KR101228817B1

KR101228817B1 - 용해 장치

Info

Publication number: KR101228817B1
Application number: KR1020120158367A
Authority: KR
Inventors: 김은수
Original assignee: 김은수
Priority date: 2012-12-31
Filing date: 2012-12-31
Publication date: 2013-01-31

Abstract

본 발명은 내측에 용해를 위한 공간을 제공하고, 하부와 상부에 공급구와 배출구가 각각 형성되는 믹싱챔버; 상기 믹싱챔버의 내측에 회전 가능하도록 수직되게 설치되는 축부재를 가지고, 상기 축부재의 외주면에 고정튜브가 길이방향을 따라 다수로 배열되도록 설치되는 회전축; 상기 축부재에 끼워져서 상기 축부재와 함께 회전하되, 상기 고정튜브 중에서 선택되어지는 고정튜브 사이에 고정됨으로써 단일 또는 다단으로 설치되고, 가장자리로부터 중심부 측으로 다수로 절개되어 형성되는 단부 각각이 하방을 향하도록 절곡되며, 상기 단부의 절곡에 의해 상기 회전축 측으로 개방홈이 형성되는 블레이드; 및 상기 회전축에 회전력을 제공하도록 설치되는 모터를 포함하도록 한 용해 장치에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 블레이드가 회전축 측으로 오픈됨으로써 믹싱챔버의 내측면과 회전축 부근에서 2방향으로 유선이 발생하도록 할 뿐만 아니라, 블레이드의 절개 및 절곡에 의해서 교반 효율이 매우 높고, 후속 공정의 배관 및 기기에서의 폐색을 방지하며, 이로 인해 원심탈수기 등의 후단 설비에 의한 탈수 효율을 높이도록 함과 아울러 약품 소모 비용을 크게 절감하고, 블레이드 개수의 확장이 용이하도록 할 수 있다.

Description

용해 장치{Dissolution apparatus}

본 발명은 용해 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 블레이드가 회전축 측으로 오픈됨으로써 믹싱챔버의 내측면과 회전축 부근에서 2방향으로 유선이 발생하도록 할 뿐만 아니라, 블레이드의 절개 및 절곡에 의해서 교반 효율이 매우 높도록 구성된 용해 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 슬러지나 두부 제조용 간수 등의 응집제 등과 같은 약품을 용해수를 이용하여 용해하기 위한 용해 장치는 블레이드와 회전축으로 이루어진 임펠러를 사용하여 약품을 용해수에 용해되도록 한다.

종래의 용해 장치 일종으로서, 슬러지의 용해에 사용되는 장치로는 한국등록특허 제10-0713774호의 "저류조의 슬러지 침전 방지용 임펠러"가 개시된 바 있는데, 이는 슬러지 저류조에 있어서, 몸체의 상단부는 구동장치에 의해 회전구동되고, 하단부는 베어링을 포함한 회전부에 의해 지지되며 회전하도록 형성되는 회전축과; 상기 회전축의 축상 어느 일측에 결합되어 유입된 슬러지가 바닥에 침전되지 않도록 회전축과 수직으로 결합되는 원판형의 제1디스크판과, 상기 제1디스크판의 하단 외주면상에 원주방향을 따라 방사형으로 등간격 배열하되, 제1디스크판에 대해 수직으로 결합되어 와류를 조장하도록 다수개의 제1블레이드가 구비되는 제1임펠러로 구성된다.

그러나, 이러한 종래의 용해 장치는 임펠러가 축에 폐쇄형으로 고정됨으로써 저류조의 내측면만을 따라 유선이 발생되어 교반 효율이 매우 낮고, 하부에서 용해되지 않은 고점도의 슬러리가 후속 공정에서 배관 및 기기에 폐색을 유발하며, 임펠러 개수의 확장이 어려운 문제점을 가지고 있었다.

상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 블레이드가 회전축 측으로 오픈됨으로써 믹싱챔버의 내측면과 회전축 부근에서 2방향으로 유선이 발생하도록 할 뿐만 아니라, 블레이드의 절개 및 절곡에 의해서 교반 효율이 매우 높고, 후속 공정의 배관 및 기기에서의 폐색을 방지하며, 이로 인해 원심탈수기 등의 후단 설비에 의한 탈수 효율을 높이도록 함과 아울러 약품 소모 비용을 크게 절감하고, 블레이드 개수의 확장이 용이하도록 하는데 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적들은 이하의 실시예에 대한 설명을 통해 쉽게 이해될 수 있을 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일측면에 따르면, 용해 장치에 있어서, 내측에 용해를 위한 공간을 제공하고, 하부와 상부에 공급구와 배출구가 각각 형성되는 믹싱챔버; 상기 믹싱챔버의 내측에 회전 가능하도록 수직되게 설치되는 축부재를 가지고, 상기 축부재의 외주면에 고정튜브가 길이방향을 따라 다수로 배열되도록 설치되는 회전축; 상기 축부재에 끼워져서 상기 축부재와 함께 회전하되, 상기 고정튜브 중에서 선택되어지는 고정튜브 사이에 고정됨으로써 단일 또는 다단으로 설치되고, 가장자리로부터 중심부 측으로 다수로 절개되어 형성되는 단부 각각이 하방을 향하여 경사지도록 절곡되며, 상기 단부의 절곡에 의해 상기 회전축 측으로 개방홈이 형성되는 블레이드; 및 상기 회전축에 회전력을 제공하도록 설치되는 모터를 포함하는 용해 장치가 제공된다.

상기 믹싱챔버는 상기 공급구가 형성되는 하부챔버; 상기 배출구가 형성되는 상부챔버; 상기 하부챔버 및 상기 상부챔버를 서로 연결시키고, 내부를 육안으로 판별할 수 있도록 투명 재질로 이루어지는 중간챔버; 상기 하부챔버의 저면에 가장자리가 노출되도록 설치되는 베이스플레이트; 및 상기 상부챔버의 상단에 가장자리가 노출되도록 설치되고, 상기 모터가 고정되며, 상기 베이스플레이트의 가장자리로부터 상방으로 연장되도록 다수로 설치되는 고정바에 가장자리가 연결되는 모터고정부재를 포함할 수 있다.

상기 믹싱챔버는 상기 축부재를 회전 지지하는 텅스텐부시가 내측에 마련되되, 상기 텅스텐부시의 내측으로 약품과 물이 유입되도록 유입홀이 형성될 수 있다.

상기 회전축은 상기 블레이드의 중심에 형성된 다각형의 고정홀에 삽입되도록 상기 축부재에 다각형의 단면을 가지는 고정부가 형성되고, 상기 축부재에서 상기 고정튜브의 배열 하단과 상단 각각에 고정링과 체결링이 고정 내지 체결될 수 있고, 상기 블레이드는 상기 절개되는 방향이 상기 중심부에 접선을 이루는 방향이고, 상기 모터에 의해 상기 단부가 선행되는 방향으로 회전할 수 있다.

본 발명에 따른 용해 장치에 의하면, 블레이드가 회전축 측으로 오픈됨으로써 믹싱챔버의 내측면과 회전축 부근에서 2방향으로 유선이 발생하도록 할 뿐만 아니라, 블레이드의 절개 및 절곡에 의해서 교반 효율이 매우 높고, 후속 공정의 배관 및 기기에서의 폐색을 방지하며, 이로 인해 원심탈수기 등의 후단 설비에 의한 탈수 효율을 높이도록 함과 아울러 약품 소모 비용을 크게 절감하고, 블레이드 개수의 확장이 용이하도록 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 용해 장치를 도시한 단면도이고,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 용해 장치를 도시한 사시도이고,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 용해 장치의 요부를 도시한 분해 사시도이고,
도 4는 도 3의 결합 사시도이고,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 용해 장치가 설치된 시스템을 도시한 구성도이고,
도 6은 도 5의 본체를 도시한 사시도이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고, 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고, 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니고, 본 발명의 기술 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 식으로 이해되어야 하고, 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명하며, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성요소에 대해서는 동일한 참조 번호를 부여하고, 이에 대해 중복되는 설명을 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 용해 장치를 도시한 단면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 용해 장치를 도시한 사시도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 용해 장치(100)는 믹싱챔버(110), 회전축(120), 블레이드(130) 및 모터(140)를 포함할 수 있으며, 용해 대상물로는 예컨대 오폐수에 포함된 슬러지나, 폴리머 또는 두부 제조용 간수 등의 응집제를 비롯하여 다양한 약품이 해당될 수 있고, 이러한 약품에 용해수나 그 밖에 다양한 용매가 첨가될 수 있다. 한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 용해 장치(100)는 약품 외에도 다양한 물질을 물이나 용매를 사용하여 교반하여 용해하는데 사용될 수 있다.

믹싱챔버(110)는 내측에 용해를 위한 공간을 제공하고, 하부와 상부에 공급구(111)와 배출구(112)가 각각 형성될 수 있다. 여기서 공급구(111)는 일례로 약품과 용해수가 함께 공급되기 위한 통로를 제공하고, 배출구(112)는 용해된 결과물이 외부로 배출되기 위한 통로를 제공한다. 공급구(111)와 배출구(112)는 외부 배관의 플랜지 이음을 위하여 플랜지(111a,112a)가 각각 마련될 수 있다.

믹싱챔버(110)는 일례로 공급구(111)가 형성되는 하부챔버(113)와, 배출구(112)가 형성되는 상부챔버(114)와, 하부챔버(113) 및 상부챔버(114)를 서로 연결시키고, 내부를 육안으로 판별할 수 있도록 투명 재질로 이루어지는 중간챔버(115)와, 하부챔버(113)의 저면에 가장자리가 노출되도록 설치되는 베이스플레이트(116)와, 상부챔버(114)의 상단에 가장자리가 노출되도록 설치되고, 모터(140)가 고정되며, 베이스플레이트(116)의 가장자리로부터 상방으로 연장되도록 다수로 설치되는 고정바(116a)에 가장자리가 연결되는 모터고정부재(118)를 포함할 수 있다.

여기서 중공관 형태로 이루어지는 중간챔버(115)는 억지 끼움, 나사결합, 플랜지, 볼트체결 또는 용접 등의 다양한 방식에 의하여 하단과 상단이 하부챔버(113)와 상부챔버(114)에 각각 결합된다. 하부챔버(113)는 밸브의 조작에 의해 개폐되는 배출홀(113a)이 마련되고, 배출홀(113a)을 통해 내부 클리닝을 마친 액상물을 배출시키거나, 필요에 따라 내부에 채워진 약품 등을 배출시킬 수 있다. 상부챔버(114)는 상단에 회전축(120)의 상부가 돌출되도록 홀(114a)이 형성될 수 있으며, 홀(114a)에 회전축(120)의 회전을 허용하면서도 실링이 가능하도록 하는 부재가 설치될 수 있다. 모터고정부재(118)는 상단에 설치되는 고정브라켓(118a)을 매개로 모터(140)를 고정시킬 수 있는데, 이때, 모터(140)와 고정브라켓(118a)의 체결을 위하여 볼트와 너트가 부가로 사용될 수 있다.

믹싱챔버(110)는 회전축(120)의 축부재(121; 도 3에 도시)를 회전 지지하는 텅스텐 재질의 텅스텐부시(117)가 내측, 예컨대 하부챔버(113)의 내측 바닥면에 마련되고, 텅스텐부시(117)와 축부재(121; 도 3에 도시)간의 윤활 역할을 하도록 텅스텐부시(117)의 내측으로 약품과 물이 유입되도록 유입홀(117a)이 형성될 수 있다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 회전축(120)은 믹싱챔버(110)의 내측에 회전 가능하도록 수직되게 설치되는 축부재(121)를 가지고, 축부재(121)의 외주면에 고정튜브(122)가 길이방향을 따라 다수로 배열되도록 설치된다.

회전축(120)은 블레이드(130)의 중심에 형성된 다각형, 예컨대 육각형의 고정홀(131)에 삽입되도록 축부재(121)에 다각형, 예컨대 육각형의 단면을 가지는 고정부(121a)가 형성되고, 축부재(121)에서 고정튜브(122)의 배열 하단과 상단 각각에 고정링(123)과 체결링(124)이 고정 내지 체결될 수 있다. 여기서 고정링(123)은 축부재(121)의 하단에 억지 끼움, 나사 체결 등의 방법에 의해 고정될 수 있다. 체결링(124)은 축부재(121)의 외주면에 나사 체결됨으로써 조임에 의해 고정튜브(122)간의 간극을 최소화하도록 함으로써 고정튜브(122) 사이에 위치하는 블레이드(130)를 안정적으로 고정시키도록 한다.

블레이드(130)는 축부재(121)에 끼워져서 축부재(121)와 함께 회전하되, 단일로 이루어지거나, 다단, 예컨대 2단으로 배열되도록 회전축(120)에 고정될 수 있는데, 고정튜브(122) 중에서 선택되어지는 고정튜브(122) 사이에 고정됨으로써 단일 또는 다단으로 설치되고, 가장자리로부터 중심부 측으로 다수로 절개되어 형성되는 단부(133) 각각이 하방을 향하여 경사지도록 절곡되며, 단부(133)의 절곡에 의해 회전축(120) 측으로 개방홈(134)이 형성될 수 있다.

블레이드(130)는 회전에 의한 교반력이 뛰어나도록 단부(133) 및 개방홈(134)의 형성을 위해 절개되는 방향이 중심부, 예컨대 회전축(120)의 원형 둘레를 경계로 하는 임의의 중심 영역(C)에 접선(L; 도 3에 도시)을 이루는 방향일 수 있고, 모터(140)에 의해 단부(133)가 선행되는 방향으로 회전함으로써, 회전시 단부(133)가 약품과 용해수 내로 하향 경사지도록 통과하는 과정을 반복하여 약품과 용해수의 교반이 활발하게 이루어지도록 한다.

모터(140)는 회전축(130)에 회전력을 제공하도록 모터고정부재(118) 상에 수직되도록 설치되는데, 하방을 향하는 모터축(141)이 축이음부재(142)에 의해 회전축(130)의 축부재(131) 상단에 연결됨으로써 구동시 회전축(130)을 회전시키게 된다.

이와 같은 구성을 가지는 본 발명의 일 실시예에 따른 용해 장치(100)에 대한 작용을 약품 공급 및 용해 시스템과 함께 설명하기로 한다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 용해 장치가 설치된 시스템을 도시한 구성도이다.

도 5를 참조하면, 약품 원액이 약품원액저장조(310)로부터 약품공급라인(210)을 따라 용해 장치(100)의 공급구(111)로 공급된다. 이때, 약품 원액은 약품공급라인(210)에 설치된 펌프(220)의 펌핑력에 의해 공급구(111)로 공급된다.

약품공급라인(210)에는 약품의 흐름을 제어하기 위한 다수의 개폐밸브(211,212,213,214,215), 체크밸브(216)가 각각 설치되고, 펌프(220)의 전단에 캘리브레이션 포트(calibration port; 230)가 개폐밸브(231)의 개방에 의해 연결되도록 설치된다. 여기서, 캘리브레이션 포트(230)는 약품공급라인(210)을 통해 공급되는 약품의 유량을 측정할 수 있도록 한다.

또한 약품공급라인(210)에는 공급구(111)의 전단에 용해수가 공급되기 위한 용해수공급라인(240)이 연결된다. 여기서 용해수공급라인(240)에는 체크밸브(241), 전동밸브(242) 및 개폐밸브(243)가 각각 설치된다. 또한 용해수공급라인(240)에는 플로우 미터(flow meter; 250)가 설치되는데, 플로우 미터(250)의 인버터(inverter; 251)가 펌프(220)와 전기적으로 접속됨으로써 펌프(220)의 전류량을 통해서 액상물인 약품의 공급량에 따른 용해수 공급 유량을 플로우 미터(250)에 의해 조절할 수 있도록 한다. 여기서, 인버터(251)의 전류범위는 4~20mA일 수 있으며, 인버터(251)의 전류량에 따라 플로우 미터(250)에 의한 용해수의 공급 유량을 조절하게 된다.

용해 장치(100)는 케이스(270) 내에 설치될 수 있는데, 케이스(270)의 상단에는 약품 용해의 동작 제어를 위한 콘트롤박스(280)가 설치될 수 있다. 또한 용해 장치(100)의 배출구(212)에는 배출라인(260)을 통해서 용해약품저장조(320)에 연결될 수 있다. 용해약품저장조(320)는 용해 장치(100)에 의해 용해된 약품이 저장되는 배스(bath)로서 용해 정도를 파악하기 위하여 전극센서(321)가 설치될 수 있다.

도 6을 참조하면, 케이스(270)는 내부가 다단 적층 구조를 가질 수 있는데, 본 실시예에서처럼 상단에 일정 위치에 고정되는 고정단(271)과, 하부에 슬라이딩레일에 슬라이딩 결합됨으로써 전후로 슬라이딩되어 인출 내지 삽입되는 이동단(272)을 가질 수 있다. 여기서 이동단(272)에는 용해 장치(100) 등이 설치됨으로써 케이스(270)로부터 인출되어 유지 및 보수를 용이하도록 한다.

또한 용해 장치(100)는 도 1에 도시된 바와 같이, 공급구(111)를 통해서 약품 원액과 용해수가 각각 공급되고, 모터(140)의 구동에 의해 회전축(120)과 함께 블레이드(130)를 회전시킴으로써 믹싱챔버(110) 내에서 약품 원액과 용해수가 교반되어 용해 과정이 활발하게 일어나도록 한다. 이때, 블레이드(130)는 회전축(120) 측으로 개방홈(134)이 오픈되도록 형성됨으로써, 믹싱챔버(110)의 내측면과 회전축(120) 부근에서 2방향으로 유선이 발생하도록 할 뿐만 아니라, 블레이드(130)의 절개 및 절곡에 의한 단부(133) 형성에 의해서 교반 효율이 매우 높고, 후속 공정의 배관 및 기기에서의 폐색을 방지하며, 이로 인해 원심탈수기 등의 후단 설비에 의한 탈수 효율을 높이도록 함과 아울러, 약품 소모 비용을 크게 절감하게 된다.

또한, 회전축(120)의 고정튜브(122)에 블레이드(130)를 원하는 개수로 장착할 수 있도록 함으로써 블레이드(130) 개수의 확장이 용이하고, 이로 인해 교반 효율의 조절 및 증대를 손쉽게 조절할 수 있다.

이와 같이 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 이루어질 수 있음은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 한정되어서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이러한 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

110 : 믹싱챔버 111 : 공급구
111a : 플랜지 112 : 배출구
112a : 플랜지 113 : 하부챔버
113a : 배출홀 114 : 상부챔버
114a : 홀 115 : 중간챔버
116 : 베이스플레이트 116a : 고정바
117 : 텅스텐부시 117a : 유입홀
118 : 모터고정부재 118a : 고정브라켓
120 : 회전축 121 : 축부재
121a : 고정부 121b : 축이음홀
122 : 고정튜브 123 : 고정링
124 : 체결링 130 : 블레이드
131 : 고정홀 132 : 연결부
133 : 단부 134 : 개방홈
140 : 모터 141 : 모터축
142 : 축이음부재 210 : 약품공급라인
211,212,213,214,215 : 개폐밸브 216 : 체크밸브
220 : 펌프 230 : 캘리브레이션포트
231 : 개폐밸브 240 : 용해수공급라인
241 : 체크밸브 242 : 전동밸브
243 : 개폐밸브 250 : 플로우 미터
251 : 인버터 260 : 배출라인
270 : 케이스 271 : 고정단
272 : 이동단 280 : 콘트롤박스
310 : 약품원액저장조 320 : 용해약품저장조
321 : 전극센서

Claims

용해 장치에 있어서,
내측에 용해를 위한 공간을 제공하고, 하부와 상부에 공급구와 배출구가 각각 형성되는 믹싱챔버;
상기 믹싱챔버의 내측에 회전 가능하도록 수직되게 설치되는 축부재를 가지고, 상기 축부재의 외주면에 고정튜브가 길이방향을 따라 다수로 배열되도록 설치되는 회전축;
상기 축부재에 끼워져서 상기 축부재와 함께 회전하되, 상기 고정튜브 중에서 선택되어지는 고정튜브 사이에 고정됨으로써 단일 또는 다단으로 설치되고, 가장자리로부터 중심부 측으로 다수로 절개되어 형성되는 단부 각각이 하방을 향하여 경사지도록 절곡되며, 상기 단부의 절곡에 의해 상기 회전축 측으로 개방홈이 형성되는 블레이드; 및
상기 회전축에 회전력을 제공하도록 설치되는 모터;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 용해 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 믹싱챔버는,
상기 공급구가 형성되는 하부챔버;
상기 배출구가 형성되는 상부챔버;
상기 하부챔버 및 상기 상부챔버를 서로 연결시키고, 내부를 육안으로 판별할 수 있도록 투명 재질로 이루어지는 중간챔버;
상기 하부챔버의 저면에 가장자리가 노출되도록 설치되는 베이스플레이트; 및
상기 상부챔버의 상단에 가장자리가 노출되도록 설치되고, 상기 모터가 고정되며, 상기 베이스플레이트의 가장자리로부터 상방으로 연장되도록 다수로 설치되는 고정바에 가장자리가 연결되는 모터고정부재;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 용해 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 믹싱챔버는,
상기 축부재를 회전 지지하는 텅스텐부시가 내측에 마련되되, 상기 텅스텐부시의 내측으로 약품과 물이 유입되도록 유입홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 용해 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 회전축은,
상기 블레이드의 중심에 형성된 다각형의 고정홀에 삽입되도록 상기 축부재에 다각형의 단면을 가지는 고정부가 형성되고, 상기 축부재에서 상기 고정튜브의 배열 하단과 상단 각각에 고정링과 체결링이 고정 내지 체결되고,
상기 블레이드는,
상기 절개되는 방향이 상기 중심부에 접선을 이루는 방향이고, 상기 모터에 의해 상기 단부가 선행되는 방향으로 회전하는 것을 특징으로 하는 용해 장치.