KR100738643B1 - 교반 장치 - Google Patents

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KR100738643B1
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chamber
stirring device
stirring
shaft
support
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박노각
유종무
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주식회사 엘지생활건강
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Abstract

본 발명에 따른 교반 장치는 다양한 소재물질을 다양한 방법으로 교반할 수 있도록, 용기와 상기 용기를 밀폐하는 덮개를 포함하는 챔버(chamber)와, 상기 챔버를 지지하는 프레임(frame)과, 상기 챔버 내로 삽입 설치되며 교반을 위한 부재가 착탈 결합될 수 있도록 제1 착탈부가 형성된 제1 구동축과 상기 제1 구동축을 감싸면서 상기 제1 구동축과 동축구조(co-axial)로 설치되며 교반을 위한 부재가 착탈 결합될 수 있도록 제2 착탈부가 형성된 제2 구동축과, 상기 제2 구동축의 양측면에 설치되며 디스퍼(disper)가 착탈 결합될 수 있도록 디스퍼 착탈부가 형성된 디스퍼 구동축과, 상기 챔버의 상부에 설치되어 상기 제1 구동축을 회전시키는 제1 구동모터와, 상기 챔버의 상부에 설치되어 상기 제2 구동축을 회전시키는 제2 구동모터와, 상기 챔버의 상부에 설치되어 상기 디스퍼 구동축을 회전시키는 디스퍼 구동모터와, 배플(baffle)을 지지할 수 있도록 상기 챔버의 내벽에 설치되는 배플 지지부, 및 상기 챔버 내부로 소재물질을 분사하는 이덕터(eductor)와 연결될 수 있도록 상기 챔버의 내벽에 설치되는 유입관을 포함한다.
교반장치, 착탈부, 디스퍼, 파라비스크, 구동축

Description

교반 장치{MIXING APPARATUS}
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 교반 장치를 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 제1 교반부재를 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 제2 교반부재를 도시한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 스크래퍼를 도시한 분해 사시도이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 스크래퍼를 도시한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 교반 장치의 용기와 덮개가 분리된 상태를 도시한 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 교반 장치에 순환 파이프들이 연결된 상태를 도시한 단면도이다.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 교반 장치를 도시한 단면도이다.
도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 용기와 이에 결합되는 배플을 도시한 절개 사시도이다.
도 10은 본 발명의 제3 실시예에 따른 교반 장치를 도시한 단면도이다.
도 11은 본 발명의 제3 실시예에 따른 이덕터를 도시한 사시도이다.
도 12는 본 발명의 제4 실시예에 따른 교반 장치를 도시한 단면도이다.
도 13은 본 발명의 제4 실시예에 따른 앵커형 스크래퍼 부재를 도시한 사시 도이다.
도 14는 본 발명의 제4 실시예에 따른 디스퍼를 도시한 사시도이다.
도 15는 본 발명의 제5 실시예에 따른 교반 장치를 도시한 단면도이다.
도 16은 본 발명의 제5 실시예에 따른 파라비스크 교반부재를 도시한 사시도이다.
- 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 -
제1 구동모터(120) 제2 구동모터(110)
디스퍼 구동모터(112) 기어 조립체(115)
디스퍼 구동축(145) 디스퍼 착탈부(146)
제1 구동모터(120) 제2 구동축(170)
덮개(260) 용기(270)
제1 교반부재(400) 제2 교반부재(300)
제1 착탈부(410) 제2 착탈부(310)
챔버(200) 상부 프레임(191)
기둥(192) 하부 프레임(193)
승강부재(195) 제1 순환 파이프(235)
제2 순환 파이프(243) 정적 믹서(248)
온도계(251, 252, 253) 균질기(280)
배플(500) 배플 지지부(530)
이덕터(600) 분사노즐(610, 620)
디스퍼(710) 톱날(715)
앵커형 스크래퍼 부재(720) 파라비스크 교반부재(800)
곡선형 날개(831, 835)
본 발명은 혼합장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 하나의 용기 내에서 서로 다른 성질을 갖는 물질을 교대로 혼합할 수 있는 교반 장치에 관한 것이다.
통상적으로 샴푸, 린스, 주방용 세제 등을 제조하는 과정에서 소재물질을 혼합하는 교반 장치는 소재물질의 특성에 따라 서로 다른 내부 구조를 갖는다.
이는 소재 물질의 점성과 비중 등에 따라서 혼합하는 방법이 서로 상이하기 때문이다.
그러나 이와 같이 각각의 제품에 따라서 다른 종류의 교반 장치를 사용하게 되면 특정한 종류의 제품을 많이 생산할 필요가 있는 경우, 유휴 교반 장치가 있음에도 불구하고 다른 종류의 설비를 제작해야 하는 문제가 생긴다.
즉, 샴푸의 제작에 사용되는 혼합장치는 사용되지 않는 경우에도, 주방용 세제를 더 많이 생산해야 하는 경우에는 주방용 세제를 혼합하는 교반 장치가 더 구비되어야 한다.
이러한 문제는 종류가 다른 소량의 제품을 생산할 때 더욱 커지게 된다. 즉 양이 적은 혼합물을 여러 종류 생산할 경우에, 각 혼합물의 성질이 서로 상이하므 로 각 혼합물을 혼합하는 장치는 별도로 구비되어야 하는 바 이에 따라 설비에 대한 부담이 증가하게 된다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 그 목적은 다양한 성질을 갖는 소재물질들을 교대로 혼합할 수 있도록, 혼합에 사용되는 부재들이 착탈가능하게 결합된 교반 장치를 제공함에 있다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 교반 장치는 용기와 상기 용기를 밀폐하는 덮개를 포함하는 챔버(chamber); 상기 챔버를 지지하는 프레임(frame); 상기 챔버 내로 삽입 설치되며 교반을 위한 부재가 착탈 결합될 수 있도록 제1 착탈부가 형성된 제1 구동축; 상기 제1 구동축을 감싸면서 상기 제1 구동축과 동축구조(co-axial)로 설치되며 교반을 위한 부재가 착탈 결합될 수 있도록 제2 착탈부가 형성된 제2 구동축; 상기 제2 구동축의 양측면에 설치되며 디스퍼(disper)가 착탈 결합될 수 있도록 디스퍼 착탈부가 형성된 디스퍼 구동축; 상기 챔버의 상부에 설치되어 상기 제1 구동축을 회전시키는 제1 구동모터; 상기 챔버의 상부에 설치되어 상기 제2 구동축을 회전시키는 제2 구동모터; 상기 챔버의 상부에 설치되어 상기 디스퍼 구동축을 회전시키는 디스퍼 구동모터; 배플(baffle)을 지지할 수 있도록 상기 챔버의 내벽에 설치되는 배플 지지부; 및 상기 챔버 내부로 소재물질을 분사하는 이덕터(eductor)와 연결될 수 있도록 상기 챔버의 내벽에 설치되는 유입관을 포함한다.
상기 제1 착탈부는 플랜지(flange) 형태로 이루어지고 가장자리를 따라 복수의 홀이 형성될 수 있다.
상기 제2 착탈부는 일방향으로 길쭉한 플랜지 형태로 이루어지고 양쪽 가장자리에 복수의 홀이 형성될 수 있다.
상기 제2 구동축은 중공형 봉으로 이루어질 수 있다.
상기 배플 지지부는 볼트를 매개로 배플을 지지할 수 있도록 나사 홈으로 이루어질 수 있다.
상기 챔버의 아래에는 균질기(Homogenizer)가 설치될 수 있다.
상기 제1 착탈부에는 지지축과 상기 지지축에 끼워져 고정된 보스, 및 상기 보스에 부착된 패들(Paddle)을 포함하는 제1 교반부재가 설치될 수 있다.
상기 보스에는 돌기가 형성되고 상기 패들은 상기 돌기에 회동가능하게 끼워질 수 있다.
상기 패들은 상기 돌기를 끼움하는 홈을 포함하고 상기 홈에는 패들을 상기 보스에 고정하는 볼트가 끼워질 수 있다.
상기 교반 장치는 상기 제2 착탈부에 결합되며, 상기 제1 교반부재의 외측에 설치되는 제2 교반부재를 포함할 수 있다.
상기 제2 교반부재는 양쪽으로 이격되어 챔버의 내면에 인접하게 설치되는 두개의 막대부; 상기 막대부의 상단에서 절곡 형성되어 제2 착탈부에 부착되는 부착부; 상기 막대부에 설치되어 챔버의 중앙을 향해 돌출된 패들; 및 상기 막대부에 부착되어 챔버에 접하도록 설치되는 스크래퍼를 포함할 수 있다.
상기 스크래퍼는 상기 막대부에 대하여 회동가능하도록 설치될 수 있다.
상기 막대부의 아래에는 상기 막대부를 연결하는 고리 형상의 연결부가 설치될 수 있다.
상기 교반 장치는 일 방향으로 긴 직사각형의 판재와 이 판재에 고정된 고리로 이루어진 배플을 포함할 수 있다.
상기 교반 장치는 상기 유입관과 연통되는 관부와 상기 관부에 설치되어 소재물질을 분사하는 분사노즐로 이루어진 이덕터를 포함할 수 있다.
상기 제2 착탈부에는 축과, 상기 축의 하단에 고정되어 상기 챔버의 내면을 따라 위쪽으로 연장된 앵커형 지지부, 및 상기 앵커형 지지부에 설치된 스크래퍼를 포함하는 앵커형 스크래퍼 부재가 설치될 수 있다.
상기 앵커형 지지부에는 스크래퍼가 설치될 수 있다.
상기 디스퍼 착탈부에는 축과 상기 축에 고정된 두개의 원형 톱날을 갖는 디스퍼가 설치될 수 있다.
상기 제2 착탈부에는 축과 상기 축에 고정된 지지부와 상기 지지부에 부착된 곡선형 날개를 갖는 파라비스크(paravisc) 교반부재가 설치될 수 있다.
상기 프레임은 덮개를 지지하는 상부 프레임; 용기를 지지하는 하부 프레임; 상기 하부 프레임에 고정되어 상기 상부 프레임을 지지하는 기둥; 및 상기 상부 프레임을 상기 용기에 대하여 상하 방향으로 이송시키는 승강부재를 포함할 수 있다.
상기 챔버 내에는 복수의 온도계가 설치될 수 있다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속 하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 혼합장치를 도시한 단면도이다.
상기한 도면을 참조하여 설명하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 혼합장치는 용기(270)와 용기(270)를 밀폐하는 덮개(260)를 포함하는 챔버(200)와 이 챔버(200) 내에 설치되며 패들(Paddle)(450)을 갖는 제1 교반부재(400), 제1 교반부재(400)의 외측에 설치되는 제2 교반부재(300), 및 제1 교반부재(400)를 회전시키는 제1 구동모터(120)와 제2 교반부재(300)를 회전시키는 제2 구동모터(110)를 포함한다.
또한, 덮개(260)에는 두개의 디스퍼(disper) 구동축(145)이 설치되는데, 이 디스퍼 구동축(145)의 하단에는 원판형 톱날을 갖는 디스퍼가 착탈결합할 수 있도록 디스퍼 착탈부(146)가 설치된다.
제1 교반부재(400)는 챔버(200)의 중앙부에 설치되어 회전하는데, 이때 제1교반부재(400)에 설치된 패들(450)이 소재물질의 유동을 야기한다. 본 발명에서 중앙부라 함은 챔버(200) 바닥의 중심에서 수직한 부분과 이에 인접한 부분을 말한다.
한편, 챔버(200)의 하부에는 균질기(Homogenizer)(280)가 설치된다. 이 균질기(280)는 소재물질을 순환시켜 효율적인 교반이 일어나도록 한다. 이러한 균질기(280)의 구조는 당업자에게 잘 알려져 있으므로 이에 대한 자세한 설명은 생략한 다.
제1 교반부재(400)와 제1 구동모터(120)는 제1 교반부재(400)가 착탈결합할 수 있도록 제1 착탈부(410)가 형성된 제1 구동축(160)을 매개로 연결된다. 또한, 제2 교반부재(300)와 제2 구동모터(110)는 제2 교반부재(300)가 착탈결합할 수 있도록 제2 착탈부(310)가 형성된 제2 구동축(170)을 매개로 연결된다.
제1 착탈부(410)는 제1 구동축(160)의 단부에서 넓게 퍼지도록 형성된 플랜지 형태로 이루어지며, 이 제1 착탈부(410)에는 볼트가 체결될 수 있도록 가장자리를 따라 홀이 형성된다. 본 실시예에 따른 제1 착탈부(410)는 원형의 횡단면을 갖지만 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며 상기 제1 착탈부(410)의 단면 형상에 대해서는 특별히 제한하지 않는다.
또한, 제2 착탈부(310)도 제2 구동축(170)의 단부에서 넓게 퍼지도록 형성된 플랜지 형태로 이루어지는데, 제2 착탈부(310)는 일방향으로 길게 형성된 팔각형의 횡단면을 갖는 판구조로 이루어진다. 그리고 이 제2 착탈부(310)의 양측 가장자리에는 볼트가 체결될 수 있도록 홀이 형성된다.
제2 구동축(170)은 내부에 공간이 형성된 중공형으로 이루어지는 바, 제1 구동축(160)은 이러한 제2 구동축(170)의 내부 공간을 관통하여 챔버(200)의 내부로 삽입 설치된다. 이에 따라 제1 구동축(160)과 제2 구동축(170)은 동축구조(co-axial)를 이룬다.
그리고 제1 구동축(160)은 제2 구동축(170)의 하단에 설치된 베어링(261)을 매개로 제2 구동축(170)에 대하여 회전 가능하도록 지지된다.
챔버(200)는 덮개(260)를 지지하는 상부 프레임(191)과 용기(270)를 지지하는 하부 프레임(193), 하부 프레임(193)에 고정되어 상부 프레임(191)을 지지하는 기둥(192)에 의해 지지된다. 여기서, 상기 기둥(192)은 하부 프레임(193)에 지지된 승강부재(195)에 의하여 상하방향으로 이송 가능하도록 설치된다.
상부 프레임(191)의 위에는 제1 구동축(160)과 제2 구동축(170)을 지지하는 케이스(180)가 설치되는데, 제2 구동축(170)은 케이스(180) 내에 설치된 두 개의 베어링(131, 132)에 의해 지지된다.
제2 구동축(170)은 케이스(180) 내에 설치된 베벨기어(140, 150)를 매개로 제2 구동모터(110)와 연결되는데, 이때 제2 구동축(170)은 제1 구동축(160)과 반대방향으로 회전하도록 설치된다. 이에 따라, 제1 교반부재(400)와 제2 교반부재(300)가 서로 다른 방향으로 회전하여 난류를 발생시키므로 보다 용이하게 소재물질들을 교반시킬 수 있다.
상부 프레임(191)의 양쪽 가장자리에는 디스퍼 구동모터(112)가 설치되는데, 이 디스퍼 구동모터(112)는 상부 프레임(191)의 내부에 설치된 복수의 기어들로 이루어진 기어 조립체(115)를 매개로 디스퍼 구동축(145)과 연결된다. 기어 조립체(115)는 디스퍼 구동모터(112)와 직접 연결된 제1 기어(116)와 디스퍼 구동축(145)과 직접 연결된 제2 기어(117), 및 제1 기어(116)와 제2 기어(117)를 연결하는 제3 기어(118)로 이루어진다.
한편, 챔버(200)에는 챔버(200) 내부의 온도를 설치하기 위한 온도계(251, 252, 253)가 설치되는데, 본 실시예에 따른 교반 장치에는 챔버(200)의 상부와 중 간, 그리고 바닥에 3개의 온도계(251, 252, 253)가 설치된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 제1 교반부재(400)는 지지축(420)과 이 지지축(420)에 고정되며 양쪽 측방향으로 돌기(435)가 형성된 복수 개의 보스(430), 돌기(435)에 결합된 패들(450)을 포함한다.
보스(430)는 지지축(420)에 끼워진 상태에서 볼트(456)에 의해 고정되며 돌기(435)는 보스(430)의 외면에 대칭구조로 배치된다. 보스(430)는 복수 개가 소정 간격으로 이격되어 배치된다. 본 실시예에서는 지지축(420)에 3개의 보스(430)가 설치된 것을 예시하고 있지만, 설치되는 보스(430)의 개수에 대해서는 특별히 한정하지 않는다.
본 실시예에서는 지지축(420)과 보스(430)가 원형의 횡단면을 갖는 바, 이에 따라 지지축(420)에 대한 보스(430)의 설치 각도는 일정하게 조절될 수 있다.
패들(450)은 판재(451)와 판재(451)의 일측 단부에 형성되어 돌기(435)를 끼움하는 홈(452)을 포함하고, 이 홈(452)의 외측면에는 패들(450)이 돌기(435)에 안정적으로 고정될 수 있도록 볼트(456)가 체결되는 홀(453)이 형성된다. 여기서 돌기(435) 및 홈(452)의 횡단면은 원형으로 이루어지데, 이에 따라 패들(450)은 돌기(435)에 대하여 회동 가능하여 패들(450)의 설치 각도를 조절할 수 있다.
그리고 지지축(420)의 상부에는 플랜지(437)가 형성되고 이 플랜지(437)는 볼트(456)를 매개로 제1 착탈부(410)에 고정된다. 본 실시예에서는 플랜지(437)가 원형으로 형성된 것으로 예시하고 있으나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 이 플랜지(437)는 사각형, 삼각형, 오각형 등 다양한 형태로 이루어질 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 제2 교반부재(300)는 양쪽으로 이격되어 챔버(200)의 내면에 인접 설치되는 두 개의 막대부(330)와 이 막대부들(330)을 연결하는 연결부(370), 그리고 막대부(330)에서 절곡 형성되어 제2 착탈부(310)와 결합하는 부착부(320)를 포함한다.
이 부착부(320)는 막대부(330)의 상단에서 중앙을 향하여 절곡된 구조로 이루어지며, 제2 착탈부(310)의 상면과 접하도록 설치되어 볼트를 매개로 제2 착탈부(310)에 고정된다.
막대부(330)는 길쭉한 판 형상으로 이루어지며 챔버(200)의 중심을 향하는 방향에서 약간 기울어져 배치된다. 막대부(330)의 양면 중 챔버(200)의 중심을 향하는 면에는 패들(360)이 설치되는데, 이 패들(360)은 막대부(330)에 형성된 돌기(미도시)에 고정되며 상기한 제1 교반부재(400)에 설치된 패들(450)과 동일한 구조로 이루어진다.
그리고 이 패들(360)은 제1 교반부재(400)에 설치된 패들(450) 사이에 위치하도록 막대부(330)에 설치된다. 이에 따라 제1 교반부재(400)와 제2 교반부재(300)가 서로 다른 방향으로 회전할 때, 제1 교반부재(400)에 설치된 패들(450)과 제2 교반부재(300)에 설치된 패들(360)은 서로 반대방향으로 유동을 유도하여 소재물질을 용이하게 혼합할 수 있다.
한편, 막대부(330)의 하단부는 중앙을 향하여 절곡된 구조로 이루어지는데, 이 부분에 고리 형상의 연결부(370)가 설치되어 양쪽에 설치된 막대부(330)가 서로 연결된다.
연결부(370)는 원형의 고리 형태로 이루어지는데, 이 연결부(370)는 막대부들(330)를 아래에서 지지하는 역할을 한다.
한편, 막대부(330)에서 바깥쪽을 향하는 면에는 복수 개의 스크래퍼(340)가 설치되는데, 양쪽 막대부(330)에 설치된 스크래퍼(340)는 지그재그 형태로 배치된다. 즉, 일측 막대부(330)의 스크래퍼(340)가 소정 간격을 두고 이격되어 형성된다면, 다른 막대부(330)의 스크래퍼(340)는 상기 간격에 대응되는 높이에 설치된다. 이러한 스크래퍼(340)는 챔버(200)의 내벽에 묻어 있는 소재물질을 긁어서 안쪽으로 이동시키는 역할을 한다.
이 스크래퍼(340)는 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 일측 가장자리에 단차부(341)를 갖고 이 단차부(341)에는 스크래퍼(340)를 길이 방향으로 관통하는 홀(342)이 형성된다. 한편, 막대부(330)에는 돌출고리(335)가 형성되는데, 일측 단에 플랜지가 형성된 핀(343)이 돌출고리(335)와 홀(342)을 관통하여 삽입되어 이들을 일체로 고정한다. 한편, 핀(343)에서 플랜지가 형성된 단부의 맞은편에는 핀(343)이 돌출고리(335)에서 이탈하지 않도록 너트(345)가 체결된다.
이에 따라 스크래퍼(340)는 막대부(330)에 회동가능하게 고정되어 제2 교반부재(300)의 회전에 따라 회동하면서 챔버(200)의 내벽에 묻어 있는 소재물질을 용이하게 이동시킬 수 있다.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 교반 장치에서 용기와 덮개가 분리된 상태를 나타내는 단면도이다.
상기한 도면을 참조하여 설명하면, 기둥(192)이 아래에 설치된 승강부 재(195)에 의하여 상승하면서 상부 프레임(191)을 위쪽으로 들어올리게 되는데, 이 과정에서 상부 프레임(191)에 고정된 덮개(260)와 제1 교반부재(400) 및 제2 교반부재(300)도 함께 위로 상승하게 된다.
이 상태에서 제1 교반부재(400) 및 제2 교반부재(300)를 착탈부(310, 410)에서 이탈시키거나 결합시킴으로써 착탈작업을 보다 용이하게 수행할 수 있다.
도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 교반 장치에 순환 파이프들이 연결된 상태를 도시한 개략적인 단면도이다.
혼합장치의 순환은 균질기(280)와 관련된 제1사이클과 정적 믹서(Static Mixer)(248)와 관련된 제2 사이클로 이루어진다.
제1 사이클은 균질기(280)에 설치된 배출통로(231)와 용기(270)의 상부에 설치된 상부 통로(232), 상부 통로(232)의 아래에 설치된 하부 통로(234)를 연결하는 제1 순환 파이프(235)에 의하여 이루어진다. 제1 순환 파이프(235)는 균질기(280)의 옆쪽에 설치된 배출통로(231)를 통해서 균질기(280)를 통과한 소재물질을 인출하여 챔버(200)와 연통된 상부 통로(232) 및 하부 통로(234)로 공급한다.
이와 같이 제1 사이클에 의하면 균질기(280)에 의하여 작은 입자들로 균질된 소재물질이 상부 통로(232)와 하부 통로(234)를 통해서 챔버(200) 내로 유입되므로 소재물질을 보다 용이하게 교반할 수 있다.
한편, 제2 사이클은 용기(270)의 바닥에 설치된 배출통로(215)와 용기(270)의 상부에 설치된 유입관(210)을 연결하는 제2 순환 파이프(243), 및 제2 순환 파이프(243) 사이에 설치된 정적 믹서(248)에 의해 이루어진다.
제2 순환 파이프(243)는 밸브들(241, 242)에 의해 범용 펌프(245) 또는 린스용 펌프(246)에 연결되도록 제어된다. 린스는 주방용 세제나 섬유 유연제 등과 달리 점성이 강하여 다른 특성을 갖는 펌프에 의하여 순환된다.
한편, 제2 순환 파이프들(243) 사이에는 정적 믹서(Static Mixer)(248)가 설치되는데, 이 정적 믹서(248)는 유체를 배관 내에 고정된 좌, 우 방향의 부재로 통과시켜 유체를 혼합하는 장치로서 일반적으로 널리 적용되는 정적 믹서가 사용될 수 있다. 이러한 정적 믹서(248)의 구조는 당업자에게 널리 알려져 있으므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
이러한 제2 사이클은 큰 비중에 의하여 아래에 적체된 소재물질을 챔버(200)의 상부로 이송시키는데, 이에 따라 비중이 서로 다른 소재물질을 용이하게 교반시킬 수 있다.
또한, 섬유 유연제를 제조하는 경우, 도 10에 도시된 바와 같이 유입관(210)에는 소재물질을 챔버(200) 내부로 분사하는 이덕터(euducor)가 설치될 수 있다.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 교반 장치를 도시한 단면도이고 도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 용기와 이에 결합되는 배플을 도시한 절개 사시도이다.
상기한 도면들을 참조하여 설명하면, 본 실시예에 따른 교반 장치는 주방 샴푸 등의 제조에 사용되는 소재물질들을 혼합할 수 있도록 제2 착탈부(310)에서 제2 교반부재(300)가 제거되고 배플 지지부(530)에 배플(baffle)(500)이 설치된 구조로 이루어진다.
이 배플(500)은 챔버(200)의 중심을 향하여 돌출된 판 형태로 이루어지며, 제1 교반부재(400)에 의하여 회전하는 소재물질의 흐름을 방해하는 역할을 한다.
이에 따라 회전하는 소재물질의 흐름은 배플(500)에 인접한 부분에서 난류로 변하여 소재물질들이 서로 섞이게 된다.
배플(500)은 일방향으로 길게 형성된 직사각형의 판재(510)와 이 판재(510)에 고정된 고리(520)로 이루어지며, 두 개의 배플(500)이 챔버의 중심축(미도시)을 기준으로 대칭되는 구조로 챔버(200)의 내벽에 설치된다.
배플(500)은 챔버(200)의 내벽에 형성된 배플 지지부(530)에 의하여 고정되는데, 본 실시예에 따른 배플 지지부(530)는 홈으로 이루어진다. 이러한 구조로 배플 지지부(530)와 고리(520)에 끼워진 볼트(540)에 의하여 배플(500)은 챔버(200)의 내벽에 안정적으로 고정될 수 있다.
이와 같이, 본 실시예에 따르면, 제2 착탈부(310)에서 제2 교반부재(300)를 제거하고 배플 지지부(530)에 배플(500)을 설치함으로써 제1 교반부재(400)와 배플(500)을 이용하여 주방 샴푸 등의 제품을 제조할 수 있다.
도 10은 본 발명의 제3 실시예에 따른 교반 장치를 도시한 단면도이고, 도 11은 본 발명의 제3 실시예에 따른 이덕터를 도시한 사시도이다.
상기한 도면을 참조하여 설명하면, 본 실시예에 따른 교반 장치는 섬유 유연제의 제조에 사용되는 소재물질들을 혼합할 수 있도록 챔버(200)의 바닥에서 소재물질을 분사하는 이덕터(Eductor)(600)를 포함한다.
또한, 본 실시예에 따른 교반 장치는 소재물질을 혼합할 수 있도록, 제2 착 탈부(310)에서 제2 교반부재(300)가 제거되고 배플 지지부(530)에 배플(500)이 설치된 구조로 이루어진다.
이덕터(600)는 용기(270)의 상부에 형성된 유입관(210)과 연결 설치되는데, 이 유입관(210)은 제2 순환 파이프(217)를 통해서 용기(270)의 아래에 설치된 배출통로(215)와 연결된다.
이덕터(600)는 L자 형으로 굽어진 관(630)과 관(630)의 아래에 형성된 분사노즐(610, 620)로 이루어지며, 관(630)의 상단은 유입관(210)과 용이하게 결합될 수 있도록 절곡된 구조로 이루어진다.
분사노즐(610, 620)은 유입관(210)의 법선 방향을 기준으로 소정 각도로 기울어져 배치되는데, 본 실시예에서는 두 개의 분사노즐(610, 620)이 서로 반대 방향으로 기울어져 대칭된 구조로 설치된다.
상기한 바와 같이, 챔버(200) 내부에 이덕터(600)가 설치됨에 따라 비중이 차이로 인하여 챔버(200) 바닥에 위치한 소재물질을 이덕터(600)를 통해서 챔버(200) 내부로 분사시킬 수 있다. 또한, 분사되는 소재물질은 챔버(200) 내부의 소재물질과 충돌하는데, 이러한 과정에서 소재물질의 입자가 미세화된다.
도 12는 본 발명의 제4 실시예에 따른 교반 장치를 도시한 단면도이고, 도13은 본 발명의 제4 실시예에 따른 스크래퍼 부재를 도시한 사시도이며, 도 14는 본 발명의 제4 실시예에 따른 디스퍼를 도시한 사시도이다.
상기한 도면들을 참조하여 설명하면, 본 실시예에 따른 교반 장치는 치약 등의 제조에 사용되는 소재물질들을 혼합할 수 있도록 제2 착탈부(310)에 설치되는 앵커형 스크래퍼 부재(720)와 디스퍼 착탈부(146)에 설치되는 디스퍼(disper)(710)를 포함한다.
본 실시예에 따른 앵커형 스크래퍼 부재(720)는 축(721)과 이 축(721)의 상단에 설치되어 제2 착탈부(310)에 고정되는 부착부(722)와, 이 축(721)의 하단에 고정되어 챔버(200)의 내면을 따라 위쪽으로 연장된 앵커형 지지부(725), 및 앵커형 지지부(725)에 설치된 스크래퍼(726)를 포함한다.
부착부(722)는 제2 착탈부(310)에 볼트를 매개로 고정될 수 있도록 둘레를 따라 홀이 형성된 플랜지 형상으로 이루어진다.
앵커형 지지부(725)는 챔버(200)의 바닥에 인접하게 설치되는 하부 막대(724)와 이 하부 막대(724)에서 절곡되어 챔버(200)의 측면을 따라 위쪽으로 연장 형성된 측부 막대(723)로 이루어진다. 그리고 이 하부 막대(724)와 측부 막대(723)에는 각각 스크래퍼(726)가 설치된다. 본 실시예에 따른 스크래퍼(726)는 본 발명의 제1 실시예에 따른 스크래퍼와 그 형상 및 설치 구조가 동일하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
디스퍼(710)는 축(711)과 이 축(711)의 상단에 형성되어 디스퍼 착탈부(146)에 고정되는 부착부(712)와 이 축(711)에 고정되는 원형 톱날(715)을 포함한다.
부착부(712)는 디스퍼 착탈부(146)에 볼트 등을 매개로 고정될 수 있도록 관통 홀이 형성된 플랜지 형상으로 이루어진다. 다만, 상기한 부착부(712)의 구조는 본 실시예의 일 예에 불과하며 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
원형 톱날(715)은 축(711)의 하단과 하단에서 위쪽으로 소정 거리 이격되어 고정부재(715)를 매개로 축(711)에 고정된다.
이러한 디스퍼(710)는 톱날(715)의 회전을 통해서 폴리머를 분산시키는 역할을 한다.
도 15는 본 발명의 제5 실시예에 따른 교반 장치를 도시한 단면도이고, 도 16은 본 발명의 제5 실시예에 따른 파라비스크 교반부재를 도시한 사시도이다.
상기한 도면들을 참조하여 설명하면, 본 실시예에 따른 교반 장치는 소재물질들을 용이하게 혼합할 수 있도록 제2 착탈부(310)에 설치되는 파라비스크 교반부재(800)를 포함한다.
상기한 파라비스크 교반부재(800)는 축(810)과 이 축(810)의 아래에 고정되는 지지부(820), 및 지지부(820)에 고정되는 곡선형 날개(831, 835)를 포함한다.
지지부(820)는 챔버(200)의 바닥과 인접하게 설치되는 하부 막대(824)와 하부 막대(824)의 양쪽 측단에서 챔버(200)의 내면을 따라 위쪽으로 연장되는 측부 막대(821, 823)로 이루어진다.
측부 막대(821, 823)는 수직으로 길게 형성된 제1 측부 막대(821)와 제1 측부 막대(821)의 맞은편에 설치되어 제1 측부 막대(821) 보다 짧게 형성된 제2 측부 막대(823)로 구성된다.
곡선형 날개(831, 835)는 제1 측부 막대(821)의 상단에서 제2 측부 막대(823)의 하부까지 이어져 형성되는 제1 곡선형 날개(831)와 제2 측부 막대(823)의 상단에서 제1 측부 막대(821)의 하단까지 이어져 형성되는 제2 곡선형 날개(835)로 이루어진다. 또한 이러한 곡선형 날개(831, 835)는 챔버(200)의 내면을 따라 아래쪽으로 완만하게 나선형으로 이어진 납작한 막대로 이루어진다.
한편, 하부 막대(824)와 측부 막대(821, 823)에는 복수개의 스크래퍼(825)가 설치되는데, 이러한 스크래퍼(825)의 형상 및 설치 구조는 본 발명의 제1 실시예에 따른 스크래퍼의 구조와 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.
이하 본 발명의 작용에 대해서 설명한다.
상기한 바와 같이 본 발명에 따른 교반 장치는 외형을 이루어는 챔버와 제1 회전부재가 설치되는 제1 착탈부, 제2 회전부재가 설치되는 제2 착탈부, 배플이 설치되는 배플 고정부, 이덕터가 연결될 수 있도록 챔버의 내면에 설치된 유입관, 디스퍼 착탈부를 포함한다.
이에 따라 하나의 교반 장치를 통해서 린스 등을 제조할 경우에는 제1 착탈부와 제2 착탈부에 제1 회전부재와 제2 회전부재를 설치하여 소재물질을 혼합할 수 있으며, 주방 샴푸 등을 제조하는 경우에는 제1 회전부재와 배플을 설치하여 소재물질을 혼합할 수 있다.
또한, 섬유 유연제 등을 제조할 경우에는 제1 회전부재와 배플 및 이덕터를 설치하여 소재물질을 혼합할 수 있다.
또한, 치약 등을 제조할 경우에는 제2 착탈부에 앵커형 스크래퍼 부재를 설치하고 디스퍼 착탈부에 디스퍼를 설치하여 소재물질을 혼합할 수 있다.
또한, 파라비스크 교반부재를 이용할 경우에는 제2 착탈부에 파라비스크 교반부재를 설치하여 소재물질을 혼합할 수 있다.
이와 같이 본 발명에 따르면, 하나의 교반 장치를 통해서 성질이 다른 여러 종류의 소재물질을 혼합할 수 있다.
이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 교반 장치는 다양한 부재들이 착탈 결합될 수 있는 구조로 이루어져 하나의 교반 장치로 다양한 종류의 소재물질을 다양한 방법으로 교반할 수 있다.

Claims (21)

  1. 용기와 상기 용기를 밀폐하는 덮개를 포함하는 챔버(chamber);
    상기 챔버 내로 삽입 설치되며 교반을 위한 부재가 착탈 결합될 수 있도록 제1 착탈부가 형성된 제1 구동축;
    상기 제1 구동축을 감싸면서 상기 제1 구동축과 동축구조(co-axial)로 설치되며 교반을 위한 부재가 착탈 결합될 수 있도록 제2 착탈부가 형성된 제2 구동축;
    상기 제2 구동축의 양측면에 설치되며 디스퍼(disper)가 착탈 결합될 수 있도록 디스퍼 착탈부가 형성된 디스퍼 구동축;
    상기 챔버의 상부에 설치되어 상기 제1 구동축을 회전시키는 제1 구동모터;
    상기 챔버의 상부에 설치되어 상기 제2 구동축을 회전시키는 제2 구동모터;
    상기 챔버의 상부에 설치되어 상기 디스퍼 구동축을 회전시키는 디스퍼 구동모터;
    배플(baffle)을 지지할 수 있도록 상기 챔버의 내벽에 설치되는 배플 지지부; 및
    상기 챔버 내부로 소재물질을 분사하는 이덕터(eductor)와 연결될 수 있도록 상기 챔버의 내벽에 설치되는 유입관;
    을 포함하는 교반 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 착탈부는 플랜지(flange) 형태로 이루어지고 가장자리를 따라 복수의 홀이 형성되는 교반 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 착탈부는 길쭉한 플랜지 형태로 이루어지고 양쪽 가장자리에 복수의 홀이 형성되는 교반 장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 구동축은 중공형 봉으로 이루어지는 교반 장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 배플 지지부는 볼트를 매개로 배플을 지지할 수 있도록 나사 홈으로 이루어지는 교반 장치.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 챔버의 아래에는 균질기(Homogenizer)가 설치되는 교반 장치.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 착탈부에는 지지축과 상기 지지축에 끼워져 고정된 보스, 및 상기 보스에 부착된 패들(Paddle)을 포함하는 제1 교반부재가 설치되는 교반 장치.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 보스에는 돌기가 형성되고 상기 패들은 상기 돌기에 대하여 회동가능하게 끼워지는 교반 장치.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 패들은 상기 돌기를 끼움하는 홈을 포함하고 상기 홈에는 상기 패들을 상기 보스에 고정하는 볼트가 끼워지는 교반 장치.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 교반 장치는 상기 제2 착탈부에 결합되며, 상기 제1 교반부재의 바깥쪽에 설치되는 제2 교반부재를 포함하는 교반 장치
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 제2 교반부재는
    양쪽으로 이격되어 챔버의 내면에 인접하게 설치되는 두개의 막대부;
    상기 막대부의 상단에서 절곡 형성되어 제2 착탈부에 부착되는 부착부;
    상기 막대부에 설치되어 챔버의 중앙을 향해 돌출된 패들; 및
    상기 막대부에 부착되어 챔버에 접하도록 설치되는 스크래퍼;
    를 포함하는 교반 장치.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 스크래퍼는 상기 막대부에 대하여 회동가능하도록 설치되는 교반 장치.
  13. 제11 항에 있어서,
    상기 막대부의 아래에는 상기 막대부를 연결하는 고리 형상의 연결부가 설치되는 교반 장치.
  14. 제1 항에 있어서,
    상기 교반 장치는 일 방향으로 긴 직사각형의 판재와 이 판재에 고정된 고리로 이루어진 배플을 포함하는 교반 장치.
  15. 제1 항에 있어서,
    상기 교반 장치는 상기 유입관과 연통되는 관부와 상기 관부에 설치되어 소재물질을 분사하는 분사노즐로 이루어진 이덕터를 포함하는 교반 장치.
  16. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 착탈부에는
    축과, 상기 축의 하단에 고정되어 상기 챔버의 내면을 따라 위쪽으로 연장된 앵커형 지지부, 및 상기 앵커형 지지부에 설치된 스크래퍼를 포함하는 앵커형 스크 래퍼 부재가 설치되는 교반 장치.
  17. 제16 항에 있어서,
    상기 앵커형 지지부에는 스크래퍼가 설치되는 교반 장치
  18. 제17 항에 있어서,
    상기 디스퍼 착탈부에는 축과 상기 축에 고정된 두개의 원형 톱날을 갖는 디스퍼가 설치되는 교반 장치.
  19. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 착탈부에는 축과 상기 축에 고정된 지지부와 상기 지지부에 부착된 곡선형 날개를 갖는 파라비스크(paravisc) 교반부재가 설치되는 교반 장치.
  20. 제1 항에 있어서,
    상기 교반장치는
    상기 프레임은 덮개를 지지하는 상부 프레임;
    용기를 지지하는 하부 프레임;
    상기 하부 프레임에 고정되어 상기 상부 프레임을 지지하는 기둥; 및
    상기 상부 프레임을 상기 용기에 대하여 상하 방향으로 이송시키는 승강부재;
    로 구성된 프레임을 포함하는 교반 장치.
  21. 제1 항에 있어서,
    상기 챔버 내에는 복수의 온도계가 설치되는 교반 장치.
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