KR101623033B1

KR101623033B1 - 액상 원료 다단 혼합형 믹서

Info

Publication number: KR101623033B1
Application number: KR1020140066168A
Authority: KR
Inventors: 정용채
Original assignee: (주)디유티코리아
Priority date: 2014-05-30
Filing date: 2014-05-30
Publication date: 2016-05-20
Also published as: KR20150137748A

Abstract

본 발명은 액상 원료 다단 혼합형 믹서를 제공한다. 이와 같은 본 발명에 따른 액상 원료 다단 혼합형 믹서는 액상 원료, 공기, 첨가물질 등의 혼합 효율이 증대되고, 특히 폴리우레탄 폼의 발포성형에 사용되는 액상 원료가 공기나 첨가물질과 혼합되는 효율이 증대되도록 하여 발포성형품의 품질증대가 도모되는 특징을 갖는다.
본 발명에 따른 액상 원료 다단 혼합형 믹서는 길이방향 일단부 측면에 형성되어 액상 원료가 투입되는 공급구, 공급구와 연통되는 제1내부공간, 제1내부공간과 이웃하여 연결되는 원통 형상의 제2내부공간, 제2내부공간과 이웃하여 연결되고 단면적이 점차 작아지는 형상의 제3내부공간, 제3내부공간과 이웃하여 연결되는 원통 형상의 제4내부공간, 제4내부공간과 연통되어 길이방향 타단부에 형성되고, 혼합된 액상 원료가 배출되는 배출구를 갖는 하우징과; 하우징을 길이방향으로 관통하여 회전가능하게 배치되되, 제2내부공간, 제3내부공간, 제4내부공간, 제5내부공간의 중앙부를 관통하여 배치되는 회전축과; 설정 패턴 형상의 요철면으로 이루어진 외주면을 갖는 원통체 형상으로 이루어져 하우징의 제2내부공간에 배치되되 제2내부공간을 이루는 하우징 내주면과 설정간격 a만큼 이격되는 외주면에 의해 원형 띠 형상의 제1혼합통로가 형성되도록 하고, 회전축과 결합되어 회전하는 제1혼합 회전체와; 제1혼합 회전체로부터 연장형성되되 단면적이 점차 작아지는 형상으로 이루어져 하우징의 제3내부공간에 배치되고, 제3내부공간을 이루는 하우징 내주면과의 사이에 깔때기형 띠 형상의 제2혼합통로가 형성되도록 하는 통로 형성구 및; 설정 패턴 형상의 요철면으로 이루어진 외주면을 갖는 원통체 형상으로 이루어져 하우징의 제4내부공간에 배치되되 제4내부공간을 이루는 하우징 내주면과 설정간격 b만큼 이격되는 외주면에 의해 원형 띠 형상의 제3혼합통로가 형성되도록 하고, 회전축과 결합되어 회전하는 제2혼합 회전체를 포함하여, 하우징의 공급구를 통해 공급될 수 있는 액상 원료, 공기, 첨가물질의 미립화와 혼합이 수행되도록 한다.

Description

액상 원료 다단 혼합형 믹서{Multi-processing mixer for liquefied material}

본 발명은 액상 원료 다단 혼합형 믹서에 관한 것으로, 좀더 구체적으로는 액상 원료, 공기, 첨가물질 등의 혼합 효율이 증대되고, 특히 폴리우레탄 폼의 발포성형에 사용되는 액상 원료가 공기나 첨가물질과 혼합되는 효율이 증대되도록 하여 발포성형품의 품질증대가 도모되는 액상 원료 다단 혼합형 믹서에 관한 것이다.

폴리우레탄 폼의 제조는 액상의 폴리올과 이소시아네이트가 공급되어 혼합되는 믹싱 헤드를 통해 이루어지는데, 믹싱 헤드에서 혼합되는 폴리올과 이소시아네이트의 균질 혼합물이 정해진 형상을 갖는 제품 금형의 내부로 공급되어 부가반응에 의해 다양한 형태의 폴리우레탄 폼 제품이 만들어지는 것이 일반적이다.

폴리우레탄 폼의 제조와 관련된 기술로서 본 발명자는 대한민국 등록특허공보 등록번호 제10-0368178호 "2중각도 분사방식에 의한 고효율 고압 믹싱헤드뭉치", 공개특허공보 공개번호 제10-2011-0014417호 "저압 발포기의 믹싱 헤드", 공개번호 제10-2002-0001689호 "크리닝 로드에 나선형 홈을 설치하여 고착 및 긁힘을 방지하게 한 믹싱헤드 뭉치", 등록실용신안공보 등록번호 제20-0170956호 "폴리우레탄 고압발포기의 믹싱헤드뭉치" 등을 안출한 바 있다.

한편, 폴리올이나 이소시아네이트와 같은 발포성형용 액상 원료를 공기나 각종 첨가물질과 혼합시키는 전처리과정을 통해 폴리우레탄 폼 발포성형 효율을 증대시킬 수 있다. 이와 관련한 기술로는 본 발명자에 의해 출원된 특허출원번호 제10-2013-0087377호 "가변 다단 회전임펠러를 갖는 터보 다이나믹 믹서", 특허출원번호 제10-2013-0087378호 "이중믹서가 적용된 발포성형 원료 핵생성시스템", 특허출원번호 제10-2013-0108450호 "다이나믹 믹서가 적용된 폴리우레탄폼 발포장치" 등이 안출되어 있는데, 액상 원료가 공기나 첨가물질과 혼합되는 효율을 더욱 증대시키기 위한 기술개발은 꾸준히 요구되고 있다.

(특허문헌 1) 대한민국 등록특허공보 등록번호 제10-0368178호 "2중각도 분사방식에 의한 고효율 고압 믹싱헤드뭉치"

(특허문헌 2) 대한민국 공개특허공보 공개번호 제10-2011-0014417호 "저압 발포기의 믹싱 헤드"

(특허문헌 3) 대한민국 공개특허공보 공개번호 제10-2002-0001689호 "크리닝 로드에 나선형 홈을 설치하여 고착 및 긁힘을 방지하게 한 믹싱헤드 뭉치"

(특허문헌 4) 대한민국 등록실용신안공보 등록번호 제20-0170956호 "폴리우레탄 고압발포기의 믹싱헤드뭉치"

(특허문헌 5) 대한민국 특허출원번호 제10-2013-0087377호 "가변 다단 회전임펠러를 갖는 터보 다이나믹 믹서"

(특허문헌 6) 대한민국 특허출원번호 제10-2013-0087378호 "이중믹서가 적용된 발포성형 원료 핵생성시스템"

(특허문헌 7) 대한민국 특허출원번호 제10-2013-0108450호 "다이나믹 믹서가 적용된 폴리우레탄폼 발포장치"

따라서 본 발명은 이와 같은 종래 개발의 일환으로서, 하우징에 분할형성되는 각각의 내부공간에 요철 외주면을 갖는 제1혼합 회전체와 제2혼합 회전체 및 톱니형상의 혼합단을 갖는 로터 블레이드와 스테이터 블레이드가 배치되어 액상 원료와 공기, 첨가물질 간 혼합이 다단계로 수행되는 구조를 제공함에 따라, 액상 원료, 공기, 첨가물질 간의 혼합 효율이 증대되고, 특히 폴리우레탄 폼의 발포성형에 사용되는 액상 원료가 공기나 첨가물질과 혼합되는 효율이 증대되어 발포성형품의 품질증대가 도모되는 새로운 형태의 액상 원료 다단 혼합형 믹서를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 의하면, 본 발명은 길이방향 일단부 측면에 형성되어 액상 원료가 투입되는 공급구, 상기 공급구와 연통되는 제1내부공간, 상기 제1내부공간과 이웃하여 연결되는 원통 형상의 제2내부공간, 상기 제2내부공간과 이웃하여 연결되고 단면적이 점차 작아지는 형상의 제3내부공간, 상기 제3내부공간과 이웃하여 연결되는 원통 형상의 제4내부공간, 상기 제4내부공간과 연통되어 길이방향 타단부에 형성되고, 혼합된 액상 원료가 배출되는 배출구를 갖는 하우징과; 상기 하우징을 길이방향으로 관통하여 회전가능하게 배치되되, 상기 제2내부공간, 제3내부공간, 제4내부공간, 제5내부공간의 중앙부를 관통하여 배치되는 회전축과; 설정 패턴 형상의 요철면으로 이루어진 외주면을 갖는 원통체 형상으로 이루어져 상기 하우징의 제2내부공간에 배치되되 상기 제2내부공간을 이루는 상기 하우징 내주면과 설정간격 a만큼 이격되는 외주면에 의해 원형 띠 형상의 제1혼합통로가 형성되도록 하고, 상기 회전축과 결합되어 회전하는 제1혼합 회전체와; 상기 제1혼합 회전체로부터 연장형성되되 단면적이 점차 작아지는 형상으로 이루어져 상기 하우징의 제3내부공간에 배치되고, 상기 제3내부공간을 이루는 상기 하우징 내주면과의 사이에 깔때기형 띠 형상의 제2혼합통로가 형성되도록 하는 통로 형성구 및; 설정 패턴 형상의 요철면으로 이루어진 외주면을 갖는 원통체 형상으로 이루어져 상기 하우징의 제4내부공간에 배치되되 상기 제4내부공간을 이루는 상기 하우징 내주면과 설정간격 b만큼 이격되는 외주면에 의해 원형 띠 형상의 제3혼합통로가 형성되도록 하고, 상기 회전축과 결합되어 회전하는 제2혼합 회전체를 포함하여, 상기 하우징의 공급구를 통해 공급될 수 있는 액상 원료, 공기, 첨가물질의 미립화와 혼합이 수행되도록 하는 액상 원료 다단 혼합형 믹서를 제공한다.

이와 같은 본 발명에 따른 액상 원료 다단 혼합형 믹서에서 상기 하우징은 상기 제4내부공간과 이웃하여 연결되고 단면적이 점차 커지는 형상의 제5내부공간와, 길이방향 타단부에 형성된 배출구와 상기 제5내부공간에 연통되는 제6내부공간을 형성시키고, 본 발명에 따른 액상 원료 다단 혼합형 믹서는 상기 회전축의 길이방향 타단부 외주면으로 삽입되어 결합되고, 단면적이 점차 커지는 형상으로 이루어져 상기 하우징의 제5내부공간에 배치되고, 상기 제5내부공간을 이루는 상기 하우징 내주면과의 사이에 깔때기형 띠 형상의 제4혼합통로가 형성되도록 하는 보조 회전체와; 원형 링 형상으로 이루어져 상기 하우징의 제6내부공간에 배치되고, 상기 회전축과 결합되어 회전하는 링형 혼합구를 포함한다.

이와 같은 본 발명에 따른 액상 원료 다단 혼합형 믹서에서 상기 링형 혼합구는 상기 회전축에 결합되고, 링 형상으로 이루어지며, 외주면에 톱니형상의 혼합단이 형성된 로터 블레이드와; 상기 제6내부공간을 이루는 상기 하우징에 고정되고, 링 형상으로 이루어지며, 내주면에 톱니형상의 혼합단이 형성된 스테이터 블레이드로 이루어진다.

이와 같은 본 발명에 따른 액상 원료 다단 혼합형 믹서에서 상기 링형 혼합구를 이루는 상기 로터 블레이드의 혼합단과 스테이터 블레이드의 혼합단은 서로 겹쳐지게 배치되도록 하여, 상기 제6내부공간으로 유입된 액상 원료는 서로 겹쳐져 있는 상기 로터 블레이드의 혼합단과 스테이터 블레이드의 혼합단을 통과하여 상기 배출구로 이동하게 된다.

이와 같은 본 발명에 따른 액상 원료 다단 혼합형 믹서에서 상기 링형 혼합구는 로터 스페이서를 매개로 이격 배치되는 다수개의 로터 블레이드와; 스테이터 스페이서를 매개로 이격 배치되고, 상기 다수개의 로터 블레이드 사이에 끼워지는 다수개의 스테이터 블레이드를 구비한다.

이와 같은 본 발명에 따른 액상 원료 다단 혼합형 믹서에서 상기 링형 혼합구의 로터 블레이드는 상기 보조 회전체에 고정되어 회전하게 된다.

이와 같은 본 발명에 따른 액상 원료 다단 혼합형 믹서에서 상기 제1혼합 회전체와 제2혼합 회전체는 길이방향으로 하나의 열을 이루며 배치된 복수개의 돌기로 된 돌기유닛이 외주면 둘레를 따라 다수열을 이루는 구조의 요철면과, 외주면 둘레를 따라 복수개의 요홈이 이격 형성된 구조의 요철면 중에서 선택된 어느 하나를 외주면으로 갖는 것이다.

이와 같은 본 발명에 따른 액상 원료 다단 혼합형 믹서에서 상기 깔대기형 띠 형상의 제2혼합통로는 단면적이 점차 작아지는 형상으로 이루어지는 것이고, 상기 깔대기형 띠 형상의 제4혼합통로는 상기 제3혼합통로의 설정간격 b보다 큰 크기의 폭(w)을 가지는 것이다.

본 발명에 의한 액상 원료 다단 혼합형 믹서에 의하면, 요철 외주면을 갖는 제1혼합 회전체와 제2혼합 회전체, 톱니형상의 혼합단을 갖는 로터 블레이드와 스테이터 블레이드가 순차적으로 배치되어 있는 하우징 내부에 원형 띠 형상의 제1혼합통로, 깔대기형 띠 형상의 제2혼합통로, 원형 띠 형상의 제3혼합통로, 깔대기형 띠 형상의 제4혼합통로가 순차 연결되어 액상 원료와 공기, 첨가물질 간 혼합이 다단계로 수행되도록 함으로써 액상 원료, 공기, 첨가물질 간의 혼합 효율이 증대되고, 특히 폴리우레탄 폼의 발포성형에 사용되는 액상 원료가 공기나 첨가물질과 혼합되는 효율이 증대되어 발포성형품의 품질증대가 도모되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 액상 원료 다단 혼합형 믹서의 전체 구성을 보여주기 위한 도면;
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 액상 원료 다단 혼합형 믹서의 하우징 내부 상세구성을 보여주기 위한 도면;
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 제1혼합 회전체의 사시도;
도 4와 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 제1혼합 회전체를 보여주기 위한 도면;
도 6의 (a)와 (b)는 본 발명의 다른 실시예에 따른 제1혼합 회전체를 보여주기 위한 도면;
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 제2혼합 회전체의 사시도;
도 8과 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 제2혼합 회전체를 보여주기 위한 도면;
도 10의 (a)와 (b)는 본 발명의 다른 실시예에 따른 제2혼합 회전체를 보여주기 위한 도면;
도 11은 도 2의 "A"부 확대도;
도 12의 (a)와 (b)는 본 발명의 실시예에 따른 링형 혼합구를 보여주기 위한 도면이다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면 도 1 내지 도 12에 의거하여 상세히 설명한다. 한편, 도면과 상세한 설명에서 일반적인 폴리우레탄 폼, 폴리우레탄 폼 발포성형, 폴리올, 이소시아네이트, 액상 원료 혼합용 믹서, 에어레이션 등으로부터 이 분야의 종사자들이 용이하게 알 수 있는 구성 및 작용에 대한 도시 및 언급은 간략히 하거나 생략하였다. 특히 도면의 도시 및 상세한 설명에 있어서 본 발명의 기술적 특징과 직접적으로 연관되지 않는 요소의 구체적인 기술적 구성 및 작용에 대한 상세한 설명 및 도시는 생략하고, 본 발명과 관련되는 기술적 구성만을 간략하게 도시하거나 설명하였다.

본 발명의 실시예에 따른 액상 원료 다단 혼합형 믹서(100)는 도 1에서와 같이 하우징(10), 회전축(20), 제1혼합 회전체(30), 통로 형성구(40), 제2혼합 회전체(50), 보조 회전체(60), 링형 혼합구(70), 구동모터(80)를 포함하는 구성으로 이루어진다.

하우징(10)은 회전축(20), 제1혼합 회전체(30), 통로 형성구(40), 제2혼합 회전체(50), 보조 회전체(60), 링형 혼합구(70)가 내부에 배치되는 것으로, 도 1과 도 2에서와 같이 하우징(10)의 길이방향 일단부 측면에 형성되어 액상 원료가 투입되는 공급구(11), 공급구(11)와 연통되는 제1내부공간(13a), 제1내부공간(13a)과 이웃하여 연결되는 원통 형상의 제2내부공간(13b), 제3내부공간(13c)과 이웃하여 연결되고 단면적이 점차 작아지는 형상의 제3내부공간(13c), 제3내부공간(13c)과 이웃하여 연결되는 원통 형상의 제4내부공간(13d), 제4내부공간(13d)과 연통되게 하우징(10)의 길이방향 타단부에 형성되어 혼합된 액상 원료가 배출되는 배출구(12)를 갖는다. 여기서 본 발명의 실시예에 따른 하우징(10)은 제4내부공간(13d)과 이웃하여 연결되고 단면적이 점차 커지는 형상의 제5내부공간(13e), 하우징(10)의 길이방향 일단부에 형성된 배출구(12)와 제5내부공간(13e)에 연통되는 제6내부공간(13f)을 통해 제4내부공간(13d)과 배출구(12)가 서로 연통되도록 한다.

여기서 본 발명의 실시예에 따른 하우징(10)은 제1분할체(10a), 제2분할체(10b), 제3분할체(10c), 제4분할체(10d)의 결합에 의해 구성되는 것으로, 이를 통해 제1혼합 회전체(30), 통로 형성구(40), 제2혼합 회전체(50), 보조 회전체(60), 링형 혼합구(70)가 하우징(10) 내부에 원활하게 설치될 수 있게 된다.

회전축(20)은 하우징(10)을 길이방향으로 관통하여 회전가능하게 배치되는 것으로, 제2내부공간(13b), 제3내부공간(13c), 제4내부공간(13d), 제5내부공간(13e)의 중앙부를 관통하여 배치된다. 이와 같은 회전축(20)은 구동모터(80)와 결합되어 회전한다. 그리고, 제1혼합 회전체(30)와 제2혼합 회전체(50) 및 보조 회전체(60)는 고정키(21)(22)에 의해 회전축(20)에 고정되어 회전축(20)과 일체로 회전하게 된다.

제1혼합 회전체(30)는 도 3 내지 도 6에서와 같이 설정 패턴 형상의 요철면(31)으로 이루어진 외주면을 갖는 원통체 형상으로 이루어진 것으로, 하우징(10)의 제2내부공간(13b)에 배치된다. 제1혼합 회전체(30)의 외주면은 제2내부공간(13b)을 이루는 하우징(10) 내주면과 설정간격 a만큼 이격되어 원형 띠 형상의 제1혼합통로(131)가 형성되도록 한다. 여기서 설정간격 a가 작은 수치값을 가지도록 하여 원형 띠 형상의 제1혼합통로(131)가 좁게 형성되도록 한다. 이와 같은 제1혼합 회전체(30)는 회전축(20)과 결합되어 회전하면서 제1혼합통로(131)를 통과하는 액상 원료, 공기, 첨가물질 등을 미립화시키거나 서로 혼합시키게 되는데, 제1혼합통로(131)가 좁게 형성되어 제1혼합통로(131)를 통과하는 액상 원료, 공기, 첨가물질 등이 전체적으로 회전하는 제1혼합 회전체(30)와 충돌하게 됨으로써 액상 원료, 공기, 첨가물질 등이 전체적으로 균일하게 미립화되거나 혼합된다.

본 발명의 실시예에 따른 제1혼합 회전체(30)는 도 3 내지 도 5에서와 같이 길이방향으로 하나의 열을 이루며 배치된 복수개의 돌기(311)로 된 돌기유닛(32)이 외주면 둘레를 따라 다수열을 이루는 구조의 요철면(31)을 가진다. 이와 같은 제1혼합 회전체(30)의 요철면(31)은 서로 교차 배열되는 돌기(311)와 홈(312)으로 이루어진다. 제1혼합 회전체(30)의 외주면 둘레를 따라 배열되는 돌기유닛(32)의 갯수는 도 4와 도 5에서와 같이 달라질 수 있다. 이와 같은 제1혼합 회전체(30)의 돌기유닛(32)은 외주면 상에 경사지게 형성되거나 나선 형상으로 형성되어 액상 원료가 제1혼합 회전체(30)의 요철면(31)을 원활하게 통과하도록 할 수 있다.

이와 달리 제1혼합 회전체(30)는 도 6의 (a)와 (b)에서와 같이 외주면 둘레를 따라 복수개의 요홈(313)이 이격 형성된 구조의 요철면(31')을 가질 수 있다. 이와 같은 제1혼합 회전체(30)의 요철면(31')은 복수개의 요홈(313)와 요홈(313) 사이에 형성되는 돌출라인(314)으로 이루어진다. 여기서 제1혼합 회전체(30)의 요홈(313)과 돌출라인(314)은 도 6의 (a)에서와 같이 경사지게 형성되거나, 도 6의 (b)에서와 같이 나선 형상으로 형성되어 액상 원료가 제1혼합 회전체(30)의 요철면(31')을 원활하게 통과하도록 한다.

통로 형성구(40)는 도 3 내지 도 6에서와 같이 제1혼합 회전체(30)로부터 연장형성되는 것으로, 하우징(10)의 제3내부공간(13c)에 배치된다. 이와 같은 통로 형성구(40)는 단면적이 점차 작아지는 형상으로 이루어진다. 특히 본 발명의 실시예에 따른 통로 형성구(40)는 제1혼합 회전체(30)와 일체로 이루며 절단된 원뿔 형상으로 이루어진다. 그리고 통로 형성구(40)는 단면적이 점차 작아지는 형상의 제3내부공간(13c)을 이루는 하우징(10) 내주면과의 사이에 깔때기형 띠 형상의 제2혼합통로(132)가 형성되도록 하는데, 본 발명의 실시예에 따른 제2혼합통로(132)는 단면적이 점차 작아지는 깔대기형 띠 형상으로 이루어진다. 액상 원료, 공기, 첨가물질 등은 제2혼합통로(132)에서 혼합된다. 여기서 제2혼합통로(132)로 유입되는 공기, 첨가물질을 포함하는 액상 원료의 유속은 제2혼합통로(132)의 단면적이 점차 작아지는 것에 대응하여 점차 빨라지게 되므로(베르누이의 원리), 제2혼합통로(132)에서의 액상 원료, 공기, 첨가물질 등의 혼합효율이 증대된다. 또한 본 발명의 실시예에 따른 제2혼합통로(132)는 단면적이 점차 작아지는 깔대기형 띠 형상으로 이루어지면서 좁게 형성되는 제3혼합통로(133)로 액상 원료, 공기, 첨가물질 등이 원활하게 유입될 수 있게 된다.

제2혼합 회전체(50)는 도 7 내지 도 10에서와 같이 설정 패턴 형상의 요철면(51)으로 이루어진 외주면을 갖는 원통체 형상으로 이루어진 것으로, 하우징(10)의 제4내부공간(13d)에 배치된다. 제2혼합 회전체(50)의 외주면은 제4내부공간(13d)을 이루는 하우징(10) 내주면과 설정간격 b만큼 이격되어 원형 띠 형상의 제3혼합통로(133)가 형성되도록 한다. 여기서 설정간격 b가 작은 수치값을 가지도록 하여 원형 띠 형상의 제3혼합통로(133)가 좁게 형성되도록 한다. 이와 같은 제2혼합 회전체(50)는 회전축(20)과 결합되어 회전하면서 제3혼합통로(133)를 통과하는 액상 원료, 공기, 첨가물질 등을 3차적으로 미립화시키거나 서로 혼합시키게 되는데, 제3혼합통로(133)가 좁게 형성되어 제3혼합통로(133)를 통과하는 액상 원료, 공기, 첨가물질 등이 전체적으로 회전하는 제2혼합 회전체(50)와 충돌하게 됨으로써 액상 원료, 공기, 첨가물질 등이 전체적으로 균일하게 미립화되거나 혼합된다.

본 발명의 실시예에 따른 제2혼합 회전체(50)도 제1혼합 회전체(30)와 마찬가지로 도 7 내지 도 9에서와 같이 길이방향으로 하나의 열을 이루며 배치된 복수개의 돌기(511)로 된 돌기유닛(52)이 외주면 둘레를 따라 다수열을 이루는 구조의 요철면(51)을 가진다. 이와 같은 제2혼합 회전체(50)의 요철면(51)은 서로 교차 배열되는 돌기(511)와 홈(513)으로 이루어진다. 제2혼합 회전체(50)의 외주면 둘레를 따라 배열되는 돌기유닛(52)의 갯수는 도 7과 도 8에서와 같이 달라질 수 있다. 이와 같은 제2혼합 회전체(50)의 돌기유닛(52)은 외주면 상에 경사지게 형성되거나 나선 형상으로 형성되어 액상 원료가 제2혼합 회전체(50)의 요철면(51)을 원활하게 통과하도록 할 수 있다.

이와 달리 제2혼합 회전체(50)는 도 10의 (a)와 (b)에서와 같이 외주면 둘레를 따라 복수개의 요홈(513)이 이격 형성된 구조의 요철면(51')을 가질 수 있다. 이와 같은 제2혼합 회전체(50)의 요철면(51')은 복수개의 요홈(513)와 요홈(513) 사이에 형성되는 돌출라인(514)으로 이루어진다. 여기서 제2혼합 회전체(50)의 요홈(513)과 돌출라인(514)은 도 10의 (a)에서와 같이 경사지게 형성되거나, 도 10의 (b)에서와 같이 나선 형상으로 형성되어 액상 원료가 제2혼합 회전체(50)의 요철면(51')을 원활하게 통과하도록 한다.

보조 회전체(60)는 회전축(20)의 길이방향 타단부 외주면으로 삽입되어 결합되는 것으로, 단면적이 점차 커지는 절단된 원뿔 형상으로 이루어져 하우징(10)의 제5내부공간(13e)에 배치된다. 이와 같은 보조 회전체(60)는 단면적이 점차 커지는 형상의 제5내부공간(13e)을 이루는 하우징(10) 내주면과의 사이에 깔때기형 띠 형상의 제4혼합통로(134)가 형성되도록 한다. 깔대기형 띠 형상의 제4혼합통로(134)는 제3혼합통로(133)의 설정간격 b보다 큰 크기의 폭(w)을 가지도록 형성된다. 이와 같은 깔대기형 띠 형상의 제4혼합통로(134)가 제3혼합통로(133)의 설정간격 b보다 큰 크기의 폭(w)을 가짐에 따라, 제3혼합통로(133)를 통과한 액상 원료, 공기, 첨가물질이 순간적으로 빠른 속도로 제4혼합통로(134)로 유입되어 혼합됨에 따라, 액상 원료, 공기, 첨가물질의 혼합효율이 증대된다.

링형 혼합구(70)는 원형 링 형상으로 이루어져 하우징(10)의 제6내부공간(13f)의 제5혼합통로(135)에 배치된다. 이와 같은 링형 혼합구(70)는 도 11에서와 같이 로터 블레이드(71)와 스테이터 블레이드(72)로 이루어지는데, 로터 블레이드(71)는 링 형상으로 이루어져 회전축(20)에 결합되는 것이고, 스테이터 블레이드(72)는 링 형상으로 이루어져 제6내부공간(13f)을 이루는 하우징(10)에 고정되는 것이다. 여기서 본 발명의 실시예에 따른 로터 블레이드(71)는 회전축(20)에 고정된 보조 회전체(60)에 고정되어 회전하게 된다. 로터 블레이드(71)의 외주면과 스테이터 블레이드(72)의 내주면에는 도 12의 (a)와 (b)에서와 같이 톱니형상의 혼합단(711)(721)이 형성되어 있다.

한편 본 발명의 실시예에 따른 링형 혼합구(70)는 다수개의 로터 블레이드(71)와 다수개의 스테이터 블레이드(72)로 이루어지는데, 다수개의 로터 블레이드(71)는 로터 스페이서(712)를 매개로 이격 배치되고, 다수개의 스테이터 블레이드(72)는 스테이터 스페이서(722)를 매개로 이격 배치된다. 여기서 로터 블레이드(71)의 혼합단(711)과 스테이터 블레이드(72)의 혼합단(721)이 서로 겹쳐지게 배치되면서 다수개의 스테이터 블레이드(72)가 다수개의 로터 블레이드(71) 사이에 끼워지게 된다. 이에 따라, 제6내부공간(13f)으로 유입된 액상 원료, 공기, 첨가물질 등은 서로 겹쳐져 있는 로터 블레이드(71)의 혼합단(711)과 스테이터 블레이드(72)의 혼합단(721)을 통과하면서 미립화되거나 혼합되어 배출구(12)로 이동하게 된다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 실시예에 따른 액상 원료 다단 혼합형 믹서(100)는 하우징(10)의 공급구(11)를 통해 공급될 수 있는 액상 원료, 공기, 첨가물질의 미립화와 혼합이 다단계로 수행된다.

이와 같은 본 발명의 실시예에 따른 액상 원료 다단 혼합형 믹서(100)는 하우징(10)에 분할형성되는 내부공간(13)에 요철 외주면을 갖는 제1혼합 회전체(30)와 제2혼합 회전체(50) 및 톱니형상의 혼합단(711)(721)을 갖는 로터 블레이드(71)와 스테이터 블레이드(72)가 배치되어 액상 원료와 공기, 첨가물질 간 혼합이 다단계로 수행되는 구조를 제공함에 따라, 액상 원료, 공기, 첨가물질 간의 혼합 효율이 증대되고, 특히 폴리우레탄 폼의 발포성형에 사용되는 액상 원료가 공기나 첨가물질과 혼합되는 효율이 증대되어 발포성형품의 품질증대가 도모되는 것이다.

상술한 바와 같은, 본 발명의 실시예에 따른 액상 원료 다단 혼합형 믹서를 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였지만, 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능하다는 것을 이 분야의 통상적인 기술자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.

10 : 하우징 10a : 제1분할체
10b : 제2분할체 10c : 제3분할체
10d : 제4분할체 11 : 공급구
12 : 배출구 13 : 내부공간
13a : 제1내부공간 13b : 제2내부공간
13c : 제3내부공간 13d : 제4내부공간
13e : 제5내부공간 13f : 제6내부공간
131 : 제1혼합통로 132 : 제2혼합통로
133 : 제3혼합통로 134 : 제4혼합통로
135 : 제5혼합통로 20 : 회전축
21, 22 : 고정키 30 : 제1혼합 회전체
31, 31', 51, 51' : 요철면 311, 511 : 돌기
312, 512 : 홈 32, 52 : 돌기유닛
313, 513 : 요홈 314, 514 : 돌출라인
40 : 통로 형성구 50 : 제2혼합 회전체
60 : 보조 회전체 70 : 링형 혼합구
71 : 로터 블레이드 711, 721 : 혼합단
712 : 로터 스페이서 72 : 스테이터 블레이드
722 : 스테이터 스페이서 80 : 구동모터
100 : 액상 원료 다단 혼합형 믹서

Claims

길이방향 일단부 측면에 형성되어 액상 원료가 투입되는 공급구, 상기 공급구와 연통되는 제1내부공간, 상기 제1내부공간과 이웃하여 연결되는 원통 형상의 제2내부공간, 상기 제2내부공간과 이웃하여 연결되고 단면적이 점차 작아지는 형상의 제3내부공간, 상기 제3내부공간과 이웃하여 연결되는 원통 형상의 제4내부공간, 상기 제4내부공간과 연통되어 길이방향 타단부에 형성되고, 혼합된 액상 원료가 배출되는 배출구를 갖는 하우징과;
상기 하우징을 길이방향으로 관통하여 회전가능하게 배치되되, 상기 제2내부공간, 제3내부공간, 제4내부공간, 제5내부공간의 중앙부를 관통하여 배치되는 회전축과;
설정 패턴 형상의 요철면으로 이루어진 외주면을 갖는 원통체 형상으로 이루어져 상기 하우징의 제2내부공간에 배치되되 상기 제2내부공간을 이루는 상기 하우징 내주면과 설정간격 a만큼 이격되는 외주면에 의해 원형 띠 형상의 제1혼합통로가 형성되도록 하고, 상기 회전축과 결합되어 회전하는 제1혼합 회전체와;
상기 제1혼합 회전체로부터 연장형성되되 단면적이 점차 작아지는 형상으로 이루어져 상기 하우징의 제3내부공간에 배치되고, 상기 제3내부공간을 이루는 상기 하우징 내주면과의 사이에 깔때기형 띠 형상의 제2혼합통로가 형성되도록 하는 통로 형성구 및;
설정 패턴 형상의 요철면으로 이루어진 외주면을 갖는 원통체 형상으로 이루어져 상기 하우징의 제4내부공간에 배치되되 상기 제4내부공간을 이루는 상기 하우징 내주면과 설정간격 b만큼 이격되는 외주면에 의해 원형 띠 형상의 제3혼합통로가 형성되도록 하고, 상기 회전축과 결합되어 회전하는 제2혼합 회전체를 포함하여,
상기 하우징의 공급구를 통해 공급될 수 있는 액상 원료, 공기, 첨가물질의 미립화와 혼합이 수행되도록 하는 것을 특징으로 하는 액상 원료 다단 혼합형 믹서.
제 1항에 있어서,
상기 하우징은 상기 제4내부공간과 이웃하여 연결되고 단면적이 점차 커지는 형상의 제5내부공간와, 길이방향 타단부에 형성된 배출구와 상기 제5내부공간에 연통되는 제6내부공간을 형성시키고,
상기 회전축의 길이방향 타단부 외주면으로 삽입되어 결합되고, 단면적이 점차 커지는 형상으로 이루어져 상기 하우징의 제5내부공간에 배치되고, 상기 제5내부공간을 이루는 상기 하우징 내주면과의 사이에 깔때기형 띠 형상의 제4혼합통로가 형성되도록 하는 보조 회전체와;
원형 링 형상으로 이루어져 상기 하우징의 제6내부공간에 배치되는 링형 혼합구를 포함하는 것을 특징으로 하는 액상 원료 다단 혼합형 믹서.
제 2항에 있어서,
상기 링형 혼합구는 상기 회전축에 결합되고, 링 형상으로 이루어지며, 외주면에 톱니형상의 혼합단이 형성된 로터 블레이드와;
상기 제6내부공간을 이루는 상기 하우징에 고정되고, 링 형상으로 이루어지며, 내주면에 톱니형상의 혼합단이 형성된 스테이터 블레이드로 이루어지는 것을 특징으로 하는 액상 원료 다단 혼합형 믹서.
제 3항에 있어서,
상기 링형 혼합구를 이루는 상기 로터 블레이드의 혼합단과 스테이터 블레이드의 혼합단은 서로 겹쳐지게 배치되도록 하여,
상기 제6내부공간으로 유입된 액상 원료는 서로 겹쳐져 있는 상기 로터 블레이드의 혼합단과 스테이터 블레이드의 혼합단을 통과하여 상기 배출구로 이동하게 되는 것을 특징으로 하는 액상 원료 다단 혼합형 믹서.
제 4항에 있어서,
상기 링형 혼합구는 로터 스페이서를 매개로 이격 배치되는 다수개의 로터 블레이드와;
스테이터 스페이서를 매개로 이격 배치되고, 상기 다수개의 로터 블레이드 사이에 끼워지는 다수개의 스테이터 블레이드를 구비하는 것을 특징으로 하는 액상 원료 다단 혼합형 믹서.
제 3항에 있어서,
상기 링형 혼합구의 로터 블레이드는 상기 보조 회전체에 고정되어 회전하게 되는 것을 특징으로 하는 액상 원료 다단 혼합형 믹서.
제 1항에 있어서,
상기 제1혼합 회전체와 제2혼합 회전체는 길이방향으로 하나의 열을 이루며 배치된 복수개의 돌기로 된 돌기유닛이 외주면 둘레를 따라 다수열을 이루는 구조의 요철면과, 외주면 둘레를 따라 복수개의 요홈이 이격 형성된 구조의 요철면 중에서 선택된 어느 하나를 외주면으로 갖는 것을 특징으로 하는 액상 원료 다단 혼합형 믹서.
제 2항에 있어서,
상기 깔대기형 띠 형상의 제2혼합통로는 단면적이 점차 작아지는 형상으로 이루어지는 것이고, 상기 깔대기형 띠 형상의 제4혼합통로는 상기 제3혼합통로의 설정간격 b보다 큰 크기의 폭(w)을 가지는 것임을 특징으로 하는 액상 원료 다단 혼합형 믹서.