KR101292633B1 - 액상 소석회 제조장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수화된 상태의 액상 소석회를 수용할 수 있는 내부공간을 구비하고 일측에는 인렛이 마련되고 타측에는 아웃렛이 마련된 관형 바디; 상기 관형 바디의 내부공간에 설치되고, 상기 액상 소석회에 포함된 입자들을 미세화하는 적어도 하나 이상의 분쇄 임펠러와, 상기 액상 소석회를 믹싱하는 적어도 하나 이상의 믹싱 임펠러의 조합으로 이루어진 임펠러 어셈블리; 및 상기 임펠러 어셈블리에 회전력을 제공하는 모터부;를 포함하는 액상 소석회 제조장치를 개시한다.

Description

액상 소석회 제조장치{APPARATUS FOR MANUFACTURING LIME SLURRY}

본 발명은 액상 소석회 제조장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 생석회를 물에 수화시켜 소석회를 제조함에 있어 믹싱과 분쇄 처리를 위한 구조가 개선된 액상 소석회 제조장치에 관한 것이다.

액상 소석회는 분말 소석회가 갖는 인체 유해성, 취급 불편 등의 문제점을 개선한 것으로서 통상 생석회를 수화 반응시키는 공정에 의해 생산된다. 액상 소석회 생산 공정에서는 분말 또는 덩어리 형태의 생석회를 물과 혼합하여 수화 반응시킨 후 교반하여 소석회 슬러리를 제조한다.

액상 소석회는 슬러리 입자 크기가 작을수록 산성가스 제거효율이 높아지는 등 유해물질과의 반응성이 향상된다. 이러한 점을 고려하여 종래의 액상 소석회 생산공정에서는 교반 공정시 다이노밀과 같은 설비에 비드 형태의 분쇄미디어를 넣고 습식 마쇄하는 방법이 널리 사용되었다. 이와 관련된 특허문헌으로는 대한민국 등록특허공보 제292139호, 대한민국 등록특허공보 제880128호가 있다.

대한민국 등록특허공보 제292139호는 물에 수산화칼슘 고형분 기준으로 20∼35중량%의 농도로 생석회를 첨가하여 수화시킴으로써 소석회유를 얻는 단계와, 상기 소석회유를 습식마쇄기에서 습식마쇄시키는 단계와, 습식마쇄된 소석회유를 200∼325mesh의 시브로 습식분급하는 단계를 포함하는 고반응성 액상 소석회의 제조방법을 개시하고 있다.

대한민국 등록특허공보 제880128호는 수화조 용량의 10 내지 30%에 해당하는 분쇄미디어가 충전된 수화조에 물과 생석회를 70~80 중량%: 20~30 중량%의 비율로 혼합하는 단계와, 상기 혼합물을 10분 내지 30분 동안 1,500 내지 2,700 rpm으로 고속교반하여 수화 및 분쇄를 함께 진행시켜 액상 소석회를 얻는 단계와, 상기 수화 및 분쇄된 액상 소석회를 200~325 메쉬의 시브에 통과시켜 습식분급하는 단계를 포함하는 액상 소석회의 제조방법을 개시하고 있다.

그런데, 종래의 액상 소석회 제조공법은 생석회 입자를 미세화하기 위해 분쇄미디어로 투입된 비드가 회전하는 임펠러에 의해 부서지는 문제가 빈번히 발생하고, 이로 인해 설비에 대한 유지보수 비용이 많이 들고 깨진 비드가 소석회 슬러리 내에 불균일하게 혼입되어 품질을 저하시키는 문제가 있다.

종래의 액상 소석회 제조공법에 있어서 액상 소석회의 교반은 통상 폴리에틸렌(PE) 재질의 임펠러에 의해 수행되었다. 하지만, 폴리에틸렌(PE) 재질의 임펠러는 분쇄미디어로 일반적으로 사용되는 유리 비드와의 마찰 및 충격에 의해 쉽게 마모되는 문제가 있고, 이에 따라 임펠러의 회전속도를 충분히 높이기가 어려우므로 교반 속도를 고속화하는 데 한계가 있다. 액상 소석회에 대한 교반 속도가 낮을 경우 비중이 상대적으로 큰 생석회가 물과 분리됨으로써 오염물질 제거효율이 저하되는 문제가 발생하게 된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 고려하여 창안된 것으로서, 비드 등과 같은 분쇄미디어를 사용하고 분쇄와 믹싱 공정을 모두 수행할 수 있는 구조를 가진 액상 소석회 제조장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 액상 소석회의 교반 속도를 고속화하는 동시에 입자들을 균일하게 미세화할 수 있는 구조를 가진 액상 소석회 제조장치를 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 액상 소석회 제조장치는 수화된 상태의 액상 소석회를 수용할 수 있는 내부공간을 구비하고 일측에는 인렛이 마련되고 타측에는 아웃렛이 마련된 관형 바디; 상기 관형 바디의 내부공간에 설치되고, 상기 액상 소석회에 포함된 입자들을 미세화하는 적어도 하나 이상의 분쇄 임펠러와, 상기 액상 소석회를 믹싱하는 적어도 하나 이상의 믹싱 임펠러의 조합으로 이루어진 임펠러 어셈블리; 및 상기 임펠러 어셈블리에 회전력을 제공하는 모터부;를 포함한다.

상기 분쇄 임펠러는 날개의 가장자리에 톱니가 형성된 쏘우 임펠러이고, 상기 믹싱 임펠러는 로터리 임펠러인 것이 바람직하다.

상기 임펠러 어셈블리는, 상기 적어도 하나 이상의 분쇄 임펠러와 적어도 하나 이상의 믹싱 임펠러가 동일 회전 샤프트에 장착되어 일체로 회전하는 것이 바람직하다.

상기 임펠러 어셈블리는, 상기 회전 샤프트의 길이방향을 따라 상기 분쇄 임펠러와 상기 믹싱 임펠러가 교호적으로 배열될 수 있다.

상기 임펠러 어셈블리는 상기 분쇄 임펠러와 상기 믹싱 임펠러를 연결하여 일체화하는 가이드 바를 더 포함할 수 있다.

상기 관형 바디는 지면에 대하여 수직하게 배치되고, 상기 인렛은 상기 임펠러 어셈블리의 하부에 위치하고, 상기 아웃렛은 상기 임펠러 어셈블리의 상부에 위치할 수 있다.

바람직하게, 상기 임펠러 어셈블리의 최하단에는 상기 분쇄 임펠러가 배치되고, 상기 임펠러 어셈블리의 최상단에는 상기 믹싱 임펠러가 배치될 수 있다.

상기 분쇄 임펠러 및 상기 믹싱 임펠러 중 적어도 어느 하나는 고강도강으로 이루어지는 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면 비드 등의 분쇄미디어를 사용하지 않고도 임펠러 어셈블리에 의해 액상 소석회를 분쇄 및 믹싱할 수 있으므로 분쇄미디어의 사용에 따른 부작용을 예방할 수 있다.

또한, 액상 소석회의 교반 속도를 기존에 비해 고속화할 수 있으므로 생산성을 향상시킬 수 있고, 미세 입자들이 균일하게 분산된 소석회 슬러리를 생산할 수 있으므로 액상 소석회의 오염물질 제거효율을 높일 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면 액상 소석회에 포함된 입자들에 대한 미세화와 고속 교반으로 입자들을 부유화시키는 것이 가능하므로 물과의 분리현상을 억제할 수 있다.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술되는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액상 소석회 제조장치의 구성도이다.
도 2는 도 1에서 쏘우 임펠러의 구성을 도시한 평면도이다.
도 3은 도 1에서 로터리 임펠러의 구성을 도시한 측면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액상 소석회 제조장치의 구성도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액상 소석회 제조장치는 액상 소석회를 수용할 수 있는 관형 바디(100)와, 관형 바디(100)의 내부공간에 설치된 임펠러 어셈블리(110)와, 임펠러 어셈블리(110)에 회전력을 제공하는 모터부(130)를 포함한다.

관형 바디(100)의 일측에는 수화된 상태에서 공급되는 액상 소석회를 내부공간으로 주입하기 위한 인렛(Inlet)(101)이 마련되고, 타측에는 분쇄 및 믹싱이 완료된 액상 소석회를 외부로 배출하기 위한 아웃렛(Outlet)(102)이 마련된다.

물에 비해 상대적으로 비중이 큰 소석회 입자들에 대한 효율적이고 균일한 분쇄 및 믹싱을 위해 관형 바디(100)는 지면에 대하여 수직하게 배치되는 것이 바람직하다. 여기서, 인렛(101)은 관형 바디(100) 내에 설치되는 임펠러 어셈블리(110)의 하부에 위치하고, 아웃렛(102)은 임펠러 어셈블리(110)의 상부에 위치한다.

임펠러 어셈블리(110)는 관형 바디(100)의 내부공간에서 회전 가능하게 설치되어 분쇄 및 믹싱 기능을 제공한다. 구체적으로, 임펠러 어셈블리(110)는 적어도 하나 이상의 분쇄 임펠러(111)와 적어도 하나 이상의 믹싱 임펠러(112)의 조합으로 구성된다.

분쇄 임펠러(111)는 액상 소석회에 포함된 입자를 분쇄하여 미세화하는 기능을 수행하는 것으로서, 도 2에 도시된 바와 같이 가장자리에 분쇄용 톱니(111a)가 반복적으로 형성된 쏘우 임펠러(Saw impeller)의 구조를 갖는 것이 바람직하다.

믹싱 임펠러(112)는 액상 소석회를 믹싱하는 기능을 수행하는 것으로서, 도 3에 도시된 바와 같이 통상적인 로터리 임펠러(Rotary impeller)의 구조를 갖는다.

분쇄 임펠러(111)와 믹싱 임펠러(112)는 동일 회전 샤프트(120)에 교체 가능하게 장착되고 회전 샤프트(120)의 회전에 의해 일체로 회전한다. 복수개의 분쇄 임펠러(111)와 복수개의 믹싱 임펠러(112)를 견고히 일체화하기 위해 임펠러 어셈블리(110)에는 분쇄 임펠러(111)와 믹싱 임펠러(112)를 연결하도록 임펠러 어셈블리의 길이방향으로 길게 연장된 가이드 바(113)가 마련되는 것이 바람직하다.

임펠러 어셈블리(110)는 분쇄 작용과 믹싱 작용이 효율적으로 이루어지도록 회전 샤프트(120)의 길이방향을 따라 분쇄 임펠러(111)와 믹싱 임펠러(112)가 교호적으로 배열된 구조를 갖는 것이 바람직하다. 분쇄 임펠러(111)와 믹싱 임펠러(112)의 배열 구조에 있어서, 임펠러 어셈블리(110)의 최하단에는 분쇄 임펠러(111)가 배치되고 그 최상단에는 믹싱 임펠러(112)가 배치되는 것이 바람직하다.

본 발명은 임펠러 어셈블리(110)에 의해 별도의 분쇄미디어가 필요치 않으므로 기존의 액상 소석회 제조장치에 비해 상대적으로 고속의 교반 성능을 제공할 수 있을 뿐만 아니라 직경이 약 10㎛ 수준이 되도록 균일하게 분쇄된 입자들을 포함하는 액상 소석회의 슬러리를 생산하는 것이 가능하다. 이러한 고속 교반 환경에 부합하도록 분쇄 임펠러(111)와 믹싱 임펠러(112) 중 적어도 어느 하나는 초경합금과 같은 고강도강으로 이루어지는 것이 바람직하다.

모터부(130)는 바람직하게 관형 바디(100)의 상부에 회전 샤프트(120)에 연결되어 임펠러 어셈블리(110)에 회전력을 제공한다. 모터부(130)는 임펠러 어셈블리(110)에 대하여 예컨대, 1750RPM 수준의 고속 교반 성능을 제공하도록 구성된다.

상기와 같은 구성에 따르면 관형 바디(100) 내에서 회전하는 임펠러 어셈블리(110)에 의해 액상 소석회에 대한 분쇄 처리와 믹싱 처리를 일괄적으로 수행할 수 있다. 즉, 관형 바디(100)의 인렛(101)을 통해 공급된 수화된 액상 소석회는 관형 바디(100) 내부에서 회전하는 분쇄 임펠러(111)와 믹싱 임펠러(112)의 조합체에 의해 분쇄 및 믹싱 처리가 복합적으로 이루어진 후 아웃렛(102)을 통해 외부로 배출된다.

이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

100: 관형 바디 101: 인렛
102: 아웃렛 110: 임펠러 어셈블리
111: 분쇄 임펠러 112: 믹싱 임펠러
113: 가이드 바 120: 회전 샤프트
130: 모터부

Claims (8)

1. 수화된 상태의 액상 소석회를 수용할 수 있는 내부공간을 구비하고 일측에는 인렛이 마련되고 타측에는 아웃렛이 마련된 관형 바디;
   상기 관형 바디의 내부공간에 설치되고, 상기 액상 소석회에 포함된 입자들을 미세화하는 적어도 하나 이상의 분쇄 임펠러와, 상기 액상 소석회를 믹싱하는 적어도 하나 이상의 믹싱 임펠러의 조합으로 이루어진 임펠러 어셈블리; 및
   상기 임펠러 어셈블리에 회전력을 제공하는 모터부;를 포함하는 액상 소석회 제조장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 분쇄 임펠러는 날개의 가장자리에 톱니가 형성된 쏘우 임펠러이고, 상기 믹싱 임펠러는 로터리 임펠러인 것을 특징으로 하는 액상 소석회 제조장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 임펠러 어셈블리는,
   상기 적어도 하나 이상의 분쇄 임펠러와 적어도 하나 이상의 믹싱 임펠러가 동일 회전 샤프트에 장착되어 일체로 회전하는 것을 특징으로 하는 액상 소석회 제조장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 임펠러 어셈블리는,
   상기 회전 샤프트의 길이방향을 따라 상기 분쇄 임펠러와 상기 믹싱 임펠러가 교호적으로 배열된 구조를 가진 것을 특징으로 하는 액상 소석회 제조장치.
5. 제3항에 있어서,
   상기 분쇄 임펠러와 상기 믹싱 임펠러를 연결하여 일체화하는 가이드 바;를 더 포함하는 액상 소석회 제조장치.
6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 관형 바디는 지면에 대하여 수직하게 배치되고,
   상기 인렛은 상기 임펠러 어셈블리의 하부에 위치하고, 상기 아웃렛은 상기 임펠러 어셈블리의 상부에 위치하는 것을 특징으로 하는 액상 소석회 제조장치.
7. 제6항에 있어서,
   상기 임펠러 어셈블리의 최하단에는 상기 분쇄 임펠러가 배치되고, 상기 임펠러 어셈블리의 최상단에는 상기 믹싱 임펠러가 배치된 것을 특징으로 하는 액상 소석회 제조장치.
8. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 분쇄 임펠러 및 상기 믹싱 임펠러 중 적어도 어느 하나는 고강도강으로 이루어진 것을 특징으로 하는 액상 소석회 제조장치.

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