KR102002015B1 - 수류교반기를 이용한 연속식 폴리머 자동용해장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 수류교반기를 이용한 연속식 폴리머 자동용해장치는, 폴리머가 용해되는 용해조와, 용해조에서 용해된 폴리머 용해수가 숙성되는 숙성조와, 상기 숙성조에서 숙성된 폴리머 용해수가 배출 전 저장되는 저장조와, 상기 용해조 내에서 상방으로 수류를 형성하여 폴리머 용해수를 교반시키는 수류교반기와, 상기 수류교반기에 의한 상방 수류를 하방으로 유도하여 폴리머 용해수를 상기 용해조에 체류시킬 수 있도록 상기 용해조에 설치되는 수류가이드와, 상기 저장조와 상기 용해조를 연결하는 순환관을 포함하며, 상기 폴리머 용해수가 월류하여 이동할 수 있도록 상기 용해조와 숙성조에는 상기 수류가이드보다 높은 위치에 제1월류부가 구비되며, 상기 숙성조와 저장조에는 상기 제1월류부 및 상기 저장조의 최대 저장수위보다 낮은 위치에 제2월류부가 구비되고, 상기 순환관은 상기 저장조와 상기 제2월류부와 상기 저장조의 최대 저장수위 사이에 연결된 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따르면, 폴리머 용해수가 숙성 및 저장되는 동안 침전 발생이 방지될 수 있다.

Description

수류교반기를 이용한 연속식 폴리머 자동용해장치{Automatic apparutus for dissolving polymer using stirrer}
본 발명은 수류교반기를 이용한 연속식 폴리머 자동용해장치에 관한 것으로, 특히 폴리머를 용해하여 숙성, 저장할 수 있는 수류교반기를 이용한 연속식 폴리머 자동용해장치에 관한 것이다.
일반적으로 폴리머(Polymer)는 주로 오폐수 처리공정에 탈수용 약품(고분자 응집제)으로 사용된다. 이때 폴리머는 일정 농도로 물에 용해시킨 후 숙성시킨 다음 공급한다.
대한민국 등록특허 제10-1063767호(등록일자:2011년9월2일)는 폴리머 용해장치에 대하여 개시되어 있다. 개시된 선행특허를 살펴보면, 종래 폴리머 용해장치는 용해탱크와 저장탱크에 각각 교반기가 설치되어 용해된 폴리머가 용해탱크에서 저장탱크로 이송되는 동안 새로운 교반이 불가한 점을 개선하기 위해, 제1,제2저장탱크에 각각 교반기가 설치된 구성이되, 제1,제2저장탱크에서 각각 용해 및 저장공정이 이루어지게 하여 용해된 폴리머 이동에 따른 시간 손실을 방지하고자 한다.
그러나 상술한 선행특허를 포함하여 종래의 폴리머 용해장치는 용해공정시 교반기가 필요하며 아물러 숙성공정에서도 침전 방지를 위해 교반기에 의한 교반이 요구되기 때문에 전체적인 설비가 복잡하며 최소한 2대의 교반기를 운영함에 따라 상당한 운영비용 또한 무시하기 어려운 문제점이 있다.
대한민국 등록특허공보 제10-1063767호 (등록일자 : 2011년 9월 2일)
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 하나의 교반기로 폴리머를 용해함과 아울러 숙성 및 저장시 침전을 방지할 수 있는 수류교반기를 이용한 연속식 폴리머 자동용해장치를 제공하는 데 목적이 있다.
상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명에 따른 수류교반기를 이용한 연속식 폴리머 자동용해장치는, 폴리머가 용해되는 용해조와, 용해조에서 용해된 폴리머 용해수가 숙성되는 숙성조와, 상기 숙성조에서 숙성된 폴리머 용해수가 배출 전 저장되는 저장조와, 상기 용해조 내에서 상방으로 수류를 형성하여 폴리머 용해수를 교반시키는 수류교반기와, 상기 수류교반기에 의한 상방 수류를 하방으로 유도하여 폴리머 용해수를 상기 용해조에 체류시킬 수 있도록 상기 용해조에 설치되는 수류가이드와, 상기 저장조와 상기 용해조를 연결하는 순환관을 포함하며, 상기 폴리머 용해수가 월류하여 이동할 수 있도록 상기 용해조와 숙성조에는 상기 수류가이드보다 높은 위치에 제1월류부가 구비되며, 상기 숙성조와 저장조에는 상기 제1월류부 및 상기 저장조의 최대 저장수위보다 낮은 위치에 제2월류부가 구비되고, 상기 순환관은 상기 저장조와 상기 제2월류부와 상기 저장조의 최대 저장수위 사이에 연결된 것을 특징으로 한다.
상기 수류교반기는 상기 용해조 밖에 설치되는 모터와, 상기 용해조 내 하부에 설치되는 임펠러 하우징과, 상기 임펠러 하우징 내부에 설치되며 상기 모터와 회전축으로 연결되는 임펠러를 포함하며, 상기 임펠러 하우징은 그 하측부에 상기 폴리머 및 그 희석수를 공급하는 공급관과 상기 순환관이 연결되며 그 상측부에 임펠러가 위치되고 적어도 상측부가 상측으로 갈수록 점차 좁아지는 구조로 형성되어 상기 임펠러가 위치되는 수류형성부와, 상기 수류형성부의 상측에 일정 높이로 설치되어 상기 수류형성부와 연통되며 상단이 개방된 구조로 형성되어 상기 임펠러에 의해 형성된 수류를 상기 용해조의 상방으로 안내하는 수류안내부를 포함한다.
상기 모터는 상기 용해조의 상측에 설치되며, 상기 수류가이드는 상기 임펠러 하우징의 상측에 위치되어 상기 모터의 회전축에 결합되며, 저면이 상기 모터의 회전축으로부터 바깥둘레로 갈수록 상측을 향하는 경사면으로 형성된다.
상기 저장조에 상하방향으로 설치되어 저장조 내 수위를 높이별로 감지하는 복수개의 레벨센서와, 상기 복수개의 레벨센서에 의해 감지된 저장조 내 수위에 따라 상기 수류교반기의 운전을 제어하는 제어부를 더 포함한다.
본 발명에 따른 수류교반기를 이용한 연속식 폴리머 자동용해장치는 폴리머 용해수를 월류방식에 의해 자연적으로 유동시키며, 용해조와 저장조를 순환관으로 연결하여 용해조 내 교반기로 숙성조 및 저장조 내 침전발생도 방지할 수 있기 때문에 전체적인 설비 구조가 보다 간소해질 수 있으며, 운영비용 또한 줄일 수 있다.
또한 본 발명은 폴리머 용해수가 공정이 진행됨에 따라 자연적으로 월류하여 이동되기 때문에 폴리머 용해수의 이송을 위한 구성 및 동력을 생략할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수류교반기를 이용한 연속식 폴리머 자동용해장치의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수류교반기를 이용한 연속식 폴리머 자동용해장치의 임펠러 하우징 평단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 수류교반기를 이용한 연속식 폴리머 자동용해장치의 운전제어계통을 보여주는 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 수류교반기를 이용한 연속식 폴리머 자동용해장치의 용해공정시 구성도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 수류교반기를 이용한 연속식 폴리머 자동용해장치의 숙성공정시 구성도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 수류교반기를 이용한 연속식 폴리머 자동용해장치의 휴지기시 순환공정 구성도이다.
첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하면 다음과 같다.
도 1 내지 도 6을 참조하면 본 발명에 따른 수류교반기를 이용한 연속식 폴리머 자동용해장치는, 폴리머 공급부(10)와, 용해조(20a)와, 숙성조(20b)와, 저장조(20c)와, 수류교반기(30)와, 수류가이드(40)와, 순환관(50)과, 저장조용 레벨센서(60,62,64,66)와, 제어부(70)를 포함한다.
폴리머 공급부(10)는 폴리머를 용해조(20a)에 공급할 때 액상 또는 분말 형태로 제공할 수 있다. 예컨대 도시된 바와 같이 액상의 폴리머를 공급하는 경우, 폴리머 공급부(10)는 액상의 원액 폴리머가 저장되는 원액조(12)와, 원액 폴리머와 희석수가 이송되는 호퍼(hopper;14)와, 원액조(12) 내 원액 폴리머를 호퍼(14)를 이송시키는 원액펌프(13)와, 희석수를 호퍼(14)로 이송시키는 희석수 공급유닛(16)과, 공급관(11)을 포함하여 구성될 수 있다. 원액조(12)의 내부에는 모터(15b)에 의해 회전하는 임펠러(15a)가 설치되어, 원액을 교반시킬 수 있다. 원액조(12) 내부에는 원액조(12) 내 수위를 감지할 수 있도록 원액조용 레벨센서(18a,18b,18c,18d)가 상하방향을 따라 복수 개 설치될 수 있다. 원액조(12)의 하부에는 드레인 밸브(drain valve ; 19a)가 설치된 드레인 파이프(19b)가 연결될 수 있다. 희석수 공급유닛(16)은 원액 폴리머와 희석수를 혼합하여 폴리머 용해수를 필요 농도로 정량 용해하여 정밀한 용해 농도를 보장할 수 있도록 유량계(16a) 및 압력스위치(16b), 감압변(16c) 그리고 용수제어밸브(16d)를 포함할 수 있다. 공급관(11)은 입구측이 호퍼(14)와 연결되며 출구측이 용해조(20a)를 관통하여 수류교반기(30)의 임펠러 하우징(36)에 연결되어, 호퍼(14)로부터 원액 폴리머 및 그 희석수를 임펠러 하우징(36)으로 안내한다.
용해조(20a)는 호퍼(14)로부터 공급된 폴리머와 희석수가 혼합되어 폴리머가 필요 농도로 용해되는 공간을 제공한다. 숙성조(20b)는 용해조(20a)로부터 폴리머 용해수가 공급되며 휴지기때 폴리머 용해수의 숙성시간을 확보할 수 있는 공간을 제공한다. 저장조(20c)는 폴리머 용해수의 순간 사용량을 소화하기 위해 용해,숙성공정을 완료한 폴리머 용해수를 배출 전 일시적으로 저장하는 일정 공간을 제공한다.
용해조(20a)와 숙성조(20b), 저장조(20c)는 구조적으로 분리될 수도 있으나, 도시된 바와 같이 폴리머 용해수의 월류가 용이토록 일체형으로 형성될 수 있다. 즉 용해조(20a)와 숙성조(20b), 저장조(20c)는 하나의 챔버(20)를 격벽으로 공간 분할하여 구성할 수 있다. 이때 하나의 챔버(20)에 상술한 원액조(12)도 함께 구성할 수 있다. 예컨대 사각형 챔버(20) 내에 3개의 격벽, 즉 제1,제2,제3격벽(22,24,26)을 일정 거리를 두고 일렬로 구성하여 폴리머의 처리공정 순으로 일렬로 원액조(12)와 용해조(20a), 숙성조(20b), 저장조(20c)를 구성할 수 있다.
제1격벽(22)은 원액조(12)와 용해조(20a)를 구조적으로 완전히 차단하여 원액조(12)와 용해조(20a) 사이에서 폴리머가 직접 이송되지 않게 한다.
제2격벽(24)은 용해조(20a)와 숙성조(20b)를 구획하되, 용해조(20a) 내 폴리머 용해수가 숙성조(20b)로 월류(overflow)할 수 있도록 제1월류부(28)가 구비된다. 제1월류부(28)는 폴리머 용해수가 용해조(20a)에서 충분한 시간동안 체류하면서 수류교반기(30)에 의해 교반된 다음 용해조(20a) 상부까지 차오르면 제1격벽(22)을 월류할 수 있도록 제1격벽(22)의 상측부에 구비될 수 있다. 특히 제1월류부(28)는 수류가이드(40)에 의한 수류 하방 안내를 방해하지 않도록 수류가이드(40)보다는 높게 위치될 수 있다. 이러한 제1월류부(28)는 제1격벽(22)에 홀을 형성하여 구성되거나 제1격벽(22)의 높이를 용해조(20a)의 높이보다 낮게 구성하여 제1격벽(22)의 상단과 용해조(20a)의 상면 사이에 일정 공간을 형성할 수도 있다.
제3격벽(26)은 숙성조(20b)와 저장조(20c)를 구획한다. 제3격벽(26)은 챔버(20) 높이와 동일할 수도 있고, 도시된 바와 같이 제2격벽(24)처럼 챔버(20)보다는 낮은 높이로 구성되어 챔버(20)의 상면과의 사이에 일정 공간을 형성할 수도 있다. 다만 제3격벽(26)은 폴리머 용해수가 제3격벽(26)의 상단을 월류하지 못할 높이로 형성되는 것이 바람직하다.
제3격벽(26)에는 제2월류부(29)가 구비될 수 있다. 제2월류부(29)는 숙성조(20b)와 저장조(20c)를 공간적으로 연결하여 숙성조(20b) 내 폴리머 용해수가 저장조(20c)로 월류될 수 있게 한다. 제2월류부(29)는 제1월류부(28) 및 상기 저장조(20c)의 최대 저장수위보다는 낮은 위치에 구성될 수 있다. 제2월류부(29)는 숙성조(20b)에서 폴리머 용해수의 숙성시간이 충분히 확보될 수 있도록 챔버(20)의 바닥으로부터 일정 높이에 구성될 수 있다. 바람직하게는 제2월류부(29)는 제3격벽(26)의 중간쯤에 위치될 수 있다. 따라서 숙성조(20b)에서 폴리머 용해수가 숙성되고 나면 숙성조(20b)의 수위 상승과 동시에 저장조(20c)의 수위도 같이 상승하여 폴리머 용해수를 배출하여 사용할 수 있다. 이러한 제2월류부(29)는 제3격벽(26) 중간에 홀처럼 형성된다.
용해조(20a) 및 숙성조(20b), 저장조(20c)의 하부에는 각각 드레인 밸브(101,102,103)가 설치된 드레인 파이프(100)가 연결될 수 있다.
저장조(20c)는 저장조(20c) 내 폴리머 용해수를 탈수기 등 처리공정에 공급할 수 있도록 폴리머 용해수 배출부가 연계된다. 폴리머 용해수 배출부(120)는 저장조와 탈수기 등 처리공정을 연결하여 폴리머 용해수를 안내하는 배출 라인(110)이 포함된다. 배출 라인(110)은 저장조(20c)의 하부에 연결될 수 있다. 배출 라인(110)에는 배출 밸브(112) 및, 배출 펌프(114), 그리고 유량계(116) 등이 설치되어 폴리머 용해수의 정량 배출을 제어할 수 있다.
수류교반기(30)는 용해조(20a) 내에서 상방으로 수류를 형성하여 폴리머 용해수를 교반시키는 것으로, 모터(32)와, 임펠러(34)와, 임펠러 하우징(36)을 포함할 수 있다.
모터(32)는 용해조(20a) 밖에 설치되는데, 특히 상하 일렬로 설치되는 임펠러(34)와 수류가이드(40)를 고려하여 바람직하게는 용해조(20a)의 상측에 설치될 수 있다. 모터(32)의 회전축(31)은 용해조(20a)의 상측면을 관통하여 용해조(20a) 내부에 상하로 길게 설치될 수 있다.
임펠러(34)는 임펠러 하우징(36) 내부에 위치되며 모터(32)의 회전축(31)에 일체로 회전될 수 있도록 결합된다. 임펠러(34)는 회전하면서 수류를 용해조(20a) 내 상측으로 이송시킬수 있다면 어떠한 구조이든 무방하다.
임펠러 하우징(36)은 용해조(20a) 내 수류를 상하로 고르게 순환시킬 수 있도록 용해조(20a) 내 하부에 고정,설치될 수 있다. 임펠러 하우징(36)은 임펠러(34)에 의한 상방 수류를 안내할 수 있도록 수류형성부(35)와, 수류안내부(37)를 포함할 수 있다.
수류형성부(35)는 임펠러 하우징(36)의 하부를 이루는 것으로, 바닥면은 막혀 있고, 상면은 수류안내부(37)와 공간적으로 연결될 수 있도록 개방된다. 수류형성부(35)의 하측부에는 공급관(11)과 순환관(50)이 연결되어 임펠러(34)보다 낮은 높이에 위치될 수 있다. 수류형성부(35)의 상측부에는 임펠러(34)가 회전 가능토록 위치될 수 있다. 수류형성부(35)는 적어도 상측부가 상측으로 갈수록 점차 좁아지는 구조로 형성된다. 따라서 수류형성부(35) 하부의 넓은 부위로 들어오는 폴리머와 그 희석수가 임펠러(34)에 의해 수류형성부(35)의 좁은 상부로 압송될 때, 수류 속도가 빨라짐으로써 수류형성부(35)의 넓은 하부로 유입되는 폴리머와 그 희석수의 흡입력을 높일 수 있다.
수류형성부(35)에는 수류교반기(30)에 의해 교반시 사이클론 상승류가 형성될 수 있다. 즉 수류형성부(35)는 원통형으로 형성되고, 공급관(11)의 출구는 수류형성부(35)와 수류형성부(35)의 원주접선방향으로 연결되되, 수류교반기(30)에 의한 수류 회전방향으로 분출 가능토록 연결될 수 있다. 아울러 공급관(11)의 출구에는 분출 속도를 높일 수 있는 분사 노즐(11a)이 설치될 수 있다. 분사 노즐(11a)은 상승류 형성이 용이토록 상측을 향해 일정 각도 경사진 상태로 설치될 수 있다. 아울러 공급관(11)의 출구와 마찬가지로 순환관(50)의 출구 또한 사이클론 형성이 용이토록 설치될 수 있다.
수류안내부(37)는 임펠러 하우징(36)의 상부를 이루는 것으로, 수류형성부(35) 및 용해조(20a)의 내부와 공간적으로 연결될 수 있도록 바닥면 및 상면 모두 개방된다. 수류안내부(37)는 임펠러(34)에 의해 형성되는 수류를 용해조(20a)의 상측부까지 안내할 수 있도록 수류형성부(35)의 상측에 일정 높이로 설치된다. 수류안내부(37)는 수류형성부(35)의 상단과 연결되는 하부가 상측으로 갈수록 점진적으로 넓어지다가 그 면적이 일정해지는 형상일 수 있다. 이처럼 수류형성부(35)와 수류안내부(37)의 면적 변화에 의해 임펠러 하우징(36)의 외측면에는 수류형성부(35)와 수류안내부(37) 사이에 노치(notch)같이 파인 곳(36a)이 형성되어 난류를 형성할 수 있기 때문에 폴리머 용해수가 보다 더 원활히 용해되며 용해조(20a)에서 충분한 시간동안 체류할 수 있다.
수류가이드(40)는 용해조(20a) 내부에 설치되어 수류교반기(30)에 의한 상방 수류가 바로 제1월류부(28)를 통해 월류하지 않도록 하방으로 유도하여 폴리머 용해수가 용해조(20a)에 충분한 시간동안 체류하면서 교반될 수 있게 한다. 이러한 수류가이드(40)는 임펠러 하우징(36)의 상측에 위치되되, 제1월류부(28)보다는 낮은 위치에 설치된다. 수류가이드(40)는 모터(32)의 회전축(31)에 결합되어 수류교반기(30)에 의해 지지될 수 있다. 이때 수류가이드(40)는 모터(32)의 회전축(31)과 일체로 회전되면서 회전 수류를 형성할 수도 있고, 모터(32)의 회전축(31)과의 사이에 베어링을 개재하여 모터(32)의 회전축(31)의 회전 유무와 상관없이 고정될 수 있다. 수류가이드(40)는 임펠러(34)에 의한 상방 수류를 막을 수 있도록 원반 등 판 형태로 형성될 수 있다. 이때 수류가이드(40)는 용해조(20a) 내 폴리머 용해수가 수류가이드(40)와 용해조(20a)의 내벽 사이 공간을 통해 제1월류부(28)로 유동 가능토록 용해조(20a) 내 단면보다는 작은 크기로 형성된다. 수류가이드(40)의 저면(40a)은 모터(32)의 회전축(31)으로부터 바깥둘레로 갈수록 상측을 향해 일정 각도 경사진 경사면으로 형성된다. 이에 따라서 수류가이드(40)에 의해 상방 수류를 하방으로 유도시 유동저항을 줄일 수 있으며, 임펠러 하우징(36) 바깥쪽으로 유도할 수 있다. 수류가이드(40)의 상면(40b)은 모터(32)의 회전축(31)으로부터 바깥둘레로 갈수록 하측을 향해 일정 각도 경사진 경사면으로 형성될 수 있다.
순환관(50)은 저장조(20c)와 용해조(20a)를 연결하여 저장조(20c) 내 폴리머 용해수를 다시 용해조(20a)로 순환시키되, 저장조(20c) 내 폴리머 용해수가 바로 소비되지 않고 장시간 저장 중일 때 침전이 생기는 것을 방지한다. 이를 위해 순환관(50)은 저장조(20c)에 막 저장되는 폴리머 용해수를 바로 순환관(50)을 통해 용해조(20a)로 순환시키는 것은 낭비이고, 저장조(20c)의 순간 소비량 소화 기능을 상실할 수 있는 바, 제2월류부(29)보다는 높은 위치에서 저장조(20c)와 연결된다. 또한 순환관(50)은 저장조(20c) 내 저장시간이 길어지면 주기적으로 순환이 가능토록 저장조(20c)의 최대 저장수위보다는 낮은 위치에서 저장조(20c)와 연결된다. 순환관(50)은 입출구 간 높이차에 따른 수직부(52)와, 수류의 수평 이동을 안내하는 수평부(54)로 나뉠 수 있다. 바람직하게는 수직부(52)는 수평관의 입구 측(즉 저장조(20c) 측)에 위치되고, 수평부(54)는 수평관의 출구 측(즉 용해조(20a) 측)에 위치되어 수류교반기(30)에 의해 순환관(50)에 형성되는 흡입력 부하를 줄일 수 있다. 순환관(50)의 내벽에는 교반을 돕는 난류, 와류가 형성될 수 있도록 돌기 또는 나선형 가이드(40) 등이 구성될 수 있다. 순환관(50)은 숙성조(20b)를 관통하여 챔버(20)의 내부에 설치될 수도 있고, 챔버(20)의 외부에 설치될 수도 있다.
저장조용 레벨센서(60,62,64,66)는 저장조(20c) 내 폴리머 용해수의 수위를 높이별로 감지할 수 있도록 저장조(20c)에 상하방향을 따라 복수개 설치될 수 있다. 바람직하게는 저장조용 레벨센서(60,62,64,66)는 제2월류벽 높이쯤에서 저장조(20c) 내 수위를 감지하는 최저수위 레벨센서(LL;60)와, 제2월류벽과 순환관(50) 연결지점 사이의 중간 높이쯤에서 저장조(20c) 내 수위를 감지하는 저수위 레벨센서(L;62)와, 순환관(50) 연결지점 높이쯤에서 저장조(20c) 내 수위를 감지하는 고수위 레벨센서(H;64)와, 저장조(20c) 내 최대 저장수위를 감지하는 최고수위 레벨센서(HH;66)로 구성될 수 있다.
제어부(70)는 복수개의 저장조용 레벨센서(60,62,64,66)에 의해 감지된 저장조(20c) 내 수위에 따라 수류교반기(30)의 운전을 제어한다. 아울러 제어부(70)는 폴리머 공급부(10)의 운전 및 폴리머 용해수 배출부(120)의 운전 또한 제어할 수 있다.
한편 제어부(70)와 연계되는 운전정보기록부(80)가 더 포함될 수 있다. 운전정보기록부(80)는 제어부(70)에 의해 제어되는 수류교반기(30)의 운전 정보와 폴리머 공급부(10)의 운전 정보, 폴리머 용해수 배출부(120)의 운전 정보 등을 기록할 수 있다. 운전정보기록부(80)는 폴리머 원액량이나 희석수량, 농도, 용해 시간, 숙성 시간, 그리고 현재 운행 공정 등을 숫자나 문자 등으로 기록할 수 있다. 또한 운전정보기록부(80)는 블랙박스 등에 의해 영상으로 운전정보를 기록할 수도 있다.
운전정보기록부(80)에 기록된 운전정보는 통신부(90)를 통해 설정된 통신주소, 예컨대 스마트폰 등의 관리자 통신단말기(92) 또는 외부 관리서버(94)로 송출할 수 있다. 통신부(90)는 기록된 운전정보를 주기적으로 또는 관리자 요청시마다 송출할 수 있다. 따라서 관리자는 본 발명에 따른 수류교반기를 이용한 연속식 폴리머 자동용해장치의 운전이력을 관리하고, 고객센터 서비스 관리 등에 활용할 수도 있다.
이하 상기와 같이 구성되는 본 발명의 일 실시예에 따른 수류교반기를 이용한 연속식 폴리머 자동용해장치의 작용효과에 대해서 자세히 설명하기로 한다.
도 4를 참조하는 바와 같이, 저장조용 레벨센서(60,62,64,66)에 의해 감지된 저장조(20c) 내 폴리머 용해수의 수위가 저장조(20c)의 최대저장수위보다 낮으면, 폴리머 공급부(10)를 통해 폴리머와 그 희석수가 공급관(11)을 통해 임펠러 하우징(36)에 공급된다. 아울러 수류교반기(30)의 모터(32)가 구동되어 임펠러(34)가 회전된다. 이때 저장조용 레벨센서(60,62,64,66)에 의해 감지된 저장조(20c) 내 수위에 따라 폴리머와 희석수의 공급량이나 공급속도가 조절될 수도 있으며, 임펠러(34)의 회전속도가 조절될 수도 있다.
임펠러 하우징(36)에 폴리머 및 그 희석수가 공급되고 임펠러(34)가 회전되면, 임펠러 하우징(36) 내에 상방 수류가 형성되어 임펠러 하우징(36)에 공급된 폴리머 및 그 희석수가 교반되면서 임펠러 하우징(36)의 상측으로 이송될 수 있다. 임펠러 하우징(36)의 상측으로 배출되는 상방 수류는 수류가이드(40)에 부딪쳐서 임펠러 하우징(36) 바깥쪽으로 향하면서 하방으로 방향 전환하여 유동된다. 따라서 용해조(20a) 내 체류시간이 길어질 수 있고, 용해조(20a) 내에 폴리머의 용해를 돕는 난류 내지 와류가 왕성하게 형성될 수 있다.
도 5를 참조하는 바와 같이, 용해조(20a) 내 수위가 점차 높아지다가 제1월류부(28)에 도달하면, 용해조(20a) 내 상층수가 자연적으로 제1월류부(28)를 통해 제1격벽(22)을 월류하여 숙성조(20b)로 넘어간다.
숙성조(20b)로 넘어간 폴리머 용해수는 숙성조(20b) 내 수위가 제2월류부(29)에 도달하기 전까지 숙성조(20b)에서 머물면서 숙성시간을 갖는다.
숙성조(20b) 내 수위가 제2월류부(29)에 도달하면, 숙성조(20b) 내 폴리머 용해수가 또한 자연스럽게 제2월류부(29)를 통해 저장조(20c)로 월류한다. 이때 저장조(20c)의 배출밸브가 닫혀 있다면 저장조(20c) 내 폴리머 용해수는 저장조(20c)에서 숙성 및 대기시간을 갖고, 저장조(20c)의 배출밸브가 열리면 바로 저장조(20c)로부터 배출된다.
저장조(20c) 내 저장수위가 순환관(50) 연결지점까지 도달되면, 저장조(20c) 내 폴리머 용해수가 자연적으로 순환관(50)으로 월류하여 넘어간다.
저장조(20c) 내 저장수위가 최대 저장수위에 도달되면, 폴리머 공급부(10)의 운전이 정지되어 폴리머 및 희석수의 공급이 중단되고, 수류교반기(30)의 운전 또한 정지되어 임펠러(34)가 정지되면서 휴지기를 갖게 된다.
도 6을 참조하는 바와 같이, 휴지기 동안에는 주기적으로 수류교반기(30)가 운전된다. 그러면 임펠러(34)의 회전에 의해 순환관(50)에 흡입력이 발생되고, 따라서 저장조(20c) 내 폴리머 용해수가 순환관(50)을 통해 임펠러 하우징(36)으로 흡입되었다가 용해조(20a)로 배출되고, 이에 의해 용해조(20a) 수위가 상승됨에 따라 용해조(20a) 내 상층수가 숙성조(20b)로 넘어가고, 또한 숙성조(20b) 내 폴리머 용해수가 저장조(20c)로 넘어가며, 다시 저장조(20c) 내 폴리머 용해수가 순환관(50)으로 순환된다. 이와 같이 폴리머 용해수가 순환관(50)을 통해 용해조(20a)와 숙성조(20b), 저장조(20c)를 주기적으로 순환하고, 임펠러(34)에 의해 다시 교반될 수 있기 때문에 휴지기 동안 폴리머의 침전이 발생되지 않게 방지될 수 있다. 수류교반기(30)는 임펠러(34)의 회전속도 등 용해공정운전과 휴지기공정운전이 같을 수도 있고, 다를 수도 있다. 이때 휴지기에 저장조(20c) 내 폴리머 용해수가 배출되어 저장조(20c) 내 저장수위가 순환관(50) 연결지점보다 낮아지면, 수류교반기(30)의 휴지기공정운전이 중단된다. 그리고 저장조(20c) 내 저장수위가 낮아지면, 휴지기가 끝나고 다시 폴리머 용해 및 숙성공정을 위한 정상운전이 시작된다. 즉 저장조용 레벨센서(60,62,64,66)에 의해 감지되는 저장조(20c) 내 저장수위에 따라 비례공급을 원칙으로 연속적으로 정상운전과 휴지기가 자동으로 진행된다.
상기한 바와 같은, 본 발명의 실시예들에서 설명한 기술적 사상들은 각각 독립적으로 실시될 수 있으며, 서로 조합되어 실시될 수 있다. 또한, 본 발명은 도면 및 발명의 상세한 설명에 기재된 실시예를 통하여 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다. 따라서, 본 발명의 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.
10; 폴리머 공급부 20; 챔버
20a; 용해조 20b; 숙성조
20c; 저장조 22; 제1격벽
24; 제2격벽 26; 제3격벽
28; 제1월류부 29; 제2월류부
30; 수류교반기 34; 임펠러
36; 임펠러 하우징 40; 수류가이드
50; 순환관 70; 제어부
80; 운전정보기록부 90; 통신부
92; 관리서버 94; 관리자 통신단말기

Claims (4)

  1. 폴리머가 용해되는 용해조와, 용해조에서 용해된 폴리머 용해수가 숙성되는 숙성조와, 상기 숙성조에서 숙성된 폴리머 용해수가 배출 전 저장되는 저장조와, 상기 용해조 내에서 상방으로 수류를 형성하여 폴리머 용해수를 교반시키는 수류교반기와, 상기 수류교반기에 의한 상방 수류를 하방으로 유도하여 폴리머 용해수를 상기 용해조에 체류시킬 수 있도록 상기 용해조에 설치되는 수류가이드와, 상기 저장조와 상기 용해조를 연결하는 순환관을 포함하며;
    상기 폴리머 용해수가 월류하여 이동할 수 있도록 상기 용해조와 숙성조에는 상기 수류가이드보다 높은 위치에 제1월류부가 구비되며, 상기 숙성조와 저장조에는 상기 제1월류부 및 상기 저장조의 최대 저장수위보다 낮은 위치에 제2월류부가 구비되고;
    상기 순환관은 상기 저장조와 상기 제2월류부와 상기 저장조의 최대 저장수위 사이에 연결된 것을 특징으로 하는 수류교반기를 이용한 연속식 폴리머 자동용해장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 수류교반기는 상기 용해조 밖에 설치되는 모터와, 상기 용해조 내 하부에 설치되는 임펠러 하우징과, 상기 임펠러 하우징 내부에 설치되며 상기 모터와 회전축으로 연결되는 임펠러를 포함하며;
    상기 임펠러 하우징은 그 하측부에 상기 폴리머 및 그 희석수를 공급하는 공급관과 상기 순환관이 연결되며 그 상측부에 임펠러가 위치되고 적어도 상측부가 상측으로 갈수록 점차 좁아지는 구조로 형성되어 상기 임펠러가 위치되는 수류형성부와, 상기 수류형성부의 상측에 일정 높이로 설치되어 상기 수류형성부와 연통되며 상단이 개방된 구조로 형성되어 상기 임펠러에 의해 형성된 수류를 상기 용해조의 상방으로 안내하는 수류안내부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 수류교반기를 이용한 연속식 폴리머 자동용해장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 모터는 상기 용해조의 상측에 설치되며;
    상기 수류가이드는 상기 임펠러 하우징의 상측에 위치되어 상기 모터의 회전축에 결합되며, 저면이 상기 모터의 회전축으로부터 바깥둘레로 갈수록 상측을 향하는 경사면으로 형성된 것을 특징으로 하는 수류교반기를 이용한 연속식 폴리머 자동용해장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 저장조에 상하방향으로 설치되어 저장조 내 수위를 높이별로 감지하는 복수개의 레벨센서와, 상기 복수개의 레벨센서에 의해 감지된 저장조 내 수위에 따라 상기 수류교반기의 운전을 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수류교반기를 이용한 연속식 폴리머 자동용해장치.
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