KR101134257B1

KR101134257B1 - 유체 혼합 공급장치 및 이를 이용한 유체 혼합 공급방법

Info

Publication number: KR101134257B1
Application number: KR1020090081595A
Authority: KR
Inventors: 정웅락; 유승현
Original assignee: 아주대학교산학협력단
Priority date: 2009-08-31
Filing date: 2009-08-31
Publication date: 2012-04-12
Also published as: KR20110023611A

Abstract

본 발명에 따르면, 제1유체가 유동하기 위한 제1유동관; 유체저장소에 저장된 제2유체가 유동하기 위한 것으로서, 상기 제2유체가 상기 제1유체와 혼합될 수 있도록 상기 제1유동관에 연결된 제2유동관; 상기 제1유체 및 제2유체가 혼합된 혼합유체가 유입되도록 상기 제1유동관과 연결되고, 상기 혼합유체를 외부로 배출하기 위한 배출구가 형성된 중공의 혼합기; 및 상기 제1유동관과 제2유동관의 연결부위와 상기 혼합기 사이에 배치되어 상기 혼합유체에 유동압을 제공함과 동시에, 상기 혼합유체를 교반하는 교반펌프를 구비하되, 상기 혼합기는, 그 내측에 상기 배출구를 향하여 연장된 코어를 구비하고, 상기 혼합유체는 상기 혼합기 내로 유입될 때, 상기 코어의 길이방향에 대하여 수직하게 유입되는 것을 특징으로 하는 유체 혼합 공급장치 및 이를 이용한 유체 혼합 공급방법이 제공된다.

제공된 유체 혼합 공급장치 및 이를 이용한 유체 혼합 공급방법에 따르면, 장치의 구성을 단순하게 구현 하면서도 이종의 유체를 효율적으로 혼합하여 제공할 수 있기 때문에, 공간 이용 효율이 좋으며, 생산원가를 절감시킬 수 있는 장점을 가진다.

유체, 혼합, 공급

Description

유체 혼합 공급장치 및 이를 이용한 유체 혼합 공급방법{Apparatus for mixing and supplying of two fluids and mixing and supplying method of two fluids using thereof}

본 발명은 유체 혼합 및 공급에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 사용 목적에 부합할 수 있도록 이종(異種)의 유체를 균질하게 혼합하여 공급할 수 있도록 구현된 유체 혼합 공급장치 및 이를 이용한 유체 혼합 공급방법에 관한 것이다.

일반적으로 산업공정에서는 서로 다른 이종의 유체를 혼합하여 공급하는 유체 혼합 공급장치를 필요로 한다.

예를 들면, 제지(製紙)공정에서는, 공정 후 재처리 과정을 통해 회수되는 섬유질 현탄액과 같은 액체유동물에 액상의 유지보조제와 같은 화학약품을 첨가하고, 이들을 균질하게 혼합하여 공정에 재투입하는 과정이 수반된다.

상기 섬유질 현탄액과 액상 유지보조제와 같이 이종의 유체를 혼합하여 공급하는 것으로서, 도 1에는 종래 유체 혼합 공급장치의 일례를 나타낸 개념도가 도시되어 있다.

도면을 참조하면, 종래 유체 혼합 공급장치(1)는, 제1유체가 유동하는 제1라 인(10)과, 저장탱크(21)에 저장된 제2유체가 유동하는 제2라인(20)과, 상기 제1 및 제2라인(10)(20)을 통해 유입된 제1 및 제2유체를 혼합하는 혼합기(30)를 구비한다. 여기서 미설명된 참조부호 40은 혼합기(30)에서 혼합된 혼합유체가 제공되어 목적에 부합하는 공정을 수행하는 후속공정을 나타낸다.

위와 같은 종래 유체 혼합 공급장치(1)에서는 제1 및 제2유체가 혼합기(30)에서 혼합되어 후속하는 공정으로 공급되기 때문에, 상기 혼합기(30)에는 제1 및 제2유체를 혼합시키기 위하여 복잡한 장치의 구성을 필요로 하게 된다. 이에 따라, 혼합기(30)를 설치하기 위한 공간이 많이 필요하게 되어 공간의 이용효율이 떨어지게 되며, 이에 수반하여 제품의 생산원가도 상승되는 한계를 가진다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 장치의 구성을 단순하게 구현하면서도 이종의 유체를 효율적으로 혼합하여 제공할 수 있도록 개선된 유체 혼합 공급장치 및 이를 이용한 유체 혼합 공급방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명의 일측면에 따른 유체 혼합 공급장치는, 제1유체가 유동하기 위한 제1유동관; 유체저장소에 저장된 제2유체가 유동하기 위한 것으로서, 상기 제2유체 상기 제1유체와 혼합될 수 있도록 상기 제1유동관에 연결된 제2유동관; 상기 제1유체 및 제2유체가 혼합된 혼합유체가 유입되도록 상기 제1유동관과 연결되고, 상기 혼합유체를 외부로 배출하기 위한 배출구가 형성된 중공의 혼합기; 및 상기 제1유동관과 제2유동관의 연결부위와 상기 혼합기 사이에 배치되어 상기 혼합유체에 유동압을 제공함과 동시에, 상기 혼합유체를 교반하는 교반펌프를 구비하되, 상기 혼합기는, 그 내측에 상기 배출구를 향하여 연장된 코어를 구비하고, 상기 혼합유체는 상기 혼합기 내로 유입될 때, 상기 코어의 길이방향에 대하여 수직하게 유입되는 것을 특징으로 하는 유체 혼합 공급장치를 제공한다.

본 발명의 다른 측면에 의하면, 제1유체가 유동하기 위한 제1유동관과, 유체저장소에 저장된 제2유체가 상기 제1유체와 혼합될 수 있도록 상기 제1유동관에 연결된 제2유동관과, 상기 제1유체와 제2유체가 혼합된 혼합유체가 유입되고 상기 혼합유체를 외부로 배출하기 위한 배출구가 형성된 혼합기와, 상기 제1유동관과 제2유동관의 연결부위와 상기 혼합기 사이에 배치되어 상기 혼합유체에 유동압을 제공함과 동시에 상기 혼합유체를 교반하는 교반펌프를 제공하는 단계; 상기 제1유체를 상기 제1유동관으로 유동시키는 단계; 상기 유체저장소에 저장된 제2유체를 상기 제2유동관으로 유동시켜 상기 제2유체가 상기 제1유동관의 제1유체와 혼합하여 혼합유체 형성하는 단계; 상기 교반펌프에 의하여 상기 혼합유체를 교반하는 단계; 교반된 상기 혼합유체를 상기 혼합기로 유입시키는 단계; 및 상기 혼합기로 유입된 혼합유체를 상기 배출구를 통해 외부로 배출시키는 단계를 포함하되, 상기 혼합유체를 상기 혼합기로 유입시키는 단계는, 상기 혼합기에, 그 내측에 상기 배출구(132)를 향하여 연장된 코어가 제공되고, 상기 혼합유체는 상기 코어의 길이방향에 대하여 수직하게 유입되는 것을 특징으로 하는 유체 혼합 공급방법이 제공된다.

여기서 상기 제1유동관은, 상기 혼합유체가 상기 혼합기 내벽의 일측으로 유입되어 회전유동을 할 수 있도록 상기 혼합기의 일측에 편심되게 연결될 수 있다.

삭제

또한 상기 제2유동관은, 그 일 단부에 상기 제1유동관의 내측으로 삽입되는 분사노즐을 구비하고, 상기 분사노즐에는 상기 제1유체의 유동방향과 나란하게 제2유체를 분사하는 적어도 하나의 분사공이 형성될 수 있다. 여기서 상기 분사노즐은, 분사되는 방향을 조절할 수 있는 편향노즐일 수 있다.

본 발명에 따른 유체 혼합 공급장치 및 이를 이용한 유체 혼합 공급방법에 따르면, 장치의 구성을 단순하게 구현하면서도 이종의 유체를 효율적으로 혼합하여 제공할 수 있기 때문에, 공간 이용 효율이 좋으며, 생산원가를 절감시킬 수 있는 장점을 가진다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하도록 한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 유체 혼합 공급장치를 나타낸 개념도, 도 3은 도 2에 나타낸 혼합기의 일 실시예를 개략적으로 나타낸 단면도, 도 4는 도 2에 나타낸 제2유동관의 단부에 구비된 분사노즐의 일 실시예를 개략적으로 나타낸 단면도, 도 5는 도 4에 나타낸 분사노즐의 다른 실시예를 나타낸 도면이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 유체 혼합 공급장치(100)는, 제1유동관(110)과, 제2유동관(120)과, 중공의 혼합기(130)와, 교반펌프(140)를 구비한다.

상기 제1유동관(110)에는 제1유체(111)가 유동한다. 이러한 제1유체(111)로는, 제지(製紙)공정의 경우, 재처리 과정을 통해 회수되는 섬유질 현탄액과 같은 액체유동물을 예로 할 수 있다.

상기 제2유동관(120)에는 유체저장소(122)에 저장된 제2유체(121)가 유동한다. 이러한 제2유체(121)로는, 제지(製紙)공정의 경우, 액상의 유지보조제와 같은 화학약품을 예로 할 수 있다. 여기서 상기 제2유체(121)가 제1유체(111)와 혼합될 수 있도록 하기 위하여 상기 제2유동관(120)의 단부는 제1유동관(110)과 내부가 연통되도록 연결된다. 이렇게 함으로써, 상기 제1유체(111)와 제2유체(121)는 제1유동관(110) 내에서 혼합되어 혼합유체(131)가 된다.

상기 혼합기(130)에는, 제1유체(111)와 제2유체(121)가 혼합되어 형성된 혼 합유체(131)가 유입된다. 이를 위해 상기 제1유동관(110)의 단부는 내부가 연통되도록 혼합기(130)의 일측에 연결된다. 그리고 상기 혼합기(130)에는 유입된 혼합유체(131)를 외부로 배출하기 위한 배출구(132)가 형성되어 있다.

상기 교반펌프(140)는 제1유동관(110)과 제2유동관(120)의 연결부위와 혼합기(130) 사이에 배치된다. 이러한 교반펌프(140)는 혼합유체(131)가 유동할 수 있도록 유동압을 제공한다. 아울러, 상기 혼합유체(131)가 잘 섞일 수 있도록 교반하는 역할을 수행한다. 이를 위해 상기 교반펌프(140)의 내측에는, 도시되지는 않았지만 유입되는 혼합유체(131)와 부딪힘으로써 혼합유체(131)를 충실히 교반시켜 배출시킬 수 있는 블레이드(Blade)를 구비할 수 있다.

상기한 바와 같이, 본 발명의 실시예에서는, 혼합기(130) 이전에 제1 및 제2유체(121)(122)를 혼합하고, 이렇게 혼합된 혼합유체(131)를 교반펌프(140)에 의해 충분히 교반시키기 때문에, 혼합기(130)의 장치 구성을 단순하게 구현할 수 있으면서도 이종의 유체를 효율적으로 혼합하여 제공할 수 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 상기 혼합기(130) 내로 유입되는 혼합유체(131)는, 보다 균질한 혼합을 위하여 회전유동을 하는 것이 바람직하다. 이를 위해 상기 혼합유체(131)는 상기 혼합기(130) 내벽의 일측으로 유입되도록 할 수 있으며, 이는 상기 제1유동관(110)이 혼합기(130)의 일측에 편심되게 연결됨으로써 구현될 수 있다.

또한 상기 혼합기(130)는, 그 내측에 배출구(132)를 향하여 연장된 코어(133)를 구비할 수 있다. 상기 혼합유체(131)는 혼합기(130) 내로 유입될 때, 코 어(133)의 길이방향에 대하여 수직하게 유입되도록 한다. 여기서 상기 코어(133)는 혼합유체(133)의 회전유동에 의한 진공형상으로 인하여 발생할 수 있는 공기방울을 방지하고, 혼합유체(133)의 회전유동을 안내하는 역할을 수행한다.

한편, 도 4에 도시된 바와 같이 상기 제2유동관(120)은, 그 일 단부에 상기 제1유동관(110)의 내측으로 삽입되는 분사노즐(123)을 구비할 수 있다. 여기서 상기 분사노즐(123)에는 적어도 하나의 분사공(123a)이 형성되어 있으며, 이러한 분사공(123a)을 통하여 상기 제2유체(121)는 제1유체(111)의 유동방향과 나란하게 분사된다. 이와 같이 제2유체(121)가 분사노즐(123)을 통해 제1유체(111)보다 빠른 속도로 제1유체(111) 속으로 분사됨으로써, 상기 제1 및 제2유체(111)(121)는 보다 효율적이고 신속하게 혼합될 수 있다. 또한 상기 제2유체(121)의 분사방향이 제1유체(111)의 유동방향과 나란하게 되도록 함으로써, 혼합유체(131)의 유동압력을 손실하지 않고도 상기 제1 및 제2유체(111)(121)를 균질하게 혼합시킬 수 있다.

상기 분사노즐(123)은, 도 5에 도시된 바와 같이 분사되는 방향을 조절할 수 있는 편향노즐을 사용함으로써, 제1유체(111) 속으로 분사되는 제2유체(121)의 방향을 조절하게 할 수 있다. 이 경우에 상기 제1유체(111)의 최적 분사방향을 실험 도는 시뮬레이션을 통해 결정된 값에 탄력적으로 대응하여 결정할 수 있게 된다.

한편 미설명된 참조부호 150은 혼합기(120)에서 혼합된 혼합유체(131)가 공급되어 목적에 부합하는 공정으로 투입되는 후속공정을 나타낸다. 이와 같은 후속공정은 다양하게 이루어질 수 있으며, 이는 공지의 기술이므로 여기서는 자세한 설명을 생략한다.

이하에서는 전술한 본 발명의 실시예에 따른 유체 혼합 공급장치(100)를 이용한 유체 혼합 공급방법에 대해서 첨부도면을 참조하여 설명하도록 한다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 유체 혼합 공급방법을 나타낸 흐름도이다. 도면을 참조하면, 먼저 전술한 유체 혼합 공급장치(100)에 구비된 제1유동관(110)과, 제2유동관(120)과, 혼합기(130)와, 교반펌프(140)를 제공한다(S10). 여기서 도 2 내지 도 5에 나타낸 참조부호와 동일한 참조부호는 동일한 구성 및 효과를 갖는 동일부재를 나타내므로 반복적인 설명은 생략하도록 한다.

다음으로, 제1유체(111)를 상기 제1유동관(110)으로 유동시키고(S20), 아울러 유체저장소(122)에 저장된 제2유체(121)를 상기 제2유동관(120)으로 유동시킴으로써, 제2유체(121)와 제1유체(111)가 혼합된 혼합유체(131)를 형성한다(S30). 여기서 상기 제2유동관(120)의 일 단부에는 제1유동관(110)의 내측으로 삽입되는 분사노즐(123)을 구비하고, 상기 제2유체(121)는 분사노즐(123)에 형성된 분사공(123a)을 통해 상기 제1유체(111)의 유동방향과 나란하게 분사되도록 할 수 있다. 그리고 상기 분사노즐(123)로는, 분사되는 방향을 조절할 수 있는 편향노즐을 사용할 수도 있다.

다음으로 상기 교반펌프(140)에 의하여 혼합유체(131)를 교반한다(S40). 여기서도 교반펌프(140)의 내측에는, 도시되지는 않았지만 유입되는 혼합유체(131)와 부딪힘으로써 혼합유체(131) 충실히 교반시켜 배출시킬 수 있는 블레이드(Blade)를 구비할 수 있다.

그 다음으로, 교반된 상기 혼합유체(131)를 혼합기(130)로 유입시킨다(S50). 여기서 상기 혼합유체(131)는 상기 혼합기(130) 내벽의 일측으로 유입되어 회전유동을 할 수 있도록, 상기 혼합기(130)의 일측에 편심되게 유입시킬 수 있다. 더욱이 상기 혼합기(130)의 내측에는 배출구(132)를 향하여 연장된 코어(133)를 구비하고, 상기 혼합유체(131)는 코어(133)의 길이방향에 대하여 수직하게 유입될 수 있다.

끝으로, 상기 혼합기(130)로 유입된 혼합유체(131)는 배출구(132)를 통해 외부, 즉 후속공정(150)으로 배출시킨다(S60).

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

도 1은 종래 유체 혼합 공급장치의 일례를 나타낸 개념도,

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 유체 혼합 공급장치를 나타낸 개념도,

도 3은 도 2에 나타낸 혼합기의 일 실시예를 개략적으로 나타낸 단면도,

도 4는 도 2에 나타낸 제2유동관의 단부에 구비된 분사노즐의 일 실시예를 개략적으로 나타낸 단면도,

도 5는 도 4에 나타낸 분사노즐의 다른 실시예를 나타낸 도면,

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 유체 혼합 공급방법을 나타낸 흐름도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명 >

100 : 유체 혼합 공급장치 110 : 제1유동관

111 : 제1유체 120 : 제2유동관

121 : 제2유체 122 : 유체저장소

123 : 분사노즐 123a : 분사공

130 : 혼합기 131 : 혼합유체

132 : 배출구 133 : 코어

140 : 교반펌프

Claims

제1유체(111)가 유동하기 위한 제1유동관(110);

유체저장소(122)에 저장된 제2유체(121)가 유동하기 위한 것으로서, 상기 제2유체(121)가 상기 제1유체(111)와 혼합될 수 있도록 상기 제1유동관(110)에 연결된 제2유동관(120);

상기 제1유체(111) 및 제2유체(121)가 혼합된 혼합유체(131)가 유입되도록 상기 제1유동관(110)과 연결되고, 상기 혼합유체(131)를 외부로 배출하기 위한 배출구(132)가 형성된 중공의 혼합기(130); 및

상기 제1유동관(110)과 제2유동관(120)의 연결부위와 상기 혼합기(130) 사이에 배치되어 상기 혼합유체(131)에 유동압을 제공함과 동시에, 상기 혼합유체(131)를 교반하는 교반펌프(140)를 구비하되,

상기 혼합기(130)는, 그 내측에 상기 배출구(132)를 향하여 연장된 코어(133)를 구비하고,

상기 혼합유체는 상기 혼합기(130) 내로 유입될 때, 상기 코어(133)의 길이방향에 대하여 수직하게 유입되는 것을 특징으로 하는 유체 혼합 공급장치.
청구항 1에 있어서,

상기 제1유동관(110)은, 상기 혼합유체(131)가 상기 혼합기(130) 내벽의 일측으로 유입되어 회전유동을 할 수 있도록, 상기 혼합기(130)의 일측에 편심되게 연결된 것을 특징으로 하는 유체 혼합 공급장치.
삭제
청구항 1 내지 청구항 2 중 어느 한 청구항에 있어서,

상기 제2유동관(120)은, 그 일 단부에 상기 제1유동관(110)의 내측으로 삽입되는 분사노즐(123)을 구비하는 유체 혼합 공급장치.
청구항 4에 있어서,

상기 분사노즐(123)에는 상기 제1유체(111)의 유동방향과 나란하게 제2유체(121)를 분사하는 적어도 하나의 분사공(123a)이 형성된 것을 특징으로 하는 유체 혼합 공급장치.
청구항 4에 있어서,

상기 분사노즐(123)은, 분사되는 방향을 조절할 수 있는 편향노즐인 것을 특징으로 하는 유체 혼합 공급장치.
제1유체(111)가 유동하기 위한 제1유동관(110)과, 유체저장소(122)에 저장된 제2유체(121)가 상기 제1유체(111)와 혼합될 수 있도록 상기 제1유동관(110)에 연결된 제2유동관(120)과, 상기 제1유체(111)와 제2유체(121)가 혼합된 혼합유체(131)가 유입되고 상기 혼합유체(131)를 외부로 배출하기 위한 배출구(132)가 형성된 혼합기(130)와, 상기 제1유동관(110)과 제2유동관(120)의 연결부위와 상기 혼합기(130) 사이에 배치되어 상기 혼합유체(131)에 유동압을 제공함과 동시에 상기 혼합유체(131)를 교반하는 교반펌프(140)를 제공하는 단계(S10);

상기 제1유체(111)를 상기 제1유동관(110)으로 유동시키는 단계(S20);

상기 유체저장소(122)에 저장된 제2유체(121)를 상기 제2유동관(120)으로 유동시켜 상기 제2유체(121)가 상기 제1유동관(110)의 제1유체(111)와 혼합하여 혼합유체(131) 형성하는 단계(S30);

상기 교반펌프(140)에 의하여 상기 혼합유체(131)를 교반하는 단계(S40);

교반된 상기 혼합유체(131)를 상기 혼합기(130)로 유입시키는 단계(S50); 및

상기 혼합기(130)로 유입된 혼합유체(131)를 상기 배출구(132)를 통해 외부로 배출시키는 단계(S60)를 포함하되,

상기 혼합유체(131)를 상기 혼합기(130)로 유입시키는 단계(S50)는,

상기 혼합기(130)에, 그 내측에 상기 배출구(132)를 향하여 연장된 코어(133)가 제공되고,

상기 혼합유체는 상기 코어(133)의 길이방향에 대하여 수직하게 유입되는 것을 특징으로 하는 유체 혼합 공급방법.
청구항 7에 있어서,

상기 혼합유체(131)를 상기 혼합기(130)로 유입시키는 단계(S50)에서,

상기 혼합유체(131)는 상기 혼합기(130) 내벽의 일측으로 유입되어 회전유동을 할 수 있도록, 상기 혼합기(130)의 일측에 편심되게 유입되는 것을 특징으로 하는 유체 혼합 공급방법.
삭제
청구항 7 내지 청구항 8 중 어느 한 청구항에 있어서,

상기 혼합유체(131)를 형성하는 단계(S30)는,

상기 제2유동관(120)에, 그 일 단부에 상기 제1유동관(110)의 내측으로 삽입되는 분사노즐(123)이 제공되고.

상기 제2유체(121)는 상기 분사노즐(123)에 형성된 분사공(123a)을 통해 상기 제1유체(111)의 유동방향과 나란하게 분사되는 것을 특징으로 하는 유체 혼합 공급방법.
청구항 10에 있어서,

상기 분사노즐(123)은, 분사되는 방향을 조절할 수 있는 편향노즐인 것을 특징으로 하는 유체 혼합 공급방법.