(10)과 나란하게 배치되는 평탄부(20b)가 형성되어 있다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 평탄부(20b) 내에는, 메인유입부(10a)를 향해 유입된 메인재료의 방향을 분산시키는 회전부재(30)가 마련되어 있다. 회전부재(30)는, 고정식이나 혹은 가동식 모두를 사용할 수 있으며, 가동식이라 하더라도 별도의 동력을 요하지 않는 것이 채용된다.

이러한 회전부재(30)에는 메인유입부(10a)를 향해 유입된 메인재료의 방향을 분산시키기 위한 복수의 방향분산공(30a,30b)이 형성되어 있다. 메인재료의 진행방향을 기준으로 할 때, 전면에 배치된 방향분산공(30a)과 후면에 배치된 방향분산공(30b)은 서로 다른 위치에 형성된다.

따라서, 도 2에 도시된 것처럼, 전면에 배치된 방향분산공(30a)을 통해 참조부호 "A"의 방향으로 유입된 메인재료는 배치된 방향분산공(30b)을 통과할 때 참조부호 "A'"의 방향으로 꺾인 후 진행하게 됨으로써, 메인재료의 방향이 변화한다.

이처럼 메인재료의 방향이 변화함으로써 메인재료 자체의 균질화에도 도움이 되지만, 추후 내부관(40)으로 유입되는 보조재료와 함께 균질화되게 섞이는 데에도 보다 유리한 것이다.

이러한 회전부재(30)는, 메인재료의 방향을 분산시키는 역할을 하기 때문에, 도시된 것과 같은 형상을 취할 수도 있고, 혹은 프로펠러 형상이나 선풍기의 날개 형상, 혹은 스크루 형상 등 어떠한 것을 적용하여도 무방한 것이다.

위와 같이, 메인유입부(10a)를 통해 유입된 메인재료가 회전부재(30)를 통해 여러 방향으로 분산된 후, 내부관(40) 내로 유입될 경우, 메인재료가 외부관(10)과 내부관(40) 사이의 챔버(S)로 흘러간다면, 보조재료의 유입에 구속이 생길 수 있다. 따라서, 본 실시예에서는, 회전부재(30)를 평탄부(20b) 내에 배치하면서 회전부재(30)에 인접한 내부관(40)의 단부 역시 평탄부(20b) 내에 기밀하게 배치되도록 하고 있는 것이다.

한편, 내부관(40)의 내면에는 실제로 보조재료를 내부관(40) 내부로 안내하는 역할과 더불어, 혼합된 메인 및 보조재료를 균질화시키는 균질화돌기(50)가 마련되어 있다.

균질화돌기(50)는, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 일단이 내부관(40)의 내면 유입공(40a) 영역에 배치되는 축부(50a)와, 축부(50a)의 노출단에 형성되고 내부관(40)의 축심을 향해 노출된 머리부(50b)와, 축부(50a)와 머리부(50b)를 일체로 관통하도록 형성되고 유입공(40a)과 연통하여 보조유입부(10b)를 통해 유입된 보조재료를 내부관(40) 내로 안내하는 연통공(50c)으로 이루어져 있다.

이러한 균질화돌기(50)는, 도 1 및 도 4에 도시된 바와 같이, 내부관(40)의 내면 원주에 복수개가 배치되어 하나의 군을 형성하고, 각각의 군은 메인재료의 진행방향을 따라 상호 교호적으로 배열된다. 따라서, 메인 및 보조재료가 균질화돌기(50)에 좀 더 많이 부딪혀 쪼개질 있어 균질화된 채로 혼합되는데 보다 유리하 다.

이러한 구성을 갖는 재료의 혼합 및 균질화장치의 동작을 살펴보면 다음과 같다.

우선, 혼합 및 균질화시키기 위해 선택된 메인재료를 외부관(10)의 메인유입부(10a)로 유입시킨다. 유입된 메인재료는 외부관(10)을 따라 흐르다가 경사부(20a) 영역에서부터 그 유속이 빨라지게 된다.

경사부(20a)를 통과한 메인재료는, 평탄부(20b)에 장착된 회전부재(30)의 각 방향분산공(30a,30b)들을 통과하면서 난방향으로 분산된 후, 내부관(40)으로 향한다. 내부관(40)에 도달한 메인재료는 내부관(40)의 내부에 마련된 복수의 균질화돌기(50)에 부딪혀 최소단위의 입자로 쪼개져 균질화되기 시작한다.

이와 동시에, 메인재료와 혼합될 보조재료를 외부관(10)의 보조유입부(10b)로 유입시킨다. 보조유입부(10b)로 보조재료가 투입되면, 우선적으로 외부관(10)과 내부관(40) 사이의 챔버(S)에 포진된 후, 내부관(40)의 측면에 형성된 복수의 유입공(40a)으로 향한다.

그리고는, 유입공(40a)과 연통되어 있는 균질화돌기(50)의 연통공(50c)을 따라 내부관(40) 내부로 유입된다. 이 때, 내부관(40) 내부에는 이미 유속이 빨라진 메인재료가 흐르고 있기 때문에 보조재료는 메인재료의 유속에 기인하여 보다 쉽고 빠르게 내부관(40)의 유입공(40a) 및 균질화돌기(50)의 연통공(50c)을 통해 내부관(40) 내부로 유인된다.

내부관(40) 내부로 유인되는 보조재료는 회전부재(30)에 의해 분산되고 균질 화돌기(50)에 의해 균질화된 메인재료와 쉽게 혼합된 후, 이동하게 되는데, 이동 중에도 균질화돌기(50)에 부딪혀 재혼합 및 재균질화되면서 배출부(40b)로 배출된다.

따라서, 서로 다른, 두 개의 어느 한 종류의 재료를 균질화하거나 혹은 두 종류의 재료를 혼합한 후 균질화시키는데 따른 효율을 향상될 수 있다.

제2실시예

앞서 설명한 제1실시예에 따르면, 재료의 혼합 및 균질화장치는 외부관(10), 내부관(40), 회전부재(30) 및 균질화돌기(50)로 이루어진 것을 알 수 있다.

그러나, 내부관(40)과 균질화돌기(50)를 마련하지 않더라도 회전부재(30)만으로 메인 및 보조재료를 균질화시킬 수 있다. 물론, 도 5와 같을 경우, 제1실시예보다는 그 효율이 떨어질 수 있으나, 도 5의 실시예 역시, 본 발명의 사상 범주에 있다 할 것이다.

도 5에 도시된 참조부호는 제1실시예와 동일하게 부여하였으며, 그에 대한 설명은 제1실시예로 대체하기로 한다.

이상 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명하였지만 본 발명은 이에 제한되는 것은 아니다.

전술한 실시예에서는, 보조재료 역시, 액체 상태의 물질을 이용하고 있으므로 내부관 내에서 서로 다른 두 가지의 물질이 혼합되고 균질화되는데 그치고 있 다.

그러나, 만일, 보조재료로써 액체가 아닌 공기를 공급할 경우라면, 내부관의 측면에 형성된 복수의 유입공과 균질화돌기의 연통공을 통해 내부관 내부로 공기가 유입되는 과정에서 미세기포가 발생하게 된다. 이럴 경우, 메인재료의 내부에는 수많은 미세기포가 형성될 수 있기 때문에 한 종류의 재료를 균질화시키는 데에도 그 역할을 충분히 수행할 수 있게 되는 것이다.

전술한 실시예의 도면을 보면, 균질화돌기가 상호 등각도 간격으로 배치되어 있는데, 도면과는 다르게 일정한 방향성 없이 균질화돌기를 배열시킬 수도 있는 것이다.

전술한 실시예에서는 내부 구성의 장착을 위해 외부관을 분리시켜 제조하고 있지만, 도면과는 달리 외부관을 일체로 형성할 수도 있다.

전술한 실시예에서는, 외부관 내에 경사부와 평탄부를 형성하고 있지만 이들을 반드시 형성해야 하는 것은 아니다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 어느 한 종류의 재료를 균질화하거나 혹은 두 종류의 재료를 혼합한 후 균질화시키는데 따른 효율을 향상시킬 수 있도록 한 재료의 혼합 및 균질화장치가 제공된다.

Claims (6)

1. 일단에 메인재료가 유입되는 메인유입부가 형성되어 있고 측부 일영역에 보조재료가 유입되는 보조유입부가 마련되어 있는 외부관과;

   측면에 복수의 유입공이 형성되어 있으며 상기 외부관의 내면과 소정의 챔버를 사이에 두고 상기 외부관 내에 삽입되어 상기 메인 및 보조재료를 혼합하여 배출시키는 내부관과;

   상기 내부관의 내면에 마련되어 혼합된 상기 메인 및 보조재료를 균질화시키는 균질화돌기를 포함하는, 재료의 혼합 및 균질화장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 균질화돌기는,

   일단이 상기 내부관의 내면 유입공 영역에 배치되는 축부와;

   상기 축부의 노출단에 형성되고 상기 내부관의 축심을 향해 노출된 머리부와;

   상기 축부와 상기 머리부를 일체로 관통하도록 형성되고 상기 유입공과 연통하여 상기 보조유입부를 통해 유입된 보조재료를 상기 내부관 내로 안내하는 연통공을 포함하는, 재료의 혼합 및 균질화장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 균질화돌기는 상기 내부관의 내면 원주에 복수개가 배치되어 하나의 군을 형성하고 각각의 군은 상기 메인재료의 진행방향을 따라 상호 교호적으로 배열되는 것을 특징으로 하는, 재료의 혼합 및 균질화장치.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 메인재료의 진행방향에 대해 상기 내부관의 유입측에 마련되어 상기 메인유입부를 통해 유입된 메인재료의 방향을 분산시키는 회전부재를 추가로 포함하는, 재료의 혼합 및 균질화장치.
5. 제3항에 있어서,

   상기 메인재료의 진행방향에 대해 상기 내부관의 유입측에 마련되어 상기 메인유입부를 통해 유입된 메인재료의 방향을 분산시키는 회전부재를 추가로 포함하는, 재료의 혼합 및 균질화장치.
6. 일단에 메인재료가 유입되는 메인유입부가 형성되어 있고 측부 일영역에 보조재료가 유입되는 보조유입부가 마련되어 있는 외부관과;

   상기 외부관 내에 마련되어 상기 메인유입부를 통해 유입된 메인재료의 방향을 분산시키는 회전부재를 포함하는, 재료의 혼합 및 균질화장치.

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