KR102133575B1 - 냉각기능이 구비된 반응기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 액상 또는 분상의 화학물질을 일정 온도와 압력을 이용한 반응을 일으켜 목적물질을 생산하는 반응공간이 내부에 구비된 본체; 상기 본체의 상부측에 배치되어 상기 반응공간과 연통되고 상기 목적물질의 생산과정에서 기화된 상기 목적물질의 일부를 회수하는 콘덴서; 및 상기 본체와 상기 콘덴서 사이에 형성되어 상기 본체의 상부측에 배치되고, 상기 목적물질의 생산과정에서 발생되는 부산물로서 찌꺼기가 상기 본체의 내면에 적층되거나 달라붙는 것을 방지하고 상기 찌꺼기가 상기 본체의 내면에 적층되거나 달라붙기 전에 냉각 액화시켜 상기 본체의 바닥면측으로 낙하하여 다음 반응에서 재사용할 수 있도록, 상기 일정 온도보다 낮은 온도의 냉매를 통류시켜 상기 본체의 상부를 냉각시키는 냉각 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각기능이 구비된 반응기에 관한 것이다.

Description

냉각기능이 구비된 반응기{REACTOR WITH COOLING FUNCTION}

본 발명은 냉각기능이 구비된 반응기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 냉각기능을 통하여 유지 관리 및 점검 등 작업의 편의를 대폭적으로 향상시킬 수 있도록 한 냉각기능이 구비된 반응기에 관한 것이다.

등록특허 제10-1666634호를 포함한 일반적인 반응기(10)는 도 5와 같이 액상 및 분체의 화학물질을 온도와 압력을 이용한 반응을 일으켜 목적 물질을 생성하는 장치이다.

일정 온도 이상이 되면 제품은 기체화하여 반응기(10) 위로 상승하며 콘덴서(20)를 통해 회수하여 차후 재사용하거나 바로 다시 반응기(10)로 떨어져 목적물질로서 제품으로 사용될 수 있다.

이 경우 화학물질의 반응과정 중에서 일부가 기화되어 상승하면서 반응기(10) 표면에 점착되거나 부착되는 현상이 발생하므로 기존의 반응기와 같이 반응기(10) 내부에 코일 형상의 파이프(30)를 감아 냉각수를 흘려보내 반응기(10) 내벽에 들러붙기 전에 냉각시켜 떨어뜨리는 효과를 얻을 수 있다.

하지만, 기존의 반응기(10)는 작업 이후 다른 제품의 생산을 위하여 기존의 반응물질을 청소하는데 많은 어려움이 있었다.

즉, 기존의 반응기(10)는 맨홀(40)을 통해 고압세척기(이하 미도시)를 투입하여 파이프(30)와 파이프 고정용 앵글(31)을 청소하지만, 이러한 찌꺼기를 완벽하게 청소하여 제거하는 것이 힘들었다.

이로 인하여 기존의 반응기(10)는 차후 다른 물질의 반응에 기존의 찌꺼기가 함께 반응하여 제품의 품질이 떨어지거나 불량이 발생하는 치명적인 문제에 직면하게 되었다.

또한 기존의 반응기(10)는 오랜 사용후 유지 보수시에도 많은 어려움이 있었다.

즉, 기존의 반응기(10)를 유지 보수코자 하면, 반응기(10)의 일측에 구비된 맨홀(40)을 열고 반응기(10)의 내부로 들어가 파이프(30)를 절단하거나 분해하여 철거후 새로이 제작한 파이프를 맨홀(40)을 통해 집어넣는 일련의 번거로운 작업이 협소하며 위험한 반응기(10) 내부에서 이루어져야 하는 문제가 있었다.

또한, 기존의 반응기(10)는 반응 작업 도중 파이프(30)나 또는 파이프(30)의 연결부위에 누설이 발생하였을 때 제품에 냉매로서 냉각수를 포함한 물질이 혼입되어 오염됨으로 인하여 품질이 저하되거나 폐기처분해야 하는 상황이 발생할 수도 있었던 것이다.

등록특허 제10-1666634호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 발명된 것으로, 냉각기능을 통하여 유지 관리 및 점검 등 작업의 편의를 대폭적으로 향상시킬 수 있도록 하는 냉각기능이 구비된 반응기를 제공하기 위한 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 액상 또는 분상의 화학물질을 일정 온도와 압력을 이용한 반응을 일으켜 목적물질을 생산하는 반응공간이 내부에 구비된 본체; 상기 본체의 상부측에 배치되어 상기 반응공간과 연통되고 상기 목적물질의 생산과정에서 기화된 상기 목적물질의 일부를 회수하는 콘덴서; 및 상기 본체와 상기 콘덴서 사이에 형성되어 상기 본체의 상부측에 배치되고, 상기 목적물질의 생산과정에서 발생되는 부산물로서 찌꺼기가 상기 본체의 내면에 적층되거나 달라붙는 것을 방지하고 상기 찌꺼기가 상기 본체의 내면에 적층되거나 달라붙기 전에 냉각 액화시켜 상기 본체의 바닥면측으로 낙하하여 다음 반응에서 재사용할 수 있도록, 상기 일정 온도보다 낮은 온도의 냉매를 통류시켜 상기 본체의 상부를 냉각시키는 냉각 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각기능이 구비된 반응기를 제공할 수 있다.

여기서, 상기 냉각 유닛은 상기 본체의 개방된 상면 가장자리에 대하여 탈착 가능하게 결합되어 상기 반응공간의 기밀을 유지하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 냉각 유닛은 상기 본체의 개방된 상면 가장자리에 대하여 회동 가능하게 결합되어 상기 반응공간의 기밀을 유지하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 냉각 유닛은, 상기 본체의 개방된 상면을 마감하도록 원호 형상의 단면을 가진 내벽과 외벽을 구비하여 상기 내벽과 상기 외벽 사이에 상기 냉매가 유통되는 통류 공간을 구비한 냉각 재킷을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 냉각 유닛은, 상기 냉각 재킷의 일측에 구비되어 상기 통류 공간과 연통되고, 상기 냉매가 유입되는 제1 포트와, 상기 냉각 재킷의 타측에 구비되어 상기 통류 공간과 연통되고, 상기 통류 공간을 유통한 상기 냉매가 배출되는 제2 포트를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

아울러, 상기 냉각 유닛은, 상기 반응공간의 상부측에 배치되어 상기 본체에 내장되며 외부로부터 공급되는 냉각수를 상기 반응공간의 상부측으로 분사시키는 복수의 냉각노즐을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 구성의 본 발명에 따르면, 다음과 같은 효과를 도모할 수 있다.

우선, 본 발명은 액상 또는 분상의 화학물질을 일정 온도와 압력을 이용한 반응을 일으켜 목적물질을 생산하는 반응공간이 내부에 구비된 본체; 본체의 상부측에 배치되어 반응공간과 연통되고 목적물질의 생산과정에서 기화된 목적물질의 일부를 회수하는 콘덴서; 및 본체와 콘덴서 사이에 형성되어 본체의 상부측에 배치되고, 목적물질의 생산과정에서 발생되는 부산물로서 찌꺼기가 본체의 내면에 적층되거나 달라붙는 것을 방지하고 찌꺼기가 본체의 내면에 적층되거나 달라붙기 전에 냉각 액화시켜 본체의 바닥면측으로 낙하하여 다음 반응에서 재사용할 수 있도록, 일정 온도보다 낮은 온도의 냉매를 통류시켜 본체의 상부를 냉각시키는 냉각 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하여, 냉각기능의 구현에 따른 본체 내벽의 찌꺼기 형성을 미연에 방지하여 다음 반응공정시 목적물질인 제품의 획득율을 높일 수 있을 것이다.

무엇보다도 본 발명은 기존의 반응기와 비하여 코일 형태의 파이프가 없이 냉각 재킷 형태로 제공되므로 냉각 효과를 높임은 물론, 파이프나 파이프 앵글과 같은 불필요한 부품들을 생략하여 청소나 유지보수 관리에 따른 제반 작업의 편의를 대폭적으로 향상시킬 수 있게 될 것이다.

또한, 본 발명에 따른 냉각 유닛은, 반응공간의 상부측에 배치되어 본체에 내장되며 외부로부터 공급되는 냉각수를 반응공간의 상부측으로 분사시키는 복수의 냉각노즐을 더 구비함으로써 냉각 재킷의 내측 상면에 남아있을 우려가 있는 이물질 또한 효과적으로 제거할 수 있게 될 것이다.

아울러, 본 발명에 따른 냉각 유닛은 통류 공간이 본체의 반응 공간과 별개로 격리된 공간이므로, 혹시나 통류 공간 내부의 냉매가 누설되더라도 반응 공간의 제품 생산을 위한 반응 과정에는 전혀 영향을 미치지 않으므로 제품의 불량 발생 자체를 미연에 방지할 수 있게 될 것이다.

무엇보다도 본 발명에 따르면, 맨홀을 열고 작업자가 들어가 협소한 공간에서 위험한 작업을 수행해야만 했던 기존의 반응기와 달리, 모든 유지 보수 및 관리 작업을 본체의 외부에서 실시할 수 있다는 점에서 작업자의 안전을 확보할 수 있다는 특장점을 지닌다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각기능이 구비된 반응기의 전체적인 내부 구조를 도시한 측단면 개념도
도 2 내지 도 4는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 냉각기능이 구비된 반응기의 주요부인 냉각 유닛의 구조를 도시한 부분 측단면 개념도
도 5는 기존의 반응기의 전체적인 내부 구조를 도시한 측단면 개념도

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다.

그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예로 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이다.

본 명세서에서 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.

그리고 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

따라서, 몇몇 실시예에서, 잘 알려진 구성 요소, 잘 알려진 동작 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다.

또한, 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭하고, 본 명세서에서 사용된(언급된) 용어들은 실시예를 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다.

본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함하며, '포함(또는, 구비)한다'로 언급된 구성 요소 및 동작은 하나 이상의 다른 구성요소 및 동작의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다.

또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.

이하, 첨부된 도면을 참고로 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명한다.

참고로, 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각기능이 구비된 반응기의 전체적인 내부 구조를 도시한 측단면 개념도이며, 도 2 내지 도 4는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 냉각기능이 구비된 반응기의 주요부인 냉각 유닛(300)의 구조를 도시한 부분 측단면 개념도이다.

본 발명은 도시된 바와 같이, 콘덴서(200)가 구비된 본체(100)에 냉각 유닛(300)이 구비된 구조의 실시예를 적용할 수 있을 것이다.

우선, 본체(100)는 액상 또는 분상(粉狀)의 화학물질을 일정 온도와 압력을 이용한 반응을 일으켜 목적물질을 생산하는 반응공간(101)이 내부에 구비된 것이다.

또한, 콘덴서(200)는 본체(100)의 상부측에 배치되어 반응공간(101)과 연통되고 목적물질의 생산과정에서 기화된 목적물질의 일부 또는 대부분을 회수하는 것이다.

아울러, 냉각 유닛(300)은 본체(100)와 콘덴서(200) 사이에 형성되어 본체(100)의 상부측에 배치되고, 목적물질의 생산과정에서 발생되는 부산물로서 찌꺼기가 본체(100)의 내면에 적층되거나 달라붙는 것을 방지하기 위하여 마련된 것이다.

즉, 냉각 유닛(300)은 찌꺼기가 본체(100)의 내면에 적층되거나 달라붙기 전에 냉각 액화시켜 본체(100)의 바닥면측으로 낙하하여 다음 반응에서 재사용할 수 있도록, 일정 온도보다 낮은 온도의 냉매를 통류시켜 본체(100)의 상부를 냉각시키는 것이다.

본 발명은 상기와 같은 실시예의 적용이 가능하며, 다음과 같은 다양한 실시예의 적용 또한 가능함은 물론이다.

우선, 본체(100) 상부측, 즉 냉각 유닛(300)중 후술할 냉각 재킷(300j)의 상면에는 내부 점검을 위한 반응공간(101)과 연통하는 맨홀(400)을 더 구비할 수도 있을 것이다.

한편, 본체(100)는, 도 1과 같이 반응 공정의 촉진을 위하여 냉각 유닛(300)의 외측 상부에 장착되어 구동력을 발생시키는 구동모터(102)와, 구동모터(102)에 장착되어 본체(100)의 바닥면에 근접하게 연장되는 구동축(103)과, 구동축(103)의 외주면을 따라 장착되어 구동축(103)과 연동 회전하며 화학물질을 교반시키는 복수의 교반 블레이드(104)를 더 구비할 수 있을 것이다.

또한, 본체(100)는 구동축(103)의 하단부에 장착되고 원호 형상의 단면을 가진 본체(100)의 바닥면 형상에 대응하는 하단부 가장자리를 가지며, 목적물질의 생성을 위하여 최초에 본체(100)에 투입된 화학물질이나, 냉각 유닛(300)에 의하여 액화되어 본체(100)의 바닥면으로 낙하한 재사용 가능한 물질이, 본체(100)의 바닥면에 눌러붙지 않도록 교반시키는 바닥 블레이드(105)를 더 구비할 수도 있을 것이다.

한편, 냉각 유닛(300)은 본체(100)의 개방된 상면 가장자리에 대하여 탈착 가능하게 결합되어 반응공간(101)의 기밀을 유지할 수 있을 것이다.

아울러, 냉각 유닛(300)은 본체(100)의 개방된 상면 가장자리에 대하여 회동 가능하게 결합되어 반응공간(101)의 기밀을 유지할 수도 있을 것이다.

한편, 냉각 유닛(300)은 도 2와 같이, 본체(100)의 개방된 상면을 마감하도록 원호 형상의 단면을 가진 내벽과 외벽을 구비하여 내벽과 외벽 사이에 냉매가 유통되는 통류 공간(300s)을 구비한 냉각 재킷(300j)을 포함하는 구조의 실시예를 적용할 수 있을 것이다.

여기서, 냉각 유닛(300)은, 냉각 재킷(300j)의 일측에 구비되어 통류 공간(300s)과 연통되고, 냉매가 유입되는 제1 포트(301)와, 냉각 재킷(300j)의 타측에 구비되어 통류 공간(300s)과 연통되고, 통류 공간(300s)을 유통한 냉매가 배출되는 제2 포트(302)를 더 구비할 수 있다.

이때, 냉각 유닛(300)은, 다시 도 1을 참조하여 살펴보면, 냉각 효율의 향상을 위하여, 반응공간(101)의 상부측에 배치되어 본체(100)에 내장되며 외부로부터 공급되는 냉각수를 반응공간(101)의 상부측으로 분사시키며 냉각수 배관(308)과 연결된 복수의 냉각노즐(307)을 더 구비할 수도 있음은 물론이다.

한편, 냉각 재킷(300j)은, 다시 도 2를 참조하여 더욱 구체적으로 살펴보면, 제1, 2 재킷 형성편(310, 320)과 마감편(330)을 포함하는 구조의 실시예를 적용할 수 있을 것이다.

우선, 제1 재킷 형성편(310)은 본체(100)의 개방된 상면을 덮도록 원호 형상의 단면을 가진 제1 천장면(311)과, 제1 천장면(311)의 가장자리를 따라 연장되어 본체(100)의 개방된 상면 가장자리와 연결되는 제1 통 격벽(312)을 포함하는 것이다.

또한, 제2 재킷 형성편(320)은 제1 천장면(311) 및 제1 통 격벽(312)과 각각 일정 거리 이격하여 제1 재킷 형성편(310)의 상부측 및 제1 재킷 형성편(310)의 외측에 배치된 것이다.

즉, 제2 재킷 형성편(320)은 원호 형상의 단면을 가진 제2 천장면(321)과, 제2 천장면(321)의 가장자리를 따라 연장되어 제1 통 격벽(312)의 외주면과 마주보는 내주면을 가진 제2 통 격벽(322)을 포함하는 것이다.

또한, 마감편(330)은 제1 통 격벽(312) 및 제2 통 격벽(322) 각각의 하단부 가장자리를 상호 연결하는 원판 링 형상의 부재이다.

따라서, 통류 공간(300s)은 제1 재킷 형성편(310)과 제2 재킷 형성편(320) 및 마감편(330)에 의하여 형성됨을 알 수 있다.

한편, 제1 포트(301)는, 도 2(a)와 같이 제2 천장면(321)에 형성되어 통류 공간(300s)과 연통되고 냉매가 유입되도록 하거나, 도 2(b)와 같이 제2 통 격벽(322)에 형성되어 통류 공간(300s)과 연통되고 냉매가 유입되도록 할 수 있을 것이다.

또한, 제2 포트(302)는, 도 2(a)와 같이 제2 통 격벽(322)에 형성되어 통류 공간(300s)과 연통되고 통류 공간(300s)을 유통한 냉매가 배출되도록 하거나, 도 2(b)와 같이 제2 천장면(321)에 형성되어 통류 공간(300s)과 연통되고 통류 공간(300s)을 유통한 냉매가 배출되도록 할 수도 있을 것이다.

한편, 냉각 재킷(300j)은, 도 3과 같이 통류 공간(300s)에 복수로 배치되어 제1 포트(301)로부터 유입되어 제2 포트(302)로 배출되는 냉매의 유로를 지그재그 또는 미로 형상으로 형성시켜 냉매의 유동을 지체시키는 유동지체 수단(340)을 더 구비할 수도 있을 것이다.

여기서, 유동지체 수단(340)은, 통류 공간(300s)을 복수로 분할하여 지그재그 또는 미로 형상으로 제1 포트(301)와 제2 포트(302)를 상호 연통시키는 복수의 지체 격벽(341, 342)을 포함할 수 있다.

이때, 유동지체 수단(340)은 제2 천장면(321)에 고정되는 상단부 가장자리와 제1 천장면(311)으로부터 일정 거리 이격되는 하단부 가장자리를 가지는 제1 지체 격벽(341)과, 제1 천장면(311)에 고정되는 하단부 가장자리와 제2 천장면(321)으로부터 일정 거리 이격되는 상단부 가장자리를 가지는 제2 지체 격벽(342)이 평행하게 반복하여 배치되는 패턴을 형성하는 것이다.

이러한 유동지체 수단(340)은, 냉매가 통류 공간(300s)을 유동함에 있어서, 제1 지체 격벽(341)과 제2 지체 격벽(342)에 의하여 지그재그 또는 미로 형상으로 제1 포트(301)와 제2 포트(302)를 서로 연통시키도록 형성되는 냉매의 유로를 따라 그 유동이 지체되도록 함으로써, 통류 공간(300s) 내에서의 전열 면적을 증대시키고 냉각수의 유동을 좀 더 지체시킴으로써 냉각 효과를 높이기 위하여 마련된 기술적 수단이라 할 수 있다.

유동지체 수단(340)은 기존의 반응기(10, 이하 도 5 참조)에 구비된 코일 형상의 파이프(30)와 달리 전열면적을 늘려 냉각 효과를 높이면서도, 혹시나 통류 공간(300s)에 누설이 발생하더라도, 통류 공간(300s)이 누설이 본체(100)의 반응 공간(101)과 완전히 분리되어 있으므로, 누설된 물질이 반응 공간(101)으로 혼입되어 오염될 우려는 없다 할 수 있다.

한편, 냉각 재킷(300j)은, 도 4와 같이 통류 공간(300s)에 내장되며 제1 천장면(311)과 제2 천장면(321) 사이에 배치되고 원호 형상의 단면을 가진 중간 천장면(351)과, 통류 공간(300s)에 내장되며 중간 천장면(351)의 가장자리를 따라 연장되어 제1 통 격벽(312)과 제2 통 격벽(322) 사이에 배치되는 중간 통 격벽(352)을 포함하는 중간 구획편(350)을 더 구비할 수도 있을 것이다.

여기서, 중간 구획편(350)에 의하여 통류 공간(300s)은 상부측의 제1 통류 분할 공간(300a)과, 하부측의 제2 통류 분할 공간(300b)으로 구획된다.

이때, 냉각 재킷(300j)은, 제3, 4, 5, 6 포트(303, 304, 305, 306)를 더 구비할 수도 있을 것이다.

우선, 제3 포트(303)는 도 4(a)와 같이 제2 천장면(321)에 형성되거나 도 4(b)와 같이 제2 통 격벽(322)에 형성되어 제1 통류 분할 공간(300a)과 연통되고, 냉매 중 일부인 제1 냉매(이하 실선 화살표 참조)가 유입되는 것이다.

그리고, 제4 포트(304)는 도 4(a)와 같이 제2 통 격벽(322)에 형성되거나 도 4(b)와 같이 제2 천장면(321)에 형성되어 제1 통류 분할 공간(300a)과 연통되고, 제1 통류 분할 공간(300a)을 유통한 제1 냉매가 배출되는 것이다.

또한, 제5 포트(305)는 도 4(a)와 같이 제1 통 격벽(312)에 형성되거나 도 4(b)와 같이 제1 천장면(311)에 형성되어 제2 통 격벽(322) 및 제2 천장면(321)을 관통하여 외부측으로 연결됨과 동시에 제2 통류 분할 공간(300b)과 연통되고, 냉매 중 일부인 제2 냉매(이하 점선 화살표 참조)가 유입되는 것이다.

아울러, 제6 포트(306)는 도 4(a)와 같이 제1 천장면(311)에 형성되거나 도 4(b)와 같이 제1 통 격벽(312)에 형성되어 제2 천장면(321) 및 제2 통 격벽(322)을 관통하여 외부측으로 연결됨과 동시에 제2 통류 분할 공간(300b)과 연통되고, 제2 통류 분할 공간(300b)을 유통한 제2 냉매가 배출되는 것이다.

도 4와 같은 제1 냉매 및 제2 냉매의 유로 구조는, 반응공간(101) 내부의 온도가 매우 높은 고온 환경일 경우, 도 1 내지 도 3의 실시예에서 냉매가 유입되는 제1 포트(301) 부근의 냉매 온도에 비하여 냉매가 배출되는 제2 포트(302) 부근의 냉매 온도가 매우 높게 상승하게 되어 소기의 냉각 효과를 달성할 수 없을 때, 냉각 부하를 어느 정도 저감하면서 냉각 효과를 높이고자 마련된 구조라 하겠다.

즉, 제3 포트(303)와 제4 포트(304)와 제5 포트(305) 및 제6 포트(306)의 구조는, 제1 냉매 또는 제2 냉매가 유입되는 제3 포트(303) 또는 제5 포트(305) 부근의 온도와, 제1 냉매 또는 제2 냉매가 배출되는 제4 포트(304) 또는 제6 포트(306) 부근의 온도 차이를 줄임으로써 냉각 부하를 줄이고 냉각 효과를 일정 수준으로 끌어올리고자 마련된 것이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 냉각기능이 구비된 반응기의 작용 및 효과에 대하여 다음과 같이 살펴보고자 한다.

우선, 본 발명은 액상 또는 분상의 화학물질을 일정 온도와 압력을 이용한 반응을 일으켜 목적물질을 생산하는 반응공간(101)이 내부에 구비된 본체(100); 본체(100)의 상부측에 배치되어 반응공간(101)과 연통되고 목적물질의 생산과정에서 기화된 목적물질의 일부를 회수하는 콘덴서(200); 및 본체(100)와 콘덴서(200) 사이에 형성되어 본체(100)의 상부측에 배치되고, 목적물질의 생산과정에서 발생되는 부산물로서 찌꺼기가 본체(100)의 내면에 적층되거나 달라붙는 것을 방지하고 찌꺼기가 본체(100)의 내면에 적층되거나 달라붙기 전에 냉각 액화시켜 본체(100)의 바닥면측으로 낙하하여 다음 반응에서 재사용할 수 있도록, 일정 온도보다 낮은 온도의 냉매를 통류시켜 본체(100)의 상부를 냉각시키는 냉각 유닛(300)을 포함하는 것을 특징으로 하여, 냉각기능의 구현에 따른 본체(100) 내벽의 찌꺼기 형성을 미연에 방지하여 다음 반응공정시 목적물질인 제품의 획득율을 높일 수 있을 것이다.

무엇보다도 본 발명은 기존의 반응기와 비하여 코일 형태의 파이프가 없이 냉각 재킷(300j) 형태로 제공되므로 냉각 효과를 높임은 물론, 파이프나 파이프 앵글과 같은 불필요한 부품들을 생략하여 청소나 유지보수 관리에 따른 제반 작업의 편의를 대폭적으로 향상시킬 수 있게 될 것이다.

또한, 본 발명에 따른 반응공간(101)의 상부측에 배치되어 본체(100)에 내장되며 외부로부터 공급되는 냉각수를 반응공간(101)의 상부측으로 분사시키는 복수의 냉각노즐(307)을 더 구비함으로써 냉각 재킷(300j)의 내측 상면에 남아있을 우려가 있는 이물질 또한 효과적으로 제거할 수 있게 될 것이다.

아울러, 본 발명에 따른 냉각 유닛(300)은 통류 공간(300s)이 본체(100)의 반응 공간(101)과 별개로 격리된 공간이므로, 혹시나 통류 공간(300s) 내부의 냉매가 누설되더라도 반응 공간(101)의 제품 생산을 위한 반응 과정에는 전혀 영향을 미치지 않으므로 제품의 불량 발생 자체를 미연에 방지할 수 있게 될 것이다.

무엇보다도 본 발명에 따르면, 맨홀을 열고 작업자가 들어가 협소한 공간에서 위험한 작업을 수행해야만 했던 기존의 반응기와 달리, 모든 유지 보수 및 관리 작업을 본체(100)의 외부에서 실시할 수 있다는 점에서 작업자의 안전을 확보할 수 있다는 특장점을 지닌다.

이상과 같이 본 발명은 냉각기능을 통하여 유지 관리 및 점검 등 작업의 편의를 대폭적으로 향상시킬 수 있도록 하는 냉각기능이 구비된 반응기를 제공하는 것을 기본적인 기술적 사상으로 하고 있음을 알 수 있다.

그리고, 본 발명의 기본적인 기술적 사상의 범주 내에서 당해 업계 통상의 지식을 가진 자에게 있어서는 다른 많은 변형 및 응용 또한 가능함은 물론이다.

100...본체
101...반응공간
102...구동모터
103...구동축
104...교반 블레이드
105...바닥 블레이드
200...콘덴서
300...냉각 유닛
300a...제1 통류 분할 공간
300b...제2 통류 분할 공간
300j...냉각 재킷
300s...통류 공간
301...제1 포트
302...제2 포트
303...제3 포트
304...제4 포트
305...제5 포트
306...제6 포트
307...냉각노즐
308...냉각수 배관
310...제1 재킷 형성편
311...제1 천장면
312...제1 통 격벽
320...제2 재킷 형성편
321...제2 천장면
322...제2 통 격벽
330...마감편
340...유동지체 수단
341...제1 지체 격벽
342...제2 지체 격벽
350...중간 구획편
351...중간 천장면
352...중간 통 격벽
400...맨홀

Claims (5)

1. 액상 또는 분상의 화학물질을 일정 온도와 압력을 이용한 반응을 일으켜 목적물질을 생산하는 반응공간이 내부에 구비된 본체;
   상기 본체의 상부측에 배치되어 상기 반응공간과 연통되고 상기 목적물질의 생산과정에서 기화된 상기 목적물질의 일부를 회수하는 콘덴서; 및
   상기 본체와 상기 콘덴서 사이에 형성되어 상기 본체의 상부측에 배치되고, 상기 목적물질의 생산과정에서 발생되는 부산물로서 찌꺼기가 상기 본체의 내면에 적층되거나 달라붙는 것을 방지하고 상기 찌꺼기가 상기 본체의 내면에 적층되거나 달라붙기 전에 냉각 액화시켜 상기 본체의 바닥면측으로 낙하하여 다음 반응에서 재사용할 수 있도록, 상기 일정 온도보다 낮은 온도의 냉매를 통류시켜 상기 본체의 상부를 냉각시키는 것으로, 상기 본체의 개방된 상면을 마감하도록 원호 형상의 단면을 가진 내벽과 외벽을 구비하여 상기 내벽과 상기 외벽 사이에 상기 냉매가 유통되는 통류 공간을 구비한 냉각 재킷과, 상기 냉각 재킷의 일측에 구비되어 상기 통류 공간과 연통되고 상기 냉매가 유입되는 제1 포트와, 상기 냉각 재킷의 타측에 구비되어 상기 통류 공간과 연통되고 상기 통류 공간을 유통한 상기 냉매가 배출되는 제2 포트를 포함하는 냉각 유닛을 포함하며,
   상기 냉각 재킷은,
   상기 본체의 개방된 상면을 덮도록 원호 형상의 단면을 가진 제1 천장면과, 상기 제1 천장면의 가장자리를 따라 연장되어 상기 본체의 개방된 상면 가장자리와 연결되는 제1 통 격벽을 포함하는 제1 재킷 형성편과,
   상기 제1 천장면 및 상기 제1 통 격벽과 각각 일정 거리 이격하여 상기 제1 재킷 형성편의 상부측 및 상기 제1 재킷 형성편의 외측에 배치되도록, 원호 형상의 단면을 가진 제2 천장면과, 상기 제2 천장면의 가장자리를 따라 연장되어 상기 제1 통 격벽의 외주면과 마주보는 내주면을 가진 제2 통 격벽을 포함하는 제2 재킷 형성편과,
   상기 제1 통 격벽 및 상기 제2 통 격벽 각각의 하단부 가장자리를 상호 연결하는 마감편과,
   상기 통류 공간을 복수로 분할하여 상기 제1 포트와 상기 제2 포트를 상호 연통시키도록, 상기 제2 천장면에 고정되는 상단부 가장자리와 상기 제1 천장면으로부터 일정 거리 이격되는 하단부 가장자리를 가지는 제1 지체 격벽과, 상기 제1 천장면에 고정되는 하단부 가장자리와 상기 제2 천장면으로부터 일정 거리 이격되는 상단부 가장자리를 가지는 제2 지체 격벽이 평행하게 반복되어 배치되는 패턴을 형성하는 유동지체 수단을 포함하고,
   상기 통류 공간은 상기 제1 재킷 형성편과 상기 제2 재킷 형성편 및 상기 마감편에 의하여 형성되고,
   상기 냉각 유닛은 상기 본체의 개방된 상면 가장자리에 대하여 탈착 가능하게 결합되거나 회동 가능하게 결합되어 상기 반응공간의 기밀을 유지하는 것을 특징으로 하는 냉각기능이 구비된 반응기.
   
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