KR101084226B1 - Multiple Couette-Taylor vortices reaction equipment - Google Patents

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KR101084226B1 KR1020090031338A KR20090031338A KR101084226B1 KR 101084226 B1 KR101084226 B1 KR 101084226B1 KR 1020090031338 A KR1020090031338 A KR 1020090031338A KR 20090031338 A KR20090031338 A KR 20090031338A KR 101084226 B1 KR101084226 B1 KR 101084226B1
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경희대학교 산학협력단
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Abstract

회전하는 원통의 내부 및 외부에 유체 흐름을 통로를 두어 원통의 내부 및 외부에서 쿠에트-테일러 와류를 동시에 다중으로 발생시킴으로써 공간을 보다 효율적으로 이용할 수 있고, 혼합, 추출, 침전(결정화), 분리, 배양, 화학 및 생화학 반응시의 효율을 향상시킬 수 있는 다중 쿠에트-테일러 와류 반응장치를 개시한다.

본 발명은, 한쪽 끝부분에 배출구를 가지는 외부고정원통; 상기 외부고정원통과의 사이에 일정 간격을 유지하도록 외부고정원통 내부에 설치되며, 상기 외부고정원통의 배출구쪽 일단은 폐쇄벽에 의해 막히고 타단은 외부고정원통과의 사이에 통로를 형성하여 구동모터에 의해 회전하는 회전원통; 상기 회전원통과의 사이에 일정 간격을 유지하도록 회전원통의 내부에 설치되며, 상기 회전원통의 폐쇄벽쪽 일단에는 폐쇄벽에 근접시킨 유입구를 가지고 타단은 외부고정원통에 고정된 내부고정원통으로 구성된다.

Figure R1020090031338

By placing fluid flow passages inside and outside the rotating cylinder to generate multiple Kuet-Taylor vortices simultaneously inside and outside the cylinder, space can be used more efficiently, mixing, extraction, precipitation (crystallization), separation Disclosed are a multiple Kuet-Taylor vortex reactor that can improve the efficiency of cultivation, chemical, and biochemical reactions.

The present invention, the outer fixing cylinder having an outlet at one end; It is installed inside the outer fixing cylinder so as to maintain a predetermined interval between the outer fixing cylinder, one end of the outlet side of the outer fixing cylinder is blocked by a closing wall and the other end is formed a passage between the outer fixing cylinder and the driving motor A rotating cylinder rotated by; It is installed inside the rotating cylinder so as to maintain a predetermined interval between the rotating cylinder, one end of the closing wall of the rotating cylinder has an inlet close to the closing wall and the other end is composed of an inner fixed cylinder fixed to the outer fixed cylinder. .

Figure R1020090031338

Description

다중 쿠에트-테일러 와류 반응장치{Multiple Couette-Taylor vortices reaction equipment}Multiple Couette-Taylor vortices reaction equipment

본 발명은 다중 쿠에트-테일러 와류를 이용하여 혼합, 추출, 침전(결정화), 분리, 배양, 화학 및 생화학 반응에 사용되는 반응장치에 관한 것이다.The present invention relates to reactors used for mixing, extraction, precipitation (crystallization), separation, culture, chemical and biochemical reactions using multiple Cuet-Taylor vortices.

일반적으로 생물, 물리 및 화학반응에서 촉매, 기질 등의 균질성 확보를 위해 교반탱크형(stirred tank) 반응기가 연구용뿐 아니라 산업용으로도 널리 이용되고 있다. 그러나 이들 교반탱크형 반응기는 스케일-업(scale up)이 쉽지 않고 터빈(turbine)의 주위에서의 힘과 멀리 떨어져 있는 곳에서의 힘이 일정치 않으며, 높은 장치비용 및 에너지 소실(dissipation), 연속식 공정으로의 적용이 어려움 등의 문제점을 내포하고 있다.Generally, in order to secure homogeneity of catalysts and substrates in biological, physical and chemical reactions, a stirred tank reactor is widely used for research as well as for industrial purposes. However, these stirred tank-type reactors are not easy to scale up, have a constant force away from the turbine, and have high equipment cost, energy dissipation, and continuous Application to the food process involves problems such as difficulty.

대한민국 특허 제721857호 및 제721868호에서는 이들 공정상의 문제를 해결하고 그 효율을 개선하고자 쿠에트-테일러 와류(Couette-Taylor vortix)를 형성하는 반응기를 이용하여 결정화공정 시스템을 발명하였다.Korean Patent Nos. 721857 and 721868 have invented a crystallization process system using a reactor to form Couette-Taylor vortix to solve these process problems and improve their efficiency.

쿠에트-테일러 와류는, 중심이 같은 두 개의 원통 사이를 유체가 흐를 때 내부원통 혹은 외부원통이 회전함에 따라 특별한 유동특성이 나타나는 것을 말하는 것으로, 즉 도 1에 도시된 바와 같이 반응장치(150)의 내부원통(153)이 회전을 할 경우 원심력에 의해 내부원통(153) 가까이 존재하고 있는 유체들은 고정된 외부원통(151) 방향으로 나가려는 경향이 있는데, 이로 인하여 유체는 불안정하게 되어 축 방향에 따라 규칙적이며 서로 반대 방향으로 회전하려는 고리쌍 배열의 와류(152)가 형성되고, 이를 테일러 혹은 쿠에트-테일러 와류하고 한다. The Kuet-Taylor vortex refers to a special flow characteristic as the inner cylinder or the outer cylinder rotates when the fluid flows between two cylinders having the same center, that is, the reactor 150 as shown in FIG. When the inner cylinder 153 rotates, the fluid existing near the inner cylinder 153 due to the centrifugal force tends to go out in the direction of the fixed outer cylinder 151, which causes the fluid to become unstable and in the axial direction. The vortices 152 of the ring pair array are then formed which are to be rotated in a regular and opposite direction, which are then taylor or cue-taylor vortices.

그러나 상기의 발명에서는 고정된 외부원통(151)에 대하여 내부원통(153)을 회전시키면서 그 사이에서 발생한 쿠에트-테일러 와류만을 이용한 것으로 이 특정와류를 만들기 위해 외부원통(151)과 내부원통(153) 사이에는 일정한 간격이 요구되고, 이 일정한 간격을 유지하기 위해 회전하는 내부원통(153)의 체적은 일정범위로 커져야만 한다. 따라서 일정범위로 커진 내부원통(153)은 공간효율이 낮아지는 단점이 있다.However, in the above-described invention, the inner cylinder 153 is rotated with respect to the fixed outer cylinder 151 and only the Kuet-Taylor vortices generated therebetween are used to make this specific vortex. In order to maintain this constant distance, the volume of the inner cylinder 153 which rotates must be increased to a certain range. Therefore, the inner cylinder 153 enlarged to a certain range has a disadvantage of low space efficiency.

본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 회전하는 원통의 내부 및 외부에 유체 흐름을 통로를 두어 원통의 내부 및 외부에서 쿠에트-테일러 와류를 동시에 다중으로 발생시킴으로써 공간을 보다 효율적으로 이용할 수 있고, 혼합, 추출, 침전(결정화), 분리, 배양, 화학 및 생화학 반응시의 효율을 향상시킬 수 있는 다중 쿠에트-테일러 와류 반응장치를 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, and its object is to provide a space for fluid flow in and out of a rotating cylinder, thereby simultaneously generating multiple spaces by generating multiple Kuet-Taylor vortices inside and outside the cylinder. It is to provide a multiple Kuet-Taylor vortex reactor that can be used more efficiently, and can improve the efficiency of mixing, extraction, precipitation (crystallization), separation, culture, chemical and biochemical reactions.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 한쪽 끝부분에 배출구를 가지는 외부고정원통; 상기 외부고정원통과의 사이에 일정 간격을 유지하도록 외부고정원통 내부에 설치되며, 상기 외부고정원통의 배출구쪽 일단은 폐쇄벽에 의해 막히고 타단은 외부고정원통과의 사이에 통로를 형성하여 구동모터에 의해 회전하는 회전원통; 및 상기 회전원통과의 사이에 일정 간격을 유지하도록 회전원통의 내부에 설치되며, 상기 회전원통의 폐쇄벽쪽 일단에는 폐쇄벽에 근접시킨 유입구를 가지고 타단은 외부고정원통에 고정된 내부고정원통으로 구성되는 다중 쿠에트-테일러 와류 반응장치에 특징이 있다.The present invention for achieving the above object, the outer fixing cylinder having an outlet at one end; It is installed inside the outer fixing cylinder so as to maintain a predetermined interval between the outer fixing cylinder, one end of the outlet side of the outer fixing cylinder is blocked by a closing wall and the other end is formed a passage between the outer fixing cylinder and the driving motor A rotating cylinder rotated by; And an inner fixing cylinder installed inside the rotating cylinder to maintain a predetermined distance between the rotating cylinder, one end of the closing wall of the rotating cylinder having an inlet adjacent to the closing wall, and the other end of which is fixed to the outer fixing cylinder. This feature is characterized by multiple Kuet-Taylor vortex reactors.

또한 본 발명은, 상기 외부고정원통과의 사이에 일정 간격을 유지하도록 외부고정원통과 회전원통 사이에 설치되며, 상기 외부고정원통의 배출구쪽 일단은 회전원통의 폐쇄벽에 의해 막히고 타단은 외부고정원통과의 사이에 통로를 형성하여 회전원통과 함께 회전하는 중간회전원통; 및 상기 중간회전원통 및 회전원통과의 사이에 일정 간격을 각각 유지하도록 중간회전원통과 회전원통의 내부에 설치되며, 상기 회전원통의 폐쇄벽쪽 일단은 폐쇄벽과의 사이에 통로를 형성하고 타단은 외부고정원통에 고정한 중간고정원통을 더욱 구비하는 다중 쿠에트-테일러 와류 반응장치에 특징이 있다.In addition, the present invention is installed between the external fixed cylinder and the rotating cylinder to maintain a predetermined interval between the external fixed cylinder, one end of the outlet side of the external fixed cylinder is blocked by the closed wall of the rotating cylinder and the other end is fixed externally An intermediate rotation cylinder which forms a passage between the cylinder and rotates together with the rotation cylinder; And an intermediate rotating cylinder and a rotating cylinder so as to maintain a predetermined distance between the intermediate rotating cylinder and the rotating cylinder, respectively. One end of the closing wall of the rotating cylinder forms a passage between the closing wall and the other end of the rotating cylinder. It is characterized by a multiple Kuet-Taylor vortex reactor which further comprises an intermediate stationary cylinder fixed to an external stationary cylinder.

또한 본 발명은 상기 중간회전원통과 중간고정원통은 복수개 형성되어 서로 엇갈리게 배치되는 다중 쿠에트-테일러 와류 반응장치에 특징이 있다.In addition, the present invention is characterized in that the plurality of intermediate rotating cylinder and the intermediate stationary cylinder is formed in the multiple Kuet-Taylor vortex reaction apparatus arranged to be staggered with each other.

상기의 특징적 구성을 가지는 본 발명은, 구동모터에 의해 회전하는 회전원통의 내부 및 외부에 외부고정원통과 내부고정원통이 구비되어 회전원통의 내부 및 외부에서 쿠에트-테일러 와류가 동시에 다중으로 발생됨에 따라 내부공간을 효율적으로 이용할 수 있고, 이로써 혼합, 추출, 침전(결정화), 분리, 배양, 화학 및 생화학 반응 등을 위한 보다 효율적인 반응장치를 구현할 수 있다.According to the present invention having the above-described configuration, an external fixing cylinder and an internal fixing cylinder are provided inside and outside the rotating cylinder rotated by the drive motor, thereby generating multiple Kuet-Taylor vortices at the same time. According to the present invention, the internal space can be efficiently used, and thus a more efficient reaction apparatus for mixing, extraction, precipitation (crystallization), separation, culture, chemical and biochemical reactions, etc. can be realized.

또한, 본 발명은 상기 외부고정원통과 회전원통 사이에 복수개의 중간고정원통과 중간회전원통을 서로 엇갈리게 배치함에 따라 회전원통의 내부 및 외부에서 더 많은 다중 쿠에트-테일러 와류를 형성할 수 있어 효율적인 공간이용과 반응효율이 더욱 증대되는 효과가 있다.In addition, the present invention by forming a plurality of intermediate stationary cylinders and intermediate rotating cylinders alternately between the outer fixed cylinder and the rotating cylinder to form more multi-kuet-taylor vortex inside and outside the rotating cylinder is efficient Space use and reaction efficiency is further increased.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면에 의거하여 상세하게 설명한다. 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 다중 쿠에트-테일러 와류 반응장치를 나타낸 단면 구성도이고, 도 3은 도 2의 A-A선 단면도로서, 도시된 바와 같이 본 발명 의 일실시예에 따른 반응장치는, 크게 외부고정원통(11)과, 상기 외부고정원통(11) 내부에 설치되어 구동모터(12)에 의해 회전하는 회전원통(13)과, 상기 회전원통(13) 내부에 설치된 내부고정원통(14)으로 구성된다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Figure 2 is a cross-sectional view showing a multi-queet Taylor Taylor vortex reaction apparatus according to an embodiment of the present invention, Figure 3 is a cross-sectional view taken along line AA of Figure 2, the reaction according to an embodiment of the present invention as shown The apparatus is largely provided with an external fixing cylinder 11, a rotating cylinder 13 installed inside the external fixing cylinder 11 and rotating by a drive motor 12, and an internal fixing provided inside the rotating cylinder 13. It consists of the cylinder 14.

상기 외부고정원통(11)은, 지지대(21)로 하부를 지지하여 고정설치되고, 한쪽 끝부분에는 내부와 통하는 배출구(11a)가 구비된 것으로, 배출구(11a)는 도시된 바와 같이 둘레방향으로 복수개 구비하여도 좋다.The outer fixing cylinder 11 is fixed to the lower support by the support (21), one end is provided with an outlet 11a for communicating with the inside, the outlet 11a is shown in the circumferential direction A plurality may be provided.

상기 회전원통(13)은, 상기 외부고정원통(11) 내에 설치되는 것으로, 외부고정원통(11)의 회전중심과 동일한 회전중심을 가지고, 외부고정원통(11)과의 사이에 일정 간격을 유지하도록 되어 있다. 또한 상기 외부고정원통(11)의 배출구(11a)쪽 일단은 폐쇄벽(13a)에 의해 막히고 타단은 외부고정원통(11)과의 사이에 통로가 형성되어 이들 사이에서 반응액체가 흐를 수 있도록 되어 있으며, 회전원통(13)을 회전시키기 위한 구동모터(12)는 외부고정원통(11)의 외부에 설치되어 모터축(12a)이 외부고정원통(11)을 관통하여 회전원통(13)의 폐쇄벽(13a) 회전중심에 고정된다.The rotary cylinder 13 is installed in the external fixed cylinder 11, has the same rotation center as the center of rotation of the external fixed cylinder 11, and maintains a predetermined interval between the external fixed cylinder (11). It is supposed to be. In addition, one end of the outlet 11a side of the outer fixing cylinder 11 is blocked by the closing wall 13a and the other end is formed with a passage between the outer fixing cylinder 11 so that the reaction liquid can flow therebetween. The driving motor 12 for rotating the rotary cylinder 13 is installed outside the external fixed cylinder 11 so that the motor shaft 12a penetrates the external fixed cylinder 11 to close the rotary cylinder 13. The wall 13a is fixed to the center of rotation.

이때 모터축(12a)과 이 모터축(12a)이 관통하는 외부고정원통(11) 사이에는 내부의 반응액체가 누출되지 않도록 시일처리하고, 모터축(12a)의 회전이 원활하도록 베어링(23)을 설치하는 것이 바람직하며, 회전원통(13)의 타단측에도 도 3에서와 같이 내부고정원통(14)과 복수개의 보강대(22)로 지지시키고 보강대(22)와 회전원통(13) 사이에 베어링(24)을 설치하여 회전원통(13)을 회전지지시키는 것이 바람직하다.At this time, between the motor shaft 12a and the external fixed cylinder 11 through which the motor shaft 12a penetrates so as not to leak the reaction liquid therein, and the bearing 23 to smoothly rotate the motor shaft 12a. It is preferable to install, the other end side of the rotating cylinder 13, as shown in Figure 3 is supported by the inner fixing cylinder 14 and a plurality of reinforcing rod 22 and bearing (between the reinforcing rod 22 and the rotating cylinder 13) It is preferable to install the 24 to rotate the rotation cylinder 13.

상기 내부고정원통(14)은, 상기 회전원통(13) 내에 설치되는 것으로, 회전원 통(13)의 회전중심과 동일한 회전중심을 가지고, 회전원통(13)과의 사이에 일정 간격을 유지하도록 되어 있다. 또한 상기 회전원통(13)의 폐쇄벽(13a)쪽 일단에는 폐쇄벽(13a)에 근접시킨 유입구(14a)를 가지고 타단은 외부고정원통(11)에 고정되어 있으며, 상기 유입구(14a)는 반응액체를 투입하기 위한 것으로, 복수개 구비된다.The inner fixing cylinder 14 is installed in the rotating cylinder 13, has the same center of rotation as the center of rotation of the rotating cylinder 13, and maintains a predetermined distance between the rotating cylinder 13 and the rotating cylinder 13. It is. In addition, one end of the rotating cylinder 13 has an inlet 14a adjacent to the closing wall 13a at one end of the closing wall 13a, and the other end thereof is fixed to the outer stationary cylinder 11, and the inlet 14a reacts. It is for injecting a liquid and a plurality is provided.

따라서 유체의 흐름은 내부고정원통(14)의 유입구(14a)를 통해 유입되어 내부고정원통(14)과 회전원통(13) 사이의 축방향 및 회전원통(13)과 외부고정원통(11)의 축방향의 최장거리로 흐를 수 있도록 하는 것이 바람직하며, 유체의 흐름은 내부고정원통(14)에서 외부고정원통(11)으로 하는 것이 바람직하나, 적용분야에 따라 역방향으로 해도 무방하다.Therefore, the flow of the fluid flows through the inlet port 14a of the inner fixing cylinder 14 to the axial direction between the inner fixing cylinder 14 and the rotating cylinder 13 and the rotating cylinder 13 and the outer fixing cylinder 11. It is preferable to allow it to flow at the longest distance in the axial direction, and the flow of the fluid is preferably set from the inner fixing cylinder 14 to the outer fixing cylinder 11, but may be reversed depending on the application.

이러한 구성으로 이루어진 본 발명의 다중 쿠에트-테일러 와류 반응장치는, 내부고정원통(14)의 유입구(14a)를 통해 반응을 위한 두 가지의 액체를 투입하게 되면, 내부고정원통(14)과 회전원통(13) 사이로 반응 액체가 흐르게 되고, 구동모터(12)를 구동하여 회전원통(13)을 회전시키게 되면, 내부고정원통(14)과 회전원통(13) 사이의 틈새에서 와류 셀, 즉 테일러 와류들을 형성하면서 축방향을 따라 이동하게 된다. 이어서 반응 액체는 내부고정원통(14)과 회전원통(13) 사이의 통로를 통해 회전원통(13)과 외부고정원통(11) 사이로 흐르게 되고, 회전원통(13)과 외부고정원통(11) 사이의 틈새에서 역시 데일러 와류들을 형성하면서 축방향을 따라 이동하게 되며, 반응을 마친 액체는 외부고정원통(11)의 배출구(11a)를 통해 배출된다. In the multiple Kuet-Taylor vortex reactor of the present invention having such a configuration, when the two liquids for the reaction are introduced through the inlet 14a of the internal fixing cylinder 14, the internal fixing cylinder 14 and the rotation When the reaction liquid flows between the cylinders 13 and drives the driving motor 12 to rotate the rotary cylinder 13, the vortex cell, that is, the taylor, in the gap between the internal fixed cylinder 14 and the rotary cylinder 13. They move along the axial direction, forming vortices. The reaction liquid then flows between the rotating cylinder 13 and the outer fixing cylinder 11 through a passage between the inner fixing cylinder 14 and the rotating cylinder 13, and between the rotating cylinder 13 and the outer fixing cylinder 11. In the gap of the vortex flows along the axial direction while forming the daily vortex, and the reaction liquid is discharged through the outlet (11a) of the external fixed cylinder (11).

이와 같이 본 발명은 쿠에트-테일러 와류가 회전원통(13)의 내부와 외부에서 다중으로 발생하게 되므로 투입된 액체들의 반응이 효율적으로 이루어지고, 또한 반응장치의 내부 공간활용을 효율적으로 이용할 수 있게 된다.As such, the present invention generates a plurality of Kuet-Taylor vortices inside and outside the rotating cylinder 13, thereby making it possible to efficiently react the injected liquids and to efficiently use the internal space of the reactor. .

한편, 도 4는 본 발명의 다른 실시예를 나타낸 다중 쿠에트-테일러 와류 반응장치를 나타낸 단면 구성도로서, 전술한 실시예에 더하여 상기 외부고정원통(11)과 회전원통(13) 사이에 설치된 중간회전원통(15)과, 상기 중간회전원통(13)과 회전원통(13) 사이에 설치된 중간고정원통(16)을 더욱 구비한 구성이다.On the other hand, Figure 4 is a cross-sectional configuration diagram showing a multiple Kuet-Taylor vortex reactor according to another embodiment of the present invention, in addition to the above-described embodiment is installed between the outer fixed cylinder 11 and the rotating cylinder 13 The intermediate rotary cylinder 15, and the intermediate fixed cylinder 16 provided between the intermediate rotary cylinder 13 and the rotary cylinder 13 is further provided.

상기 중간회전원통(15)은, 상기 외부고정원통(11) 및 회전원통(13)의 회전중심과 동일한 회전중심을 가지고, 외부고정원통(11)과의 사이에 일정 간격을 유지하도록 되어 있다. 또한 상기 외부고정원통(11)의 배출구(11a)쪽 일단은 회전원통(13)의 폐쇄벽(13a)에 의해 막히고 타단은 외부고정원통(11)과의 사이에 통로를 형성하여 회전원통(13)과 함께 회전하도록 되어 있다.The intermediate rotary cylinder 15 has the same center of rotation as the center of rotation of the external fixed cylinder 11 and the rotary cylinder 13, and maintains a constant distance between the external fixed cylinder 11 and. In addition, one end of the outlet 11a side of the outer fixing cylinder 11 is blocked by the closing wall 13a of the rotating cylinder 13 and the other end forms a passage between the outer fixing cylinder 11 and the rotating cylinder 13. Is rotated together.

상기 중간고정원통(16)은, 상기 중간회전원통(15) 및 회전원통(13)의 회전중심과 동일한 회전중심을 가지고, 상기 중간회전원통(15) 및 회전원통(13)과의 사이에 일정 간격을 각각 유지하도록 되어 있으며, 상기 회전원통(13)의 폐쇄벽(13a)쪽 일단은 폐쇄벽(13a)과의 사이에 통로를 형성하고 타단은 외부고정원통(11)에 고정된 구성이다.The intermediate stationary cylinder 16 has the same center of rotation as the center of rotation of the intermediate rotary cylinder 15 and the rotary cylinder 13, and is constant between the intermediate rotary cylinder 15 and the rotary cylinder 13. The intervals are respectively maintained, and one end of the rotating wall 13 at the closing wall 13a is formed with a passage between the closing wall 13a and the other end is fixed to the external fixing cylinder 11.

따라서, 중간회전원통(15) 및 중간고정원통(16)에 의해 회전원통(13)의 외부에서 더 많은 쿠에트-테일러 와류가 발생하게 되므로 투입된 액체들의 반응이 더욱 효율적으로 이루어지고, 또한 상기 중간회전원통(15) 및 중간고정원통(16)을 복수 개 형성하여 서로 엇갈리게 배치하게 되면, 더 많은 쿠에트-테일러 와류를 형성할 수 있게 된다.Therefore, more Kuet-Tay vortices are generated outside the rotary cylinder 13 by the intermediate rotary cylinder 15 and the intermediate stationary cylinder 16, thereby making the reaction of the injected liquids more efficient. When the plurality of rotating cylinders 15 and the intermediate stationary cylinders 16 are formed and staggered with each other, it is possible to form more Kuet-taylor vortices.

한편, 도 4에서와 같이 상기 외부고정원통(11), 중간회전원통(15), 중간고정원통(16), 회전원통(13) 및 내부고정원통(14)은 일정 간격을 유지하도록 형성된 것으로, 각 원통의 반지름(Rn 혹은 Rn+1) 및 이들 원통 간의 간격(Dn 혹은 Dn+1)은 각각 반응장치의 특성길이로서, 원통 간의 간격(Dn 혹은 Dn+1)/원통의 반지름(Rn 혹은 Rn+1)으로 정의될 수 있고, 이들 Dn/Rn 혹은 Dn+1/Rn+1 값은 이용목적에 따라 다양하게 최적화될 수 있는데, 통상적으로 바람직하게는 0.03보다 크며 1보다 작아야 한다. 더욱 바람직하게는 0.05보다 크며 0.5보다 작은 범위에서 결정되는 것이 바람직하다.On the other hand, as shown in Figure 4, the outer fixed cylinder 11, the intermediate rotary cylinder 15, the intermediate fixed cylinder 16, the rotating cylinder 13 and the inner fixed cylinder 14 are formed to maintain a predetermined interval, The radius of each cylinder (Rn or Rn + 1) and the spacing between these cylinders (Dn or Dn + 1) are the characteristic lengths of the reactor, respectively. +1) and these Dn / Rn or Dn + 1 / Rn + 1 values can be variously optimized according to the purpose of use, and are preferably greater than 0.03 and less than one. More preferably, it is determined in the range larger than 0.05 and smaller than 0.5.

원통 간의 간격이 너무 좁을 경우에는 마찰열에 의한 변형 및 변성을 초래하거나, 용량이 작아질 수 있으며, 필요 이상의 설비 및 가동비용이 많이 들게 되는 등의 단점이 있으며, 반대로 원통 간의 간격이 일정 이상으로 클 경우에는 구동모터(12)의 높은 회전수에도 불구하고 난류가 발생하지 않아 효율이 떨어지는 단점이 있다.If the spacing between the cylinders is too narrow, they may cause deformation and deformation due to frictional heat, or the capacity may be reduced, and the equipment and operation costs may be more expensive than necessary. In contrast, the spacing between the cylinders may be larger than a certain amount. In this case, despite the high rotational speed of the drive motor 12, turbulence does not occur and thus the efficiency is lowered.

또한 원통의 길이(H)는 최소로서 원통 간의 간격(D)보다는 반드시 커야하며 반응기의 용량은 원통의 길이에도 비례하므로 바람직하게는 길이가 길면 길수록 와류의 발생이 많이 이루어지게 되어 반응장치의 용량을 늘리는 데는 유리하나 필요 이상 길어질 경우 원통의 회전시 특히 고속회전 시에 축 등에 기계적인 무리를 가져 올 수 있어 적용분야에 적절한 용량이 되도록 길이를 결정하는 것이 바람직하 다.In addition, the length of the cylinder (H) is minimum and must be larger than the distance (D) between the cylinders, and the reactor capacity is proportional to the length of the cylinder. Preferably, the longer the length, the more vortices are generated. It is advantageous to increase the length, but if it is longer than necessary, it is desirable to determine the length so that the capacity can be appropriate for the application because it can bring a mechanical force on the shaft, especially at high speed.

또한 유체 흐름 통로의 폭(W1~W5)은 적용분야에 맞게 흐름이 원활할 수 있는 범위에서 특별한 제한 없이 가능하나, 너무 간격이 커질 경우 그만큼 해당하는 부분에서는 난류가 발생하지 않기 때문에 효율이 떨어지는 단점이 있고, 너무 좁을 경우 유체의 흐름이 원활하지 않을 수 있다. In addition, the width (W1 ~ W5) of the fluid flow path is possible without any particular limitation in the range that the flow can be smoothly suited to the application, but if the distance is too large, the efficiency is inferior because turbulence does not occur in that portion If there is too narrow, the flow of fluid may not be smooth.

또한 이들의 원통의 소재는 스테인레스(stainless), 아크릴 등 당업자에게 통상적으로 알려져 있는 모든 소재가 가능하나 중량이 가벼우며, 견고하고, 내열서, 반응성(유기 및 무기용제에 대한)이 없는 소재가 바람직하다.In addition, these cylindrical materials may be any materials commonly known to those skilled in the art such as stainless and acrylic, but are light in weight, durable, heat resistant, and free from reactivity (for organic and inorganic solvents). Do.

지금까지 설명된 실시예는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한 것에 불과하고, 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상과 특허청구범위 내에서 이 분야의 당업자에 의하여 다양한 변경, 변형 또는 치환이 가능할 것이며, 그와 같은 실시예들은 본 발명의 범위에 속하는 것으로 이해되어야 한다.It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description of the present invention are exemplary and explanatory and are intended to be illustrative of the present invention and not to be construed as limiting the scope of the present invention as defined by the appended claims. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.

도 1은 종래의 쿠에트-테일러 와류 반응장치를 나타낸 단면구성도.1 is a cross-sectional view showing a conventional Kuet-Taylor vortex reactor.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 다중 쿠에트-테일러 와류 반응장치를 나타낸 단면구성도.Figure 2 is a cross-sectional view showing a multiple Kuet-Taylor vortex reaction apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 3은 도 2의 A-A선 단면도.3 is a cross-sectional view taken along the line A-A of FIG.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 다른 다중 쿠에트-테일러 와류 반응장치를 나타낸 단면구성도.Figure 4 is a cross-sectional view showing a multiple Kuet-Taylor vortex reactor according to another embodiment of the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

11 : 외부고정원통 11a : 배출구11: external fixing cylinder 11a: outlet

12 : 구동모터 13 : 회전원통12: drive motor 13: rotating cylinder

13a : 폐쇄벽 14 : 내부고정원통13a: closed wall 14: internal fixing cylinder

15 : 중간회전원통 16 : 중간고정원통15: intermediate rotating cylinder 16: intermediate fixing cylinder

Claims (3)

한쪽 끝부분에 배출구를 가지는 외부고정원통;An external fixing cylinder having an outlet at one end; 상기 외부고정원통과의 사이에 일정 간격을 유지하도록 외부고정원통 내부에 설치되며, 상기 외부고정원통의 배출구쪽 일단은 폐쇄벽에 의해 막히고 타단은 외부고정원통과의 사이에 통로를 형성하여 구동모터에 의해 회전하는 회전원통; 및It is installed inside the outer fixing cylinder so as to maintain a predetermined interval between the outer fixing cylinder, one end of the outlet side of the outer fixing cylinder is blocked by a closing wall and the other end is formed a passage between the outer fixing cylinder and the driving motor A rotating cylinder rotated by; And 상기 회전원통과의 사이에 일정 간격을 유지하도록 회전원통의 내부에 설치되며, 상기 회전원통의 폐쇄벽쪽 일단에는 폐쇄벽에 근접시킨 유입구를 가지고 타단은 외부고정원통에 고정된 내부고정원통으로 구성됨을 특징으로 하는 다중 쿠에트-테일러 와류 반응장치.It is installed inside the rotating cylinder to maintain a predetermined interval between the rotating cylinder, one end of the closed wall of the rotating cylinder has an inlet close to the closing wall and the other end is composed of an inner fixed cylinder fixed to the outer fixed cylinder. A multiple Kuet-Taylor vortex reactor. 제 1 항에 있어서, 상기 외부고정원통과의 사이에 일정 간격을 유지하도록 외부고정원통과 회전원통 사이에 설치되며, 상기 외부고정원통의 배출구쪽 일단은 회전원통의 폐쇄벽에 의해 막히고 타단은 외부고정원통과의 사이에 통로를 형성하여 회전원통과 함께 회전하는 중간회전원통; 및According to claim 1, It is installed between the outer fixed cylinder and the rotating cylinder to maintain a predetermined interval between the outer fixed cylinder, one end of the outlet side of the outer fixed cylinder is blocked by the closing wall of the rotating cylinder and the other end is external An intermediate rotary cylinder which forms a passage between the fixed cylinder and rotates together with the rotary cylinder; And 상기 중간회전원통 및 회전원통과의 사이에 일정 간격을 각각 유지하도록 중간회전원통과 회전원통의 내부에 설치되며, 상기 회전원통의 폐쇄벽쪽 일단은 폐쇄벽과의 사이에 통로를 형성하고 타단은 외부고정원통에 고정한 중간고정원통을 더욱 구비하는 것을 특징으로 하는 다중 쿠에트-테일러 와류 반응장치.It is installed inside the intermediate rotating cylinder and the rotating cylinder so as to maintain a predetermined interval between the intermediate rotating cylinder and the rotating cylinder, respectively, one end of the closing wall of the rotating cylinder forms a passage between the closing wall and the other end Multiple Kuet-Taylor vortex reactor, characterized in that further comprising an intermediate stationary cylinder fixed to the stationary cylinder. 제 2 항에 있어서, 상기 중간회전원통과 중간고정원통은 복수개 형성되어 서로 엇갈리게 배치되는 것을 특징으로 하는 다중 쿠에트-테일러 와류 반응장치.[3] The multi-kuet-taylor vortex reactor according to claim 2, wherein the intermediate rotating cylinder and the intermediate fixed cylinder are formed in plural and staggered with each other.
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