KR102416270B1 - 제조와 설치가 용이한 엘리먼트를 포함하는 스태틱 믹서 - Google Patents

제조와 설치가 용이한 엘리먼트를 포함하는 스태틱 믹서 Download PDF

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Abstract

본 발명은 엘리먼트가 나선형믹서(Helical mixer) 구조로 파이프 형상의 혼합관에 포함된 스태틱 믹서에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 파이프 형상으로 양 끝단에 연결부가 형성되어 복수개의 스태틱 믹서가 연결 설치될 수 있는 혼합관 및 상기 혼합관 내부에 복수개가 혼합관과 동일한 방향으로 결착되어 위치되는 것으로 꼬임면과 상기 꼬임면의 양 끝단을 이루는 수평의 끝단면과 끝단면의 중앙 단면에는 연결홈이 구비되는 엘리먼트를 포함하여 이루어지는 제조와 설치가 용이한 엘리먼트를 포함하는 스태틱 믹서에 관한 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 제조와 설치가 용이한 엘리먼트를 포함하는 스태틱 믹서는 혼합관 내부에 설치되는 엘리먼트의 끝단면이 꼬임면과 동일한 각도로 비틀어지지 않고 혼합관과 수평 및 수직을 이루어 유체의 분할이 1/2에 가깝게 이루어지고, 꼬임면과 끝단면이 부드럽게 연결되어 마찰이 감소되어 원활한 유체흐름이 이루어지며, 끝단면이 수직 및 수평을 이루어 중앙에 연결홈이 구비될 수 있고, 연결홈끼리 결착되므로 다른 엘리먼트와 결합이 간편하며, 혼합관의 내경에 따라 직경이 다양한 엘리먼트를 낱개로 제조 생산하기에 용이하다.

Description

제조와 설치가 용이한 엘리먼트를 포함하는 스태틱 믹서{Static mixer with easy to manufacture and install elements}
본 발명은 엘리먼트가 나선형믹서(Helical mixer) 구조로 파이프 형상의 혼합관에 포함된 스태틱 믹서에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 파이프 형상으로 양 끝단에 연결부가 형성되어 복수개의 스태틱 믹서가 연결 설치될 수 있는 혼합관 및 상기 혼합관 내부에 복수개가 혼합관과 동일한 방향으로 결착되어 위치되는 것으로 꼬임면과 상기 꼬임면의 양 끝단을 이루는 수평의 끝단면과 끝단면의 중앙 단면에는 연결홈이 구비되는 엘리먼트를 포함하여 이루어지는 제조와 설치가 용이한 엘리먼트를 포함하는 스태틱 믹서에 관한 것이다.
스태틱 믹서(Static mixer)는 라인 믹서(Line mixer)라고도 불리우며, 2종류 이상의 물질에 외력을 가해 교반하고, 균질의 혼합물을 얻기 위한 것으로, 일반적인 혼합장치에 설치된 샤프트, 베어링과 같은 회전요소나 밀봉장치가 필요 없을 뿐만 아니라 넓은 온도 분포와 높은 압력에서도 사용이 가능하며, 교반 공정의 단축, 단순화 및 연속화 등이 가능하여 공정의 간편성, 생산원가 절감 및 에너지 사용 절감 등의 장점을 가지고 있다.
위에 기재된 스태틱 믹서는 염소화 및 산화반응, 산과 염기의 희석, 급속한 반응이 요구되는 공정을 실시하는 화학분야와 지방 및 기름제거, 방부제의 혼합, 녹말 반죽 등의 식품 제조공정과 슬러리의 희석, 용매 추출에 의한 금속 성분의 회수 등의 미네랄 공정과 페인트 및 수지 제조공정과 석유화학 및 정제 공정뿐만 아니라 제약산업과 폴리머 및 플라스틱 산업, 제지 산업 및 상하수 처리 공정에서 살균과 염소제거와 산소농도를 증가시키기 위한 과정등 많은 분야에서 이용되고 있다. 또한, 스태틱 믹서는 유지 보수를 위한 전문가 확보가 어렵지만 유지 보수 비용과 사용되는 에너지가 적게 들고 기존에 사용되고 있는 교반 플랜트의 경우에는 노화로 인해 설비의 교체가 주기적으로 필요함으로 스태틱 믹서의 사용은 증가되고 있는 실정이다.
한편, 스태틱 믹서의 사용이 증가됨에 따라서 개발 및 성능 평가 기술이 늘고 있으나 엘리먼트의 기하학적 복잡성에 의한 혼합 및 유동특성에 대한 연구가 미미하고, 스태틱 믹서의 성능평가 자료가 부족하여 소비자는 단순히 기존에 시중에서 판매되는 일반적인 스태틱 믹서를 선택하여 사용되어지고 있으며, 많은 에너지가 필요치 않으나 엘리먼트의 유체 흐름 중 발생되는 마찰에 의한 저항으로 유체 흐름이 원활하게 이루어지지 않으므로 최초 혼합물의 투입시 유체의 원활한 이송을 위하여 충분한 가압을 위한 추가적인 에너지가 필요하다.
엘리먼트는 다양한 형태로 형성되어 사용되고 있으나 나선형(helical)으로 꼬임을 가지되 복수개로 나누어지고, 꼬임방향(나선 방향)이 반대인 복수개의 엘리먼트를 번갈아 부착되는 형태를 이루는 이중 엘리먼트(좌회전, 우회전)를 주로 사용되고 있다. 다시 말하면, 엘리먼트는 직사각형의 판을 180도 비틀어 놓은 것으로 꼬임의 방향에 의해 왼쪽 엘리먼트와 오른쪽 엘리먼트로 나누어지고, 각 엘리먼트의 길이는 직경에 대해 1.5배 길이를 기본으로 하고 있다.
이와 같은 스태틱 믹서는 엘리먼트를 통과하면서 유체가 분할되고, 이때 분할되는 수는 2의n승으로 분할되며, 분할 작용과 엘리먼트의 꼬임면을 다라서 관 중앙부에서 벽부와 관벽부에서 중앙부로 순차적으로 흐름 방향이 바뀌는 전환 작용과 유체가 하나의 엘리먼트마다 회전 방향이 바뀌어 급격한 관성력에 의하여 난류가 발생되는 반전 작용이 발생되어 교반이 이루어진다.
한편, 스태틱 믹서와 관련된 선행기술들로는 한국등록특허 제10-0862897호(2008.10.13.)는 플레이트(24)의 양측을 각각 클램프(26)로 고정하는 단계와; 상기 클램프(26)의 어느 한쪽 또는 양쪽을 작동부(34)의 동력으로 회전시켜 플레이트(24)를 비틀림판(18)으로 만드는 단계와; 상기 비틀림판(18)을 클램프(26)로부터 분리하는 단계와; 상기 비틀림판(18)의 측면(22)을 다른 비틀림판(18)의 측면(22)과 접하게 하면서 비틀림판(18) 여러 개를 연속적으로 측면(22) 방향으로 나열하는 단계와; 상기 비틀림판(18)의 마주 접한 측면(22) 부분을 용접하는 단계와; 상기 용접된 비틀림판(18)의 측면(22)에 마주 접한 다른 비틀림판(18)의 측면(22) 부분을 연속적으로 용접하여 스크루 타입의 믹서엘러먼트(12)를 완성하는 단계;로 이루어지는 스태틱 믹서 엘러먼트 제조방법을 제공하고, 한국등록특허 제10-1600066호(2016.03.04.)는 유체가 이동할 수 있는 유로가 내부에 형성된 하우징과; 상기 유로상에 설치되며 상기 유로를 통과하는 적어도 2 이상의 유체를 혼합시키기 위한 혼합부재와; 상기 유로의 가장자리에 형성되는 층류를 감소시키기 위한 층류감소수단;을 구비하고, 상기 층류감소수단은 상기 하우징의 내부에 설치되어 상기 혼합부재를 통과한 유체의 흐름을 좁히는 수렴부재와, 상기 수렴부재를 통과한 유체와 충돌하여 다수의 경로로 분산시키는 충돌부재를 구비하며, 상기 수렴부재는 상기 유로를 가로막도록 설치되며 전후방향으로 관통하는 수렴홀이 형성된 격벽과, 상기 격벽의 후면에 돌출되게 형성되며 상기 수렴홀과 연결되는 가이드관을 구비하는 혼합효율이 개선된 스태틱 믹서를 제공하고 있다.
그러나, 상기 종래 및 선행기술들의 스태틱 믹서를 살펴보면 나선형의 엘리먼트는 꼬임의 방향으로 각도를 따라 끝단면도 꼬임형상을 이루어 끝단면끼리 이어지는 엘리먼트간의 결합이 어렵고, 꼬임된 끝단의 각도 때문에 교반을 목적으로 하는 유체의 정확한 분할이 어려우며, 결합되는 엘리먼트의 끝단면 꼬임형상에 의해서 유체와의 마찰력이 높아져 유체의 흐름의 저항값이 높아진다는 문제점을 가지고 있다.
한국등록특허 제10-0862897호(2008.10.13.) 한국등록특허 제10-1600066호(2016.03.04.)
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상기와 같이 나선형의 엘리먼트를 이용한 스태틱 믹서에서 엘리먼트의 끝단이 나선방향으로 꼬여진 각도와 동일하게 비틀어진 면을 형성하여 교반을 목적으로 하는 유체의 정확한 분할이 이루어지지 않는다는 문제점, 유체 흐름의 저항값이 상승되어 유체흐름을 원활하게 하기 위해 유체를 가압하는데 필요한 에너지값이 높아진다는 문제점 및 일반적으로 용접등의 접합에 의하여 엘리먼트끼리 결착이 이루어지므로 엘리먼트들 간의 결합이 어렵다는 문제점을 해소하는 제조와 설치가 용이한 엘리먼트를 포함하는 스태틱 믹서를 제공하는 것이다.
상기와 같은 문제점을 해결하고, 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 제조와 설치가 용이한 엘리먼트를 포함하는 스태틱 믹서는 파이프 형상으로 양 끝단에 연결부(12)가 형성되어 하나 또는 복수개가 연결 설치될 수 있는 혼합관(10); 및 상기 혼합관(10) 내부에 복수개가 혼합관(10)과 동일한 방향으로 결착되어 위치되는 것으로 꼬임면(22)과 상기 꼬임면(22)의 양 끝단을 이루는 수평의 끝단면(24)과 끝단면(24)의 중앙 단면에는 연결홈(26)이 구비되는 엘리먼트(20);를 포함하여 이루어진다.
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상기 혼합관(10)에서 최초 혼합되는 복수의 액상 재료들이 주입되는 연결부(12)에 유입부(32)가 부착설치되며, 유입부(32)는 내경의 구배가 소정 작아지는 유입관(32), 유입관(32)의 끝단에 고정부착되어 동일한 내경을 가지는 평형관(34), 평형관(34)의 끝단에 고정부착되어 내경의 구배가 커지는 배출관(39)으로 이루어진다.
상기 평형관(34)은 내부에 공기가 주입되도록 외기유입관(35)이 외부와 통공되게 설치되고, 상기 외기유입관(35)의 말단은 복수개의 분기기관 또는 분출공이 스태틱 믹서 방향으로 형성된 분출관(36)이 부착설치되어 있으며, 배출관(39)에는 유입관(32)과 평형관(34)으로부터 유입되는 액상의 재료들이 방사형으로 퍼지면서 혼합관(10)으로 유입되게 확산유도부(37)가 포함되는 제조와 설치가 용이한 엘리먼트를 포함하는 스태틱 믹서를 제공한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 제조와 설치가 용이한 엘리먼트를 포함하는 스태틱 믹서는 다음과 같은 효과가 있다.
(1) 본 발명은 혼합관 내부에 설치되는 엘리먼트의 끝단면이 꼬임면과 동일한 각도로 비틀어지지 않고 혼합관과 수평 및 수직을 이루어 유체의 분할이 1/2에 가깝게 이루어지고, 꼬임면과 끝단면이 부드럽게 연결되어 마찰이 감소되어 원활한 유체흐름이 이루어진다.
(2) 본 발명은 끝단면이 수직 및 수평을 이루어 중앙에 연결홈이 구비될 수 있고, 연결홈끼리 결착되므로 다른 엘리먼트와 결합이 간편하며, 혼합관의 내경에 따라 직경이 다양한 엘리먼트를 낱개로 제조 생산하기에 용이하다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 제조와 설치가 용이한 엘리먼트를 포함하는 스태틱 믹서의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 복수개 결착된 엘리먼트의 사시도 및 부분도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 엘리먼트의 사시도, 평면도 및 측면도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 유입부가 더 구비된 스태틱 믹서의 단면 예시도이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 혼합관 내부의 돌출부의 형성 예시도이다.
본 발명의 명칭은 "제조와 설치가 용이한 엘리먼트를 포함하는 스태틱 믹서"로 통상의 기술자가 쉽게 알 수 있도록 구체적인 내용을 기재하고, 충분히 유추 가능한 별도의 기재는 생략하며, 필요 경우 실시예 및 도면을 기재한다. 또한, 본 명세서 및 특허청구범위에서 정의된 용어들은 한정 해석하지 아니하며, 운용자의 의도 또는 관례등에 따라 달라질 수 있고, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
본 발명의 일면에 있어서,
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 제조와 설치가 용이한 엘리먼트를 포함하는 스태틱 믹서의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 복수개 결착된 엘리먼트의 사시도 및 부분도이며, 도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 엘리먼트의 사시도, 평면도 및 측면도로 상기 도 1 내지 도 3을 참고하여 본 발명의 스태틱 믹서를 하기에 상세하게 개진한다.
복수의 재료를 혼합하는 스태틱 믹서에 있어서,
상기 스태틱 믹서는
원통형의 파이프 형상으로 양 끝단에 연결부(12)가 형성되어 하나 또는 복수개가 연결 설치될 수 있는 혼합관(10); 및
상기 혼합관(10) 내부에 복수개가 혼합관(10)과 동일한 방향으로 결착되어 위치되는 것으로 꼬임면(22)과 상기 꼬임면(22)의 양 끝단을 이루는 끝단면(24)과 끝단면(24)의 중앙 단면에는 연결홈(26)이 구비되는 엘리먼트(20);를 포함하여 이루어진다.
상기 스태틱 믹서에서 혼합관(10)은 금속 재질 또는 합성수지재로 이루어지고, 상기 엘리먼트(20)는 합성수지로 제조된다. 상기 엘리먼트(20)는 분리된 상태로 제조되고, 복수개가 혼합관(10)과 동일한 방향인 일직선으로 결착된 것으로 엘리먼트(20)의 꼬임면(22)이 좌측방향 및 우측방향으로 제조되되 일직선으로 결착시 좌측방향과 우측방향이 번갈아가면 결착된다.
상기 엘리먼트(20)의 끝단면(24)은 꼬임면(22)이 가지는 나선형 방향의 각도를 이루지 않는 것으로 평면에서 보았을 때 혼합관(10)과 평행하고, 양 끝단면(24)이 직선을 이루어 연결홈(26)을 이용하여 다른 엘리먼트(20)와 결합시 맞닿는 끝단면(24)들이 수직을 이룬다.
다시 말해서, 도 3의 평면도 및 측면도를 참고하여 보면 끝단면(24)은 꼬임면(22)의 꼬임된 방향 즉 나선(helical) 각도로 이어지는 것이 아니라 정면에서 보았을때 수평 또는 수직 방향을 이루게 한다. 따라서 연결홈(26)을 구성이 편리해지고, 유체의 분할이 2등분에 가깝게 이루어지며, 유체가 하나의 엘리먼트(20)에서 다른 엘리먼트(20)로 흐름시 마찰력이 작용되는 면의 크기가 저감되고, 다음으로 이어지는 꼬임방향이 다른 엘리먼트(20)의 꼬임방향에 적용(시작점)이 자연스럽게 이어짐으로 흐름이 원활하게 이루어질 수 있다. 상기 흐름이 원활하게 이루어지는 내용을 하기의 표를 참고하여 다시 설명한다.















일반적인
나선 곡선
Figure 112020048183583-pat00001
Figure 112020048183583-pat00002







본 발명의
엘리먼트
나선 곡선
Figure 112020048183583-pat00003
상기 표 1을 살펴보면 낱개로 이루어진 엘리먼트(20)의 꼬임(나선 곡선)을 나타내는 것으로 일반적인 엘리먼트의 꼬임면의 끝단부분과 본 발명의 엘리먼트(20) 꼬임면(22)의 끝단면(24)의 형상 차이에 의해서 엘리먼트가 가지는 나선곡선의 끝단 곡선을 보면 일반적인 나선 곡선 끝단 대비 본 발명의 곡선의 끝단이 완만한 곡선이 형성된다. 완만한 곡선은 다음으로 결착되어 이어지는 엘리먼트의 나선곡선으로 자연스럽게 이어지는 효과를 가져 유체의 흐름이 원활하고, 유체의 분할에서 더 높은 효율을 가진다.
상기 엘리먼트(20)는 다른 엘리먼트(20)와 결합시 결합되는 엘리먼트(20)들의 꼬임방향이 다른 것끼리 결합된다.
한편, 엘리먼트(20)가 구비된 혼합관(10)은 하나 내지 복수개 설치가 가능하다. 또한, 내경이 다른 혼합관(10)들의 연결 결합이 가능하되 이때에는 연결부(12)의 결합이 가능한 형태를 이룬 상태에서 이어지는 내경이 소정 커지거나 작아지는 형상을 이룰 수 있다.
도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 유입부가 더 구비된 스태틱 믹서의 단면 예시도로 상기 도 4를 참고하여 유입부가 포함되는 본 발명의 스태틱 믹서를 하기에 설명한다.
상기 혼합관(10)에서 최초 혼합되는 복수의 액상 재료들이 주입되는 연결부(12)에 유입부(30)가 부착설치되며, 유입부(30)는 내경의 구배가 소정 작아지는 유입관(32), 유입관(32)의 끝단에 고정부착되어 동일한 내경을 가지는 평형관(34), 평형관(34)의 끝단에 고정부착되어 내경의 구배가 커지는 배출관(39)으로 이루어진다.
상기 유입부(30)의 형상은 원통형으로 직경이 큰 구배(유입관(32))를 이루다가 점차 구배가 작아진 직경을 갖는 원통형(평형관(34))을 이루다 다시 구배가 커지는 형상(배출관(39))으로 이루어지며, 배출관(39)의 끝단 직경은 연결부(12)와 동일한 직경을 이루는 것이 바람직하다.
상기 평형관(34)은 내부에 공기가 주입되도록 외기유입관(35)이 외부와 통공되게 설치되고, 상기 외기유입관(35)의 말단은 복수개의 분기기관 또는 분출공이 스태틱 믹서 방향으로 형성된 분출관(36)이 부착설치되어 있으며, 배출관(39)에는 유입관과 평형관(34)으로부터 유입되는 액상의 재료들이 방사형으로 퍼지면서 혼합관(10)으로 유입되게 확산유도부(37)가 포한된다.
상기 외기유입관(35)은 외부의 공기 또는 산소가 유입되도록 하여 유입된 공기 또는 산소가 분출관(36)을 통해 분출되어 유체흐름이 원활하게 실시되게 하고, 상기 확산 유도부는 원뿔형상으로 너비가 넓은 밑면이 혼합관(10) 방향으로 이루어지고 유체가 방사형으로 퍼지되록 나사산형태의 돌출이 외면에 구성된다.

실시예 : 엘리먼트 3D 설계
본 발명의 엘리먼트를 3D 설계 프로그램(UG NX 프로그램, siemens사)을 이용하여 하기와 같이 설계하였다.
1. 오른쪽 방향으로 회전하는 엘리먼트
ⅰ) 첫 번째 나선 그리기(꼬임면)
나선의 회전방향은 오른쪽, 나선의 시작위치는 90도로 하여 나선의 직경(d)는 20㎜로 설정하고, 나선의 피치(p)를 나선 직경(d)의 3배로 설정(p=d*3 = 20*3 = 60㎜)하며, 나선 피치의 회전을 1/2 회전시키게 되고, 최종가이드는 대칭을 이용하므로 나선의 길이(l)은 다음과 같은 식으로 형성할 수 있다.
l = p/4 - d*0.15 = 60/40 - 20*0.15 = 12㎜
Figure 112021001455653-pat00009

Figure 112021001455653-pat00010

Figure 112021001455653-pat00011

Figure 112021001455653-pat00012
trimetric view front top right

ⅱ) 두 번째 나선 그리기(꼬임면)
상기 첫 번째 나선 설계시와 동일한 입력값을 주되 나선의 시작위치가 첫 번째 나선과 대칭되는 -90도의 위치로 하였다.
Figure 112021001455653-pat00013
Figure 112021001455653-pat00014
Figure 112021001455653-pat00015
Figure 112021001455653-pat00016
trimetric view front top right

ⅲ) 첫 번째 직선 그리기(끝단면)
첫 번째 나선과 연결되는 것으로 다른 엘리먼트와 결합되는 영역을 설계한다.
직선의 시작점(x, y, z)과 끝점의 좌표 값은 하기와 같다.
x11 = l + b*2 = l + d*0.15*2 = 12 + 20*0.15*2 = 18
x12 = l + b*2 + t/2 = l + d*0.15*2 + 4/2 = 12 + 20*0.15*2 + 4/2 =20
y11 = y12 = d/2 = 20/2 = 10
z11 = z12 = 엘리먼트의 중심 = 0
ⅳ) 두 번째 직선 그리기(끝단면)
두 번째 나선과 연결되는 것으로 다른 엘리먼트와 결합되는 영역을 설계한다.
직선의 시작점(x, y, z)과 끝점의 좌표 값은 하기와 같다.
x21 = l + b*2 = l + d*0.15*2 = 12 + 20*0.15*2 = 18
x22 = l + b*2 + t/2 = l + d*0.15*2 + 4/2 = 12 + 20*0.15*2 + 4/2 =20
y11 = y12 = -d/2 = -20/2 = -10
z11 = z12 = 엘리먼트의 중심 = 0
ⅴ) 첫 번째 연결선 그리기
첫 번째 나선(꼬임면)과 첫 번째 직선(끝단면)을 부드럽게 연결하는 곡선으로 유체의 흐름을 원활하게 한다.
나선의 직선 쪽의 끝점에서 직선 방향으로 접선을 출발하고, 직선의 시작점에서 나선의 끝점 방향으로 접선을 출발하여 연결곡선을 형성한다.
ⅵ) 두 번째 연결선 그리기
두 번째 나선(꼬임면)과 두 번째 직선(끝단면)을 부드럽게 연결하는 곡선이다.
나선의 직선 쪽의 끝점에서 직선방향으로 접선을 출발하고, 직선의 시작점에서 나선의 끝점방향으로 접선을 출발하여 연결곡선을 형성한다.
Figure 112021001455653-pat00017

ⅴ) 연결된 선들을 대칭 복사
첫 번째 나선, 첫 번째 연결선 및 첫 번째 직선을 선택하여 좌표원점을 중심으로 대칭 복사한다.
두 번째 나선, 두 번째 연결선 및 두 번째 직선을 선택하여 좌표원점을 중심으로 대칭 복사한다.
Figure 112021001455653-pat00018
Figure 112021001455653-pat00019
trimetric view front
Figure 112021001455653-pat00020
Figure 112021001455653-pat00021
top right

ⅵ) 엘리먼트의 단면 설계
단면의 두께(t)는 엘리먼트의 직경과 조립되는 상태를 고려하여 두께를 결정하여 단면의 양 끝단(대칭된 직선 곡선 중 하나)에 타원형 내지 사각형의 곡면을 생성한다. 본 실시예에서 t는 4 : 엘리먼트의 크기에 따라 결정될 수 도 있다.
Figure 112021001455653-pat00022

ⅶ) 엘리먼트 입체 형상 형성
상기 대칭되는 나선, 연결선, 직선 및 단면에 따라 엘리먼트의 형상을 형성한다.
Figure 112021001455653-pat00023

ⅷ) 연결홈 설계
연결홈은 엘리먼트간의 결합시 용융 또는 접착 등의 추가적인 공정이 필요없이 결합시키기 위한 것으로 끝단면 중앙에 형성시킨다.
Figure 112021001455653-pat00024

2. 왼쪽 방향으로 회전하는 엘리먼트
상기 실시예에서 오른쪽 방향으로 회전하는 엘리먼트의 3D 설계를 실시하였으며, 반대방향인 왼쪽 방향으로 회전하는 엘리먼트의 3D 설계는 상기 오른쪽 방향으로 회전하는 엘리먼트의 설계 순서의 반대방향으로 하되 수치는 동일하게 진행한다.
추가의 일면에 있어서,
도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 혼합관 내부의 돌출부의 형성 예시도로 상기 도 5를 참고하여 본 발명의 혼합관 내부면을 하기에 설명한다.
상기 혼합관(10) 내면에는 돌출부(14)가 형성되되 상기 돌출부(14)는 엘리먼트(20)의 꼬임면(22)을 따라 액상의 재료가 흐르는 방향으로 구성되어 흐름이 원활하게 이루어지게 하며, 이때 혼합관(10)은 하나 또는 복수개로 이루어며, 복수개로 이루어질때는 혼합관(10) 마다 돌출부(14)가 내면의 마주보는 면에 각 하나 또는 두개가 나란히 구성된다. 또한, 혼합관(10)이 파이프 형상으로 이루어질 때 상기와 같이 돌출부(14)에 의해서 엘리먼트(20)를 삽입이 어려울 경우에는 혼합관(10)은 2등분으로 나누어 결합할 수 있다.
상기 엘리먼트(20)의 꼬임면(22)에 복수개의 천공을 구비하여 유체의 흐름을 원활하게 실시하되 상기 천공은 혼합관(10)과 평행을 이루는 방향으로 이루어지고, 엘리먼트(20) 각각에 구비된 상기 천공의 위치는 동일선상을 이루지 않도록 구성되어 분할 및 교반이 잘 이루어질 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 제조와 설치가 용이한 엘리먼트를 포함하는 스태틱 믹서는 혼합관 내부에 설치되는 엘리먼트의 끝단면이 꼬임면과 동일한 각도로 비틀어지지 않고 혼합관과 수평 및 수직을 이루어 유체의 분할이 1/2에 가깝게 이루어지고, 꼬임면과 끝단면이 부드럽게 연결되어 마찰이 감소되어 원활한 유체흐름이 이루어지며, 끝단면이 수직 및 수평을 이루어 중앙에 연결홈이 구비될 수 있고, 연결홈끼리 결착되므로 다른 엘리먼트와 결합이 간편하며, 혼합관의 내경에 따라 직경이 다양한 엘리먼트를 낱개로 제조 생산하기에 용이하다.
상기와 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었지만, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술은 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
10 : 혼합관 30 : 유입부
12 : 연결부 32 : 유입관
14 : 돌출부 34 : 평형관
20 : 엘리먼트 35 : 외기유입관
22 : 꼬임면 36 : 분출관
24 : 끝단면 37 : 확산유도부
26 : 연결홈 39 : 배출관

Claims (5)

  1. 복수의 재료를 혼합하는 스태틱 믹서에 있어서,
    상기 스태틱 믹서는
    파이프 형상으로 양 끝단에 연결부가 형성되어 하나 또는 복수개가 연결 설치될 수 있는 혼합관; 및
    상기 혼합관 내부에 복수개가 혼합관과 동일한 방향으로 결착되어 위치되는 것으로 꼬임면과 상기 꼬임면의 양 끝단을 이루는 끝단면과 끝단면의 중앙 단면에는 연결홈이 구비되는 엘리먼트;를 포함하여 이루어지고,
    상기 엘리먼트의 꼬임면에는 복수개의 천공이 형성되며,
    상기 혼합관에서 최초 혼합되는 복수의 액상 재료들이 주입되는 연결부에 유입부가 부착설치되며, 유입부는 내경의 구배가 소정 작아지는 유입관, 유입관의 끝단에 고정부착되어 동일한 내경을 가지는 평형관, 평형관의 끝단에 고정부착되어 내경의 구배가 커지는 배출관으로 이루어지고,
    상기 평형관은 내부에 공기가 주입되도록 외기유입관이 외부와 통공되게 설치되고, 상기 외기유입관의 말단은 복수개의 분기관 또는 분출공이 스태틱 믹서 방향으로 형성된 분출관이 부착설치되어 있으며, 배출관에는 유입관과 평형관으로부터 유입되는 액상의 재료들이 방사형으로 퍼지면서 혼합관으로 유입되게 하는 확산유도부가 포함되는 것을 특징으로 하는 제조와 설치가 용이한 엘리먼트를 포함하는 스태틱 믹서.
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