KR100760159B1 - 점성물질 교반장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 점성물질 교반장치에 관한 것이다. 이는 원통형 측벽부와 바닥부를 포함하고 그 내부에 교반할 점성물질을 수용하는 챔버과; 상기 챔버의 내부 중앙에 바닥부로부터 이격된 상태로 고정되는 원통형 부재로서 챔버 측벽부로부터 이격되어 챔버 측벽부와의 사이에 상기 점성물질을 통과시킬 수 있는 사이공간을 형성하고, 외부로부터 제공된 열매체를 통과시키는 열매체통로가 내장되어 있는 드래프트튜브와; 상기 드래프트튜브의 내부에 설치되며 외부 구동수단으로부터 제공된 동력을 전달받아 동작하여 상기 점성물질을 드래프트튜브의 상부 또는 하부로 이송배출 시킴과 아울러 상기 사이공간에 위치하고 있는 점성물질을 드래프트튜브 내로 받아들이는 이송임펠러와; 상기 사이공간에 설치되며 외부 구동수단으로부터 제공된 동력을 전달받아 드래프트튜브의 원주방향으로 회전하면서 사이공간 내부의 점성물질이 드래프트튜브의 외주면과 챔버 측벽부의 내주면에 점착되지 않도록 점성물질에 압력을 가하는 스위핑임펠러를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같이 이루어지는 본 발명의 점성물질 교반장치는, 열교환 효율이 좋아 교반 과정시 교반물질의 온도를 효과적으로 제어할 수 있으며, 그에 따라 열교환 능력의 한계로 인해 기존 교반장치로는 불가능했던 고분자 제품의 생산이 가능하고, 열매체의 사용량을 줄여 그만큼 생산비를 줄일 수 있게 한다.

Description

점성물질 교반장치{Apparatus for mixing viscous material}
도 1은 종래 점성물질 교반장치의 일 예를 나타내 보인 구성도이다.
도 2는 상기 도 1에 도시한 교반장치의 A부분에서의 유동특성을 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 점성물질 교반장치를 도시한 구성도이다.
도 4는 상기 도 3에 도시한 스위핑임펠러 및 회전로드를 별도로 도시한 사시도이다.
도 5는 상기 도 3의 Ⅴ-Ⅴ 단면도이다.
도 6은 상기 도 4에 도시한 스위핑임펠러를 프레임으로 보강한 모습을 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 점성물질 교반장치의 다른 예를 도시한 구성도이다.
도 8은 상기 도 4에 도시한 스위핑임펠러를 다른 형태의 프레임으로 보강한 모습을 도시한 도면이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
11:교반장치 13:챔버 13a:바닥부
13b:측벽부 13c:내부공간 14:덮개
15:열매체통로 17a:열매체공급관 17b:열매체배출관
19,19y,19z:드래프트튜브 19a:측벽부 20:다리
21:열매체통로 23a:열매체공급관 23b:열매체배출관
25:플로우가이더 27:구동샤프트 28:베어링
29:블레이드 30:이송임펠러 31:모터
33:사이공간 41:교반장치 43:구동샤프트
45:회전로드 45a:장착슬릿 47:스위핑임펠러
47a:관통구멍 49:보강프레임
본 발명은 점성물질 교반장치에 관한 것이다.
어느 정도 이상의 점성을 갖는 고점성 고분자물질들을 혼합하여 반응을 유도하고 이를 통해 원하는 고분자 제품을 얻고자하는 점성물질 교반장치에 있어서 중요한 것 중의 하나는, 효율적인 열교환 즉, 반응 중에 발생하는 열을 교반장치 외부로 신속히 배출하거나 반응에 필요한 열을 효과적으로 제공하는 것이다. 상기 열교환이라 함은 교반장치에 냉매(冷媒)나 열매(熱媒)를 가하여 고분자물질을 냉각하거나 가열하는 것을 포괄한다.
상기 열교환을 수행하기 위해서는 고분자물질이 그 내부에서 교반되는 챔버 를 냉각하여야 하는데, 고분자물질이 점성에 의해 챔버의 벽면에 점착될 경우 냉매나 열매의 열이 챔버 내부로 쉽게 전달될 수 없다. 이러한 이유로 열에 민감한 반응과정을 포함하는 고분자제품을 생산할 수 없는 경우도 있다.
도 1에 종래 점성물질 교반장치(11)의 일 예를 나타내 보였다.
도시한 바와같이, 종래의 교반장치(11)는, 그 내부에 교반할 대상인 고점성물질(Z)을 수용하는 챔버(13)와, 상기 챔버(13)의 내부에 고정 설치되는 드래프트튜브(19)와, 상기 드래프트튜브(19)의 내부에 회전 가능하게 설치되며 외부의 모터(31)에 의해 동력을 전달받아 구동하는 이송임펠러(30)를 포함한다.
상기 챔버(13)는 바닥부(13a)와, 상기 바닥부에 고정되며 소정용적의 내부공간(13c)을 이루는 원통형 측벽부(13b)와, 측벽부(13b)의 상부를 커버하는 덮개(14)로 이루어진다. 특히 상기 측벽부(13b)의 내부에는 열매체통로(15)가 마련되어 있다. 상기 열매체통로(15)는 열매체공급관(17a)과 열매체배출관(17b)에 연결되며, 열매체공급관(17a)을 통해 공급된 열매체를 받아들여 내부 유동시킨 후 열매체배출관(17b)을 통해 외부로 배출한다. 상기 열매체는 열매체통로(15)를 통과하며 고점성물질(Z)과 열교환하기 위한 것이다.
상기 드래프트튜브(19)는 일정 직경을 가지며 위아래가 개방된 원통형 부재로서 다수의 다리(20)를 통해 바닥부(13a)로부터 이격되어 있다. 또한 상기 드래프트튜브(19)의 측벽부(19a)에도 열매체통로(21)가 마련되어 있다. 상기 열매체통로(21)는 열매체공급관(23a)과 열매체배출관(23b)에 연결되며, 열매체공급관(23a)을 통해 공급된 열매체를 내부 유동시킨 후 열매체배출관(23b)을 통해 배출한다. 상기 열매체통로(21)를 통과하는 열매체도 고점성물질(Z)과 열교환 하기 위한 것이다.
한편, 상기 드래프트튜브(19)의 내부에 설치되는 이송임펠러(30)는, 수직으로 연장되며 모터(31)로부터 회전토오크를 전달받아 축회전하는 구동샤프트(27)와, 상기 구동샤프트(27)의 외주면에 고정되며 나선형으로 연장되는 블레이드(29)로 이루어져 있다. 특히 상기 블레이드(29)의 외측 선단부는 드래프트튜브(19)의 내주면에 최대한 근접한다.
상기 이송임펠러(30)의 하부에는 플로우가이더(flow guider, 25)가 마련되어 있다. 상기 플로우가이더(25)는 반지름 방향으로 하향 경사진 원추의 형태를 취하며 이송임펠러(30)를 통해 하부로 내려오는 고점성물질(Z)을 반지름방향으로 유도하여 사이공간(33)으로 보낸다.
도면부호 28은 베어링이다. 상기 베어링(28)은 덮개(14) 및 플로우가이더(25)의 중심부에 위치하며 구동샤프트(27)를 수직으로 지지한다.
상기 구성을 갖는 교반장치(11)의 이송임펠러(30)를 구동하면, 드래프트튜브(19) 내부의 고점성물질(Z)이 화살표 방향을 따라 하강하여 드래프트튜브(19)를 빠져나간 후 플로우가이더(25)에 의해 반지름방향으로 유도되어 사이공간(33)을 거쳐 상향 이동한다.
상기 사이공간(33)은, 드래프트튜브(19)와 측벽부(13b)사이의 빈공간으로서 상기 고점성물질(Z)이 상부로 이동하는 통로이다. 상기 사이공간(33)을 상향 통과한 고점성물질(Z)은 이송임펠러(30)의 작용에 의해 드래프트튜브(19) 내부로 빨려 들어간다. 결국 상기 고점성물질(Z)은 드래프트튜브(19)로부터 하부로 빠져나와 사이공간(33)을 상향 유동한 후 드래프트튜브(19)로 귀환하는 경로를 순환하며 교반되는 것이다.
상기 고점성물질(Z)이 순환하는 동안 상기 열매체통로(15,21)에는 열매체가 계속적으로 통과한다. 상기 열매체는 고점성물질(Z)을 냉각하거나 또는 가열하기 위한 것으로서 열매체가 갖는 열은 측벽부(19a,13b)의 두께면을 통과하여 고점성물질(Z)에 전달된다.
특히 상기 고점성물질(Z)은 회전하는 블레이드(29)에 의해 화살표 c방향으로 가압되며 밀려 나가는데, 고점성물질 자체의 응집력 및 블레이드(29)가 화살표 c방향으로 가하는 운동에너지에 의해, 블레이드(29) 선단부 부근에 위치하는 고점성물질은 단절되어 공간부(E)를 이룬다.
상기 공간부(E)는 고점성물질이 점착되지 않은 부위로서, 측벽부(19a)의 두께방향으로 열이 (고점성물질에 방해되지 않고) 신속하게 통과할 수 있게 한다. 즉, 상기 공간부(E)는 외부에서 전달되어온 열이 대류작용에 의해 드래프트튜브(19) 내부로 보다 깊이 도달할 수 있게 함으로써 열교환효율을 증가시킨다. 화살표 A는 열교환매체로부터 제공되는 열기 또는 냉기의 흐름을 의미한다.
그러나 상기한 종래의 교반장치(11)는, 드래프트튜브(19)의 내주면을 제외한 다른 부위 (드래프트튜브의 외주면, 측벽부의 내주면)에서의 열교환 효율이 매우 낮다는 문제가 있다.
상기 고점성물질(Z)이 열교환 경로상에 점착되지 않는다면 제공된 열이 단지 측벽부(13b,19a)만을 통과해 고점도물질(Z)에 보다 깊게 전달될 것이지만, 상기 드래프트튜브의 외주면 및 측벽부의 내주면에 고점도물질이 점착되어 있는 이상, 점착층이 열의 전달을 방해하기 때문에 (점착층 자체의 열교환은 어느 정도 이루어지지만) 고점성 물질의 내부에 열이 도달하지 못하는 것이다.
도 2는 상기 도 1에 도시한 교반장치의 A부분에서의 유동특성을 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
도시한 바와같이, 상기 사이공간(33)을 상향 통과하는 고점성물질(Z)에 있어서, 측벽부(13b,19b)에 근접 위치하는 고점성물질은 중앙의 본류에 비해 그 유동속도가 매우 낮아 거의 유동하지 못하고 있음을 알 수 있다. 이는 고점성물질이 갖는 점성 때문에 발생하는 현상이다.
상기 측벽부(13b,19b)에 근접한 상태로 정체되어 있는 고점성물질은 하나의 점착층으로 위치하며, 열매체로부터 제공된 열이 사이공간(33) 내부로 전달되는 것을 방해한다. 즉 상기 점착층이 교반장치에서의 열교환 효율을 감소시키는 것이다.
이와같이 종래의 교반장치는 교반대상인 고점성물질이 챔버의 내벽면이나 드래프트튜브에 점착되는 이상 열교환 효율이 매우 낮고, 그에 따라 어느 온도 이하에서만 교반시켜야 하는 물질의 처리에 적용할 수 없었다.
본 발명은 상기 문제점을 해소하고자 창출한 것으로서, 열교환 효율이 좋아 교반과정시 교반물질의 온도를 효과적으로 제어할 수 있으며, 그에 따라 열교환 능력의 한계로 인해 기존 교반장치로는 불가능했던 고분자 제품의 생산이 가능하고, 열매체의 사용량을 줄여 그만큼 생산비를 줄일 수 있는 점성물질 교반장치를 제공함에 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 점성물질 교반장치는, 원통형 측벽부와 바닥부를 포함하고 그 내부에 교반할 점성물질을 수용하는 챔버과; 상기 챔버의 내부 중앙에 바닥부로부터 이격된 상태로 고정되는 원통형 부재로서 챔버 측벽부로부터 이격되어 챔버 측벽부와의 사이에 상기 점성물질을 통과시킬 수 있는 사이공간을 형성하고, 외부로부터 제공된 열매체를 통과시키는 열매체통로가 내장되어 있는 드래프트튜브와; 상기 드래프트튜브의 내부에 설치되며 외부 구동수단으로부터 제공된 동력을 전달받아 동작하여 상기 점성물질을 드래프트튜브의 상부 또는 하부로 이송배출 시킴과 아울러 상기 사이공간에 위치하고 있는 점성물질을 드래프트튜브 내로 받아들이는 이송임펠러와; 상기 사이공간에 설치되며 외부 구동수단으로부터 제공된 동력을 전달받아 드래프트튜브의 원주방향으로 회전하면서 사이공간 내부의 점성물질이 드래프트튜브의 외주면과 챔버 측벽부의 내주면에 점착되지 않도록 점성물질에 압력을 가하는 스위핑임펠러를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 원통형 측벽부와 바닥부를 포함하고 그 내부에 교반할 점성물질을 수용하는 챔버과; 상기 챔버의 내부 중앙에 바닥부로부터 이격된 상태로 고정되는 다수의 원통형 부재로서 동심을 가지되 서로 다른 직경을 가지고 챔버 측벽부로부터 이격되며, 서로에 대해 벌어진 사이공간 및 상기 측벽부로부터 벌어져 형성된 사이공간을 통해 상기 점성물질을 통과시키고, 외부로부터 제공된 열매체를 통과시키는 열매체통로가 내장되어 있는 다수의 드래프트튜브와; 상기 드래프트튜브 중 최소직경의 드래프트튜브 내부에 설치되며 외부 구동수단으로부터 제공된 동력을 전달받아 동작하여 상기 점성물질을 상부 또는 하부로 이송배출 시킴과 아울러 상기 사이공간에 위치하고 있는 점성물질을 그 내부로 받아들이는 이송임펠러와; 상기 사이공간에 설치되며 외부 구동수단으로부터 제공된 동력을 전달받아 드래프트튜브의 원주방향으로 회전하면서 사이공간 내부의 점성물질이 드래프트튜브의 대향면 및 드래프트튜브와 챔버의 대향면에 점착되지 않도록 점성물질에 압력을 가하는 다수의 스위핑임펠러를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 챔버의 측벽부에는 외부로부터 공급된 열매체를 통과시키는 열매체통로가 마련되어 있는 것을 특징으로 한다.
아울러, 상기 이송임펠러는; 상기 드래프트튜브의 중심축상에 위치하며 외부로부터 회전토오크를 전달받아 축회전하는 구동샤프트와, 상기 구동샤프트의 외주면에 고정되되 스크류 형태로 연장되고, 그 선단부가 드래프트튜브의 내주면으로부터 일정간격 이격된 나선형 블레이드로 이루어지고, 상기 스위핑임펠러는; 상기 구동샤프트와 평행하되 그 폭방향 에지부가 상기 챔버 측벽부의 내주면과 드래프트튜브의 외주면으로부터 일정 틈새만큼 이격된 판상부재이며, 상기 스위핑임펠러에 회전력을 전달하기 위한 전동수단으로서, 상기 구동샤프트에 고정된 상태로 상기 사이공간 상부로 연장되고 그 단부에 스위핑임펠러가 결합하는 회전로드를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 스위핑임펠러는 일정두께 및 폭을 가지며 회전하는 동안 그 폭방향 에지부로 하여금 챔버 측벽부의 내주면과 드래프트튜브의 외주면에 점착되어 있는 점성물질을 점착면으로부터 분리함으로써 해당 점착면과 열매체와의 열교환을 촉진하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 스위핑임펠러는, 그 상단부가 상기 회전로드에 고정되며 회전시 점성물질에 의한 유동저항을 줄이기 위하여 상기 점성물질을 통과시키는 다수의 관통구멍을 갖는 것을 특징으로 한다.
아울러, 상기 회전로드는 다수개가 등각 배치되며 스위핑임펠러는 그 상단부가 각각의 회전로드에 고정되되 회전시 점성물질에 의한 유동저항을 받아 변형되는 것을 방지하기 위한 프레임으로 보강된 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명에 따른 하나의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다. 아울러 도면에서의 상기한 도면부호와 동일한 도면부호는 동일한 기능의 동일한 부재를 가리킨다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 점성물질 교반장치를 도시한 구성도이다.
도면을 참조하면, 본 실시예에 따른 점성물질 교반장치(41)는, 교반할 고점성물질(Z)을 수용하는 챔버(13)와, 상기 챔버(13)의 내부에 고정되되 그 하단부가 챔버(13)의 바닥부(13a)로부터 이격되는 드래프트튜브(19)와, 상기 드래프트튜브(19)의 내부영역에 설치되며 외부의 모터(31)에 의해 구동하여 고점성물질(Z)을 하부로 밀어내는 이송임펠러(30)를 포함한다. 상기한 각 구성요소들에 관한 내용은 도 1을 통해 설명되었으므로 생략하기로 한다.
특히 본 실시예에 따른 교반장치(41)에는 스위핑임펠러(47)가 포함된다. 상기 스위핑임펠러(47)는 상기한 사이공간(33, 드래프트튜브(19)의 외주면과 케이싱측벽부(13b) 내주면간의 공간)에 수직으로 위치한 판상부재로서 이송임펠러(30)와 동시에 구동한다.
상기 스위핑임펠러(47)는 도 4에 도시한 형태를 취하며 그 폭방향 양측 에지부가, 상기 드래프트튜브(19)의 외주면과 케이싱(13)의 내주면에 매우 가깝게 근접한다. 상기 근접거리는 점성물질의 점도에 따라 달라지며 점도가 작을수록 가깝게 근접한다. 상기 스위핑임펠러(47)의 폭(도 4의 w)은 상기 드래프트튜브(19)의 외주면과 케이싱(13) 내주면 간격의 85% 내지 95%가 되도록 함이 좋다.
아울러 상기 스위핑임펠러(47)에 구동력을 전달하기 위하여 회전로드(45)가 구비된다. 상기 회전로드(45)는 그 중앙부가 상기 구동샤프트(43)에 고정된 상태로 양측으로 수평 연장된 부재로서 연장 단부에 상기 스위핑임펠러(47)가 장착된다.
도 4는 상기 도 3에 도시한 스위핑임펠러 및 회전로드를 별도로 도시한 사시도이다.
도면을 참조하면, 상기 구동샤프트(43)에 회전로드(45)가 고정되어 있음을 알 수 있다. 상기 회전로드(45)는 그 중앙부가 구동샤프트(43)에 고정된 상태로 수평 연장된 강체로서 양단부에 스위핑임펠러(47)가 결합한다. 특히 상기 회전로드(45)의 단면은 타원의 형태를 취한다. 이와같이 타원형으로 제작함으로써 회전로드(45)가 고점성물질(Z)의 내부에서 회전할 때 고점성물질(Z)에 의한 저항을 최소 화 할 수 있다.
상기 회전로드(45)의 양단부에 고정되는 스위핑임펠러(47)는, 일정 폭(w) 및 두께를 가지며 구동샤프트(43)와 나란하게 연장된 직사각형 부재로서, 구동샤프트(43)의 축회전시 블레이드(도 3의 29)와 동시에 회전하며, 상기 사이공간(33) 내부에 위치하고 있는 고점성물질(Z)을 한쪽 방향으로 몰아간다.
또한 상기 스위핑임펠러(47)에는 다수의 관통구멍(47a)이 형성되어 있다. 상기 관통구멍(47a)은 스위핑임펠러(47)가 사이공간 내부에서 회전할 때 고점성물질(Z)로부터 받는 저항을 최소화하기 위하여 고정성물질을 통과시키는 구멍이다.
상기 스위핑임펠러(47)를 회전로드(45)에 고정하는 방식은 경우에 따라 얼마든지 변경할 수 있다. 예를 들어 회전로드(45)의 양단부에 장착슬릿(45a)을 형성하고, 상기 장착슬릿(45a)에 스위핑임펠러(47)의 상단부를 삽입 고정할 수도 있다.
도 5는 상기 도 3의 Ⅴ-Ⅴ 단면도이다.
도시한 바와같이, 사이공간(33)의 내부에 스위핑임펠러(47)가 설치되어 있다. 상기 스위핑임펠러(47)는 그 폭방향이 드래프트튜브(19) 외주면의 접선방향과 직교한다. 또한 상기 스위핑임펠러(47)의 폭방향 단부는 드래프트튜브(19)의 외주면 및 챔버(13) 내주면에 최대한 근접하고 있다.
여하튼 상기 스위핑임펠러(47)를 화살표 F방향으로 회전시키면, 스위핑임펠러(47)의 양단부가 드래프트튜브(19)의 외주면과 챔버(13)의 외주면에 점착되어 있는 고점성물질(Z)을 휩쓸고 지나가면서 해당 표면에 공간부(E)를 형성한다. 상기 공간부(E)는 스위핑임펠러의 운동에너지와 고점성물질(Z)의 점성에 의해 형성된 공 간으로서 화살표 A방향 대류 열전달량을 증가시킨다.
즉 상기 공간부(E)가 위치한 측벽부(13b,19b)에 (열유동을 방해하는) 고점성물질(Z)이 없으므로 그만큼 사이공간(33)으로 들어가는 열량이 많은 것이다. 상기한 열량에 고온열 뿐만 아니라 냉각열도 포함됨은 당연하다.
도 6은 상기 도 4에 도시한 스위핑임펠러를 프레임으로 보강한 모습을 도시한 도면이다.
도면을 참조하면, 회전로드(45) 양단에 고정되어 있는 스위핑임펠러(47)가 보강프레임(49)으로 연결되어 있음을 알 수 있다. 상기 보강프레임(49)은 강철 빔으로서 만곡된 상태로 그 일단부가 한쪽 스위핑임펠러의 상단부에 고정되고 타단부가 반대쪽 스위핑임펠러의 하단부에 고정된다. 상기 보강프레임(49)은 적절한 곡률로 만곡되어 스위핑임펠러(47)와 더불어 사이공간(33) 내부에 위치한다.
상기 보강프레임(49)은, 스위핑임펠러(47)가 사이공간(33) 내부를 휘저으며 회전시 고점성물질(Z)의 저항에 의해 회전방향의 반대방향으로 휘는 것을 방지하는 역할을 한다. 실시예에 따라 상기 보강프레임(49)을 대신하는 다른 보강수단을 얼마든지 적용할 수 있음은 물론이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 점성물질 교반장치의 다른 예를 도시한 구성도이다.
도면을 참조하면, 상기 챔버(13)의 내부에 두 개의 드래프트튜브(19y,19z)가 구비되어 있음을 알 수 있다. 상기 드래프트튜브(19y,19z)는 동일한 중심축을 가지되 그 직경이 상호 다르다.
두 개의 드래프트튜브(19y,19z) 중 내측에 위치하는 드래프트튜브(19y)는 상기 이송임펠러(30)를 수용한다. 또한 다른 드래프트튜브(19y)는 내측 드래프트튜브(19y)를 감싸며, 드래프트튜브(19y)와 케이싱(13) 측벽부(13b)의 중간에 위치한다.
상기 각 드래프트튜브(19y,19z)의 사이와, 외측 드래프트튜브(19z)와 케이싱(13) 측벽부(13b)의 사이에는 상기 사이공간(33)이 마련된다. 상기 사이공간(33)은 이송임펠러(30)를 하향 통과한 고점성물질(Z)이 상향 유동하는 통로이다.
아울러 상기 드래프트튜브(19y,19z)의 상부에는 회전로드(45)가 수평 설치되어 있고, 회전로드(45)의 양단부에 두 개씩의 스위핑임펠러(47)가 고정되어 있다. 상기 회전로드(45)가 구동샤프트(43)에 고정됨은 상기한 바와 같다.
상기 스위핑임펠러(47)는 각 사이공간(33)에 설치된 상태로 이송임펠러(30)와 함께 회전하며 사이공간(33) 내부에서 상향 유동하는 고점성물질(Z)을 드래프트튜브(19y,19z)의 원주방향으로 몰고 다니며 열교환을 촉진한다. 그동안 상기 열매체통로(15,21)를 통해 열매체가 통과함은 물론이다.
도 8은 상기 도 4에 도시한 스위핑임펠러를 다른 형태의 프레임으로 보강한 모습을 도시한 도면이다.
도시한 바와 같이, 도 6에 도시한 프레임(49)에 더하여 스위핑임펠러(47)가 회전할 수 있는 한도내에서 프레임(49)을 얼마든지 추가할 수 있다.
이상, 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정하지 않고, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 통상의 지 식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.
상기와 같이 이루어지는 본 발명의 점성물질 교반장치는, 열교환 효율이 좋아 교반 과정시 교반물질의 온도를 효과적으로 제어할 수 있으며, 그에 따라 열교환 능력의 한계로 인해 기존 교반장치로는 불가능했던 고분자 제품의 생산이 가능하고, 열매체의 사용량을 줄여 그만큼 생산비를 줄일 수 있게 한다.

Claims (7)

  1. 원통형 측벽부와 바닥부를 포함하고 그 내부에 교반할 점성물질을 수용하는 챔버와;
    상기 챔버의 내부 중앙에 바닥부로부터 이격된 상태로 고정되는 원통형 부재로서 챔버 측벽부로부터 이격되어 챔버 측벽부와의 사이에 상기 점성물질을 통과시킬 수 있는 사이공간을 형성하고, 외부로부터 제공된 열매체를 통과시키는 열매체통로가 내장되어 있는 드래프트튜브와;
    상기 드래프트튜브의 내부에 설치되며 외부 구동수단으로부터 제공된 동력을 전달받아 동작하여 상기 점성물질을 드래프트튜브의 상부 또는 하부로 이송배출 시킴과 아울러 상기 사이공간에 위치하고 있는 점성물질을 드래프트튜브 내로 받아들이는 이송임펠러와;
    상기 사이공간에 설치되며 외부 구동수단으로부터 제공된 동력을 전달받아 드래프트튜브의 원주방향으로 회전하면서 사이공간 내부의 점성물질이 드래프트튜브의 외주면과 챔버 측벽부의 내주면에 점착되지 않도록 점성물질에 압력을 가하는 스위핑임펠러를 포함하는 것을 특징으로 하는 점성물질 교반장치.
  2. 원통형 측벽부와 바닥부를 포함하고 그 내부에 교반할 점성물질을 수용하는 챔버와;
    상기 챔버의 내부 중앙에 바닥부로부터 이격된 상태로 고정되는 다수의 원통 형 부재로서 동심을 가지되 서로 다른 직경을 가지고 챔버 측벽부로부터 이격되며, 서로에 대해 벌어진 사이공간 및 상기 측벽부로부터 벌어져 형성된 사이공간을 통해 상기 점성물질을 통과시키고, 그 내부에는 외부로부터 제공된 열매체를 통과시키는 열매체통로가 내장되어 있는 다수의 드래프트튜브와;
    상기 드래프트튜브 중 최소직경의 드래프트튜브 내부에 설치되며 외부 구동수단으로부터 제공된 동력을 전달받아 동작하여 상기 점성물질을 상부 또는 하부로 이송배출 시킴과 아울러 상기 사이공간에 위치하고 있는 점성물질을 그 내부로 받아들이는 이송임펠러와;
    상기 사이공간에 설치되며 외부 구동수단으로부터 제공된 동력을 전달받아 드래프트튜브의 원주방향으로 회전하면서 사이공간 내부의 점성물질이 드래프트튜브의 대향면 및 드래프트튜브와 챔버의 대향면에 점착되지 않도록 점성물질에 압력을 가하는 다수의 스위핑임펠러를 포함하는 것을 특징으로 하는 점성물질 교반장치.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 챔버의 측벽부에는 외부로부터 공급된 열매체를 통과시키는 열매체통로가 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 점성물질 교반장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 이송임펠러는;
    상기 드래프트튜브의 중심축상에 위치하며 외부로부터 회전토오크를 전달받아 축회전하는 구동샤프트와, 상기 구동샤프트의 외주면에 고정되되 스크류 형태로 연장되고, 그 선단부가 드래프트튜브의 내주면으로부터 일정간격 이격된 나선형 블레이드로 이루어지고,
    상기 스위핑임펠러는;
    상기 구동샤프트와 평행하되 그 폭방향 에지부가 상기 챔버 측벽부의 내주면과 드래프트튜브의 외주면으로부터 일정 틈새만큼 이격된 판상부재이며,
    상기 스위핑임펠러에 회전력을 전달하기 위한 전동수단으로서, 상기 구동샤프트에 고정된 상태로 상기 사이공간 상부로 연장되고 그 단부에 스위핑임펠러가 결합하는 회전로드를 포함하는 것을 특징으로 하는 점성물질 교반장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 스위핑임펠러는 일정두께 및 폭을 가지며 회전하는 동안 그 폭방향 에지부로 하여금 챔버 측벽부의 내주면과 드래프트튜브의 외주면에 점착되어 있는 점성물질을 점착면으로부터 분리함으로써 해당 점착면과 열매체와의 열교환을 촉진하는 것을 특징으로 하는 점성물질 교반장치.
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 스위핑임펠러는, 그 상단부가 상기 회전로드에 고정되며 회전시 점성물질에 의한 유동저항을 줄이기 위하여 상기 점성물질을 통과시키는 다수의 관통구멍 을 갖는 것을 특징으로 하는 점성물질 교반장치.
  7. 제 4항에 있어서,
    상기 회전로드는 다수개가 등각 배치되며 스위핑임펠러는 그 상단부가 각각의 회전로드에 고정되되 회전시 점성물질에 의한 유동저항을 받아 변형되는 것을 방지하기 위한 프레임으로 보강된 것을 특징으로 하는 점성물질 교반장치.
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