KR101838152B1 - 교반장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 설치공간의 높이를 최소화 할 수 있고, 교반 효율을 높일 수 있는 교반장치에 관한 것이다.
본 발명의 교반장치는 교반용기; 상기 교반용기에 담긴 교반대상물질을 기체를 이용하여 유동시켜 교반될 수 있도록 하는 기체공급수단을 포함하는 교반장치를 제공한다.

Description

교반장치{APPARATUS FOR AGITATING}
본 발명은 교반장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 설치공간의 높이가 비교적 낮아도 설치가 가능하고, 교반 효율성을 높일 수 있는 교반장치에 관한 것이다.
일반적으로 교반장치는 2종류 이상의 물질을 균일하게 혼합할 수 있도록 하는데 사용되고 있다.
이러한 교반장치는 통상적으로 교반 대상 물질이 담기는 교반용기와, 이 교반용기에 담긴 물질에 유동운동을 일으키기 위하여 구동력을 발생하는 모터와, 교반용기 내부 중앙부에 수직으로 설치되고 모터의 구동에 의하여 회전하는 회전축과, 이 회전축의 둘레방향을 따라서 설치되는 다수의 임펠러를 포함한다.
교반장치의 작동은 모터의 구동에 의하여 회전축이 회전하면 이와 동시에 임펠러도 같이 회전하면서 교반용기 내부의 물질을 유동시켜 교반시키게 된다.
교반장치에 사용되는 임펠러는 여러 가지 형태의 것이 사용되고 있는데, 교반대상 물질의 종류에 따라서 회전형, 프로펠러형, 터빈형 등을 선택적으로 사용할 수 있다.
회전형 임펠러는 점성도가 낮아 밀도차가 작은 액체-액체의 교반이나, 액체-고체의 혼합에 주요 사용되고 있고, 프로펠러형 임펠러는 점성도가 중간 정도인 소량액 또는 저점성도의 대량액을 혼합하는데 사용되고 있고, 터빈형 임펠러는 밀도차가 큰 액체-액체 및 고체-액체 등의 혼합에 사용되고 있다.
그러나 이와 같은 종래의 교반장치는 예를 들어 염산 등을 다른 물질과 교반할 경우, 임펠러 및 회전축이 염산에 의하여 부식되는 문제가 발생한다.
이렇게 임펠러 및 회전축이 부식되면 교반이 효율적으로 이루어지지 않으므로 임펠러 및 회전축을 새로운 것으로 주기적으로 교체해야 한다.
또한 종래의 교반장치는 임펠러의 회전에 의하여 물질을 교반하는 구조이므로 교반 효율이 떨어지는 단점이 있다.
또한 임펠러를 회전시키기 위한 모터 및 감속기 등을 교반용기의 상부 쪽에 설치해야하므로 일정한 높이의 설치공간이 필요하다. 따라서 천장이 낮은 경우에는 교반장치의 설치가 불가능하며, 모터 및 감속기 등의 점검 및 수리 등이 매우 불편하다.
한국공개특허공보 제2013-0060513호
본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 본 발명의 목적은 설치공간의 높이를 최소화 할 수 있고, 교반 효율을 높일 수 있는 교반장치를 제공하는데 있다.
본 발명이 제안하는 교반장치는 교반용기; 상기 교반용기에 담긴 교반대상물질을 기체를 이용하여 유동시켜 교반될 수 있도록 하는 기체공급수단을 포함하는 교반장치를 제공한다.
상기 교반용기 내부에는 기체공급부에 의하여 교반대상물질이 유동할 때 와류를 발생시키는 배플이 형성되고, 이 배플은 교반용기의 내측면을 따라서 하나 또는 두 개 이상 설치된다. 상기 배플은 FRP재질로 이루어진다.
상기 기체공급수단은 기체공급부와, 상기 기체공급부의 기체를 이송시키는 이송관로와, 상기 이송관로로 이송된 기체를 교반용기 내부의 교반대상물질로 공급하는 공급관로로 구성된다.
상기 기체공급부는 블로워 또는 진공펌프 중에서 어느 하나로 이루어지고, 상기 블로워는 링블로워로 이루어진다.
상기 이송관로 및 공급관로에는 댐퍼가 설치되고, 상기 댐퍼는 기체의 풍량조절 및 역류를 방지할 수 있도록 구성된다.
상기 이송관로 및 공급관로는 합성수지로 이루어지고, 상기 공급관로는 분기관로로 이루어지며, 이 분기관로의 끝단부는 교반용기의 상부 쪽과 하부 쪽으로 기체가 각각 공급될 수 있도록 설치된다.
상기 분기관로의 끝단부는 서로 다른 방향으로 위치하여 교반용기에서 교반대상물질의 상부 쪽과 하부 쪽이 서로 다른 방향으로 유동될 수 있도록 구성된다.
상기 교반용기에는 교반된 물질을 외부로 배출하기 위하여 배출관로와, 교반용기 내부에서 발생된 가스를 외부로 배기시키는 배기관로가 연결된다.
본 발명에 의한 교반장치는 교반용기에 담긴 교반대상물질을 기체를 이용하여 교반할 수 있으므로 교반을 빠르게 진행할 수 있다.
또한 교반용기 내부에 배플이 설치되어 교반대상물질이 교반되면서 와류를 형성하여 교반을 더욱 빠르고 효율적으로 할 수 있다.
그리고 교반을 위한 모터와 회전축 등이 필요 없고 교반용기에 기체를 공급하기 위한 관로만 연결하면 되므로 설치공간을 최소화 할 수 있고, 점검 및 유지보수가 간편하다. 또한 교반용기 내부로 기체를 분출하는 공급관로는 2개로 분기되어 교반용기의 상부 및 하부 쪽으로 위치하면서 서로 반대 방향으로 기체가 각각 분출될 수 있도록 구성되어 교반대상물질은 상부 쪽과 하부 쪽이 서로 반대 방향으로 유동하면서 교반되어 교반 효율성을 높일 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 교반장치의 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 교반장치를 구성하는 교반용기의 사시도이다.
도 3은 도 2의 평면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 교반장치에 제공된 교반용기의 내부를 설명하기 위한 확대도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 교반장치의 구성도이고, 도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 교반장치에 제공된 교반용기의 사시도 및 평면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 교반장치에 제공된 교반용기의 내부를 설명하기 위한 확대도이다.
도시되 바와 같이 본 발명에 따른 교반장치는 교반용기(2)와, 상기 교반용기(2)에 담긴 교반대상물질을 기체를 이용하여 유동시키기 위한 기체공급수단을 포함한다.
상기 교반용기(2)는 내부에 교반대상 물질이 담갈 수 있도록 공간부를 갖는 원통형의 형상으로 이루어질 수 있다. 또 교반용기(2)는 밀폐된 상태로 이루어지면서 상부 쪽에는 개폐 가능한 뚜껑(미도시)이 형성되어 교반대상물질을 투입할 수 있도록 형성된다.
이러한 교반용기(2) 내부에는 기체공급수단에 의하여 교반대상물질이 유동하면서 교반될 때 와류를 발생시키는 배플(4)이 형성된다. 이 배플(4)은 유동하는 교반대상물질이 부딪히면 방향이 변환되면서 교반이 더욱 효율적으로 이루어지도록 하는 역할을 한다.
배플(4)은 직사각형 형상의 패널로 이루어질 수 있으며, 교반용기(2)의 내벽을 따라서 길이방향으로 위치하도록 일측면이 교반용기(2)의 내벽에 고정 설치될 수 있다.
또한 배플(4)은 교반대상물질이 유동하면서 발생되는 유동에너지에 의하여 변형 및 파손되는 것을 방지할 수 있도록 FRP(Fiberglass Reinforced Plastics 유리 섬유 강화 플라스틱) 으로 이루어지는 것이 바람직하다.
배플(4)이 FRP 재질로 이루어지면 교반대상 물질 중에 예를 들면 염산과 같이 부식성이 강한 물질이 포함된 경우에도 배플이 부식되는 것을 방지할 수 있다.
이러한 배플(4)은 교반용기(2) 내측면을 따라서 1개 또는 두 개 이상이 설치될 수 있으며, 효율적인 교반을 위하여 2개 이상 설치된 것이 바람직하다. 본 실시 예에서는 4개의 배플(4)이 일정한 간격을 유지하며 설치되어 교반대상물질이 교반될 때 지속적으로 와류를 일으키면서 교반되어 교반시간을 단축할 수 있도록 되어있다.
한편, 교반대상물질을 유동시키는 기체공급수단은 기체공급부(6)와, 상기 기체공급부(6)의 기체를 이송시키는 이송관로(L1)와, 상기 이송관로(L1)로 이송된 기체를 교반용기(2) 내부의 교반대상물질로 공급하는 공급관로(L2)를 포함한다.
기체공급부(6)는 기체에 압력을 가해 송출하는 블로워 또는 진공펌프가 사용될 수 있다.
블로워는 링블로워를 사용하는 것이 좋은데, 그 이유는 통상적으로 사용되고 있는 루츠 블로워에 비하여 높은 풍량 및 풍압을 제공할 수 있고, 설치 및 유지관리가 용이하면서 소음 및 진동이 적은 장점이 있다.
상기 진공펌프는 일반적으로 사용되고 있는 것을 이용할 수 있으므로 상세한 설명은 생략한다.
이러한 기체공급부(6)의 기체를 이송시키는 이송관로(L1)에는 댐퍼(8)가 더 설치될 수 있다.
댐퍼(8)는 공급관로(L2)를 통하여 교반용기(2)로 공급되는 기체의 풍량조절 및 기체의 역류를 방지할 수 있도록 구성된다.
댐퍼(8)에 제공된 기체의 역류방지 기능은 예를 들어 교반용기(2)에서 교반대상 물질 중에 염산과 같이 부식성이 강한 물질이 포함된 경우, 염산가스가 공급관로(L2)를 따라서 역류하면서 기체공급부(6)를 부식시킬 수 있으므로 이를 방지하기 위한 것이다.
댐퍼(8)에 제공된 풍량조절 및 역류방지 기능은 통상적인 댐퍼에 제공된 기술을 이용할 수 있으므로 상세한 설명은 생략한다.
기체공급부(6)의 기체는 이송관로(L1)를 통하여 이송된 후 공급관로(L2)를 통하여 교반용기(2) 내부로 공급되어 교반대상물질을 교반할 수 있도록 되어있다.
이와 같이 본 발명에 따른 교반장치는 교반용기(2)에 담긴 교반대상물질을 기체를 이용하여 교반할 수 있으므로 교반을 빠르고 효율적으로 할 수 있으며, 종래와 같이 교반을 위한 모터와 감속기 및 회전축 등이 필요 없고, 교반용기(2)에 기체를 공급하기 위한 이송관로(L1) 및 공급관로(L2)를 연결하면 되므로 설치공간을 최소화 할 수 있으면서 교반장치의 점검 및 유지보수를 간편하게 할 수 있다.
공급관로(L2)는 분기관로로 형성되어 이중 하나의 끝단부는 교반용기(2) 내부의 상부 쪽으로 위치되고, 다른 하나의 끝단부는 교반용기(2) 내부의 하부 쪽으로 위치된다. 즉, 공급관로(L2)는 2개의 관로로 분기되면서 교반용기(2)의 상부 쪽 및 하부 쪽에서 기체가 각각 분출될 수 있도록 그 각각의 끝단부 위치가 다른 높이로 위치한다.
공급관로(L2)에는 이송관로(L1)에 설치된 댐퍼(8)와 동일한 구조의 또 다른 댐퍼(10)가 설치되어 풍량조절 및 역류방지 기능을 할 수 있도록 되어있다.
그리고 이러한 공급관로(L2)의 각 끝단부의 방향은 교반대상물질이 상부 및 하부에서 서로 다른 방향으로 유동될 수 있도록 서로 다른 방향으로 위치된다.
이에 따라 공급관로(L2)를 통하여 교반용기(2) 내부로 분출되는 기체의 흐름은 서로 반대 방향으로 분출되어 교반대상물질을 상부 쪽과 하부 쪽은 서로 반대 방향으로 유동하면서 교반되어 교반이 더욱 잘 이루어질 수 있다. 즉, 공급관로(L2)의 상부 쪽에서 분출되는 공기는 교반물질을 시계 반대방향으로 유동시키도록 분출되고, 공급관로(L2)의 하부 쪽에서 분출되는 공기는 교반물질을 시계방향으로 유동시키도록 분출된다.
이와 같이 공급관로(L2)를 통하여 교반용기(2) 내부로 배출되는 기체의 흐름은 상부와 하부가 서로 반대 방향으로 분출되어 교반대상물질을 상부 쪽과 하부 쪽은 서로 반대 방향으로 유동하면서 교반되어 교반이 더욱 잘 이루어질 수 있다.
공급관로(L2)는 교반용기(2) 내부에 서포트(12)로 고정되어 설치된 상태를 고정할 수 있도록 되어있다.
상기 이송관로(L1) 및 공급관로(L2)는 바람직하게는 합성수지로 이루어진 것을 사용할 수 있는데, 이에 따라 교반용기(2)에서 교반되는 교반대상 물질 중에 염산과 같이 부식성이 강한 물질이 포함되어 있어도 관로(L1)(L2)들이 부식되는 것을 방지할 수 있다.
또한 상기 교반용기(2)의 하부에는 교반된 물질을 외부로 배출하기 위한 배출관로(L3)가 연결되고, 교반용기(2) 상부에는 교반용기(2)에서 교반대상물질을 교반할 때 생성된 가스등을 외부로 배기시키는 배기관로(L4)가 연결된다.
배출관로(L3) 상에는 모터펌프(14)가 더 연결되어 교반용기(2) 내부에서 교반이 완료된 물질을 신속하게 외부로 배출시킬 수 있도록 구성된다.
그리고 기체공급부(6), 공급관로(L2) 및 이송관로(L1)에 설치된 댐퍼(8)(10)와 배출관로(L3)에 설치된 모터펌프(14)들은 도시되지 않은 제어부와 전기적으로 연결되어 제어부의 제어에 의하여 교반장치를 컨트롤 할 수 있도록 구성된다.
상기와 같은 본 발명에 따른 교반장치는 예를 들면 서로 다른 2종류 이상의 액상의 물질을 교반할 때 사용할 수 있으며, 다음과 같아 교반대상물질들을 교반할 수 있다.
먼저 교반용기(2) 내부에 교반대상물질을 투입한 후 교반용기(2)를 밀폐한다.
그리고 제어부(미도시)를 조작하여 기체공급부(6)를 구동시키면, 기체공급부(6)에서 기체를 소정의 압력으로 이송관로(L2)로 이송시킨 후, 계속하여 분기관로로 이루어진 공급관로(L2)를 거쳐 교반용기(2) 내부로 분출된다.
이렇게 공급관로(L2)에서 분출되는 기체는 교반용기(2) 내부의 상부 및 하부 쪽으로 분출되어 교반대상물질은 상부 쪽과 하부 쪽은 서로 반대 방향으로 유동하면서 교반하게 된다.
이때 교반대상물질이 교반될 때 교반용기(2) 내부에 설치된 배플(4)에 의하여 교반대상물질은 와류를 일으키면서 유동되어 교반이 더욱 잘 이루어지게 된다.
교반대상물질을 교반하면서 교반대상물질에 따라서 가장 적합한 상태로 교반이 이루어질 수 있도록 제어부를 조작하여 공급관로(L2) 및 이송관로(L1)에 설치된 댐퍼(8)(10)를 제어하여 적정량의 기체를 공급하면 된다.
또한 교반대상물질 중에 예를 들면 염소가 사용될 경우, 교반대상물질이 교반되면서 발생된 염소가스는 배기관로(L4)를 통하여 교반용기(2) 외부로 배기된다.
교반작업이 완료되면 제어부의 제어에 의하여 배출관로(L3)에 설치된 모터펌프(14)를 구동시켜 교반용기(2) 내부의 교반된 물질을 외부로 인출하면 된다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예가 예시를 목적으로 설명되어 있으나 이에 제한되지는 않으며, 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 내에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것도 가능하다.
2: 교반용기 4: 배플
6: 기체공급부 8, 10: 댐퍼
12: 서포트 14: 모터펌프
L1: 이송관로 L2: 공급관로
L3: 배출관로 L4: 배기관로

Claims (14)

  1. 교반용기;
    상기 교반용기에 담긴 교반대상물질을 기체를 이용하여 유동시켜 교반될 수 있도록 하는 기체공급수단;
    을 포함하고,
    상기 기체공급수단은 기체공급부와, 상기 기체공급부의 기체를 이송시키는 이송관로와, 상기 이송관로로 이송된 기체를 교반용기 내부의 교반대상물질로 공급하는 공급관로로 구성되고,
    상기 공급관로는 2개의 관로로 분기된 분기관로로 이루어지고,
    상기 분기관로 중 어느 하나의 분기관로 끝단부는 교반용기의 상부 쪽으로 위치하고, 다른 하나의 분기관로 끝단부는 교반용기의 하부 쪽으로 위치하고,
    상기 2개의 분기관로의 각 끝단부는 서로 다른 방향으로 기체가 분출되도록 형성되어 분기관로에서 기체가 분출되면 교반대상물질의 상부 쪽과 하부 쪽이 서로 반대 방향으로 유동될 수 있도록 구성된 교반장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 교반용기 내부에는 상기 기체공급수단에 의하여 교반대상물질이 유동할 때 와류를 발생시키는 배플이 형성된 것을 특징으로 하는 교반장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 배플은 교반용기의 내측면을 따라서 하나 또는 두 개 이상 설치된 것을 특징으로 하는 교반장치.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 배플은 FRP재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 교반장치.
  5. 삭제
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 기체공급부는 블로워 또는 진공펌프 중에서 어느 하나로 이루어진 것을 특징으로 하는 교반장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 블로워는 링블로워로 이루어진 것을 특징으로 하는 교반장치.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 이송관로 및 공급관로에는 댐퍼가 설치된 것을 특징으로 하는 교반장치.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 댐퍼는 기체의 풍량조절 및 역류를 방지할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 교반장치.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 이송관로 및 공급관로는 합성수지로 이루어진 것을 특징으로 하는 교반장치.
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 청구항 1에 있어서,
    상기 교반용기에는 교반된 물질을 외부로 배출하기 위하여 배출관로와, 교반용기 내부에서 발생된 가스를 외부로 배기시키는 배기관로가 연결된 것을 특징으로 하는 교반장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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