KR102438422B1 - A Mixing Chamber of Fluids - Google Patents

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KR102438422B1 KR1020170166519A KR20170166519A KR102438422B1 KR 102438422 B1 KR102438422 B1 KR 102438422B1 KR 1020170166519 A KR1020170166519 A KR 1020170166519A KR 20170166519 A KR20170166519 A KR 20170166519A KR 102438422 B1 KR102438422 B1 KR 102438422B1
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Abstract

본 발명에 따른 유체 혼합용 챔버는 내부에 관형의 유체 혼합공간이 형성된 챔버 본체, 상기 유체 혼합공간에 서로 다른 종류의 유체가 유입되도록 상기 챔버 본체의 일측에 형성된 복수의 유입구, 상기 유체 혼합공간에 유입된 유체가 혼합되어 배출되도록 상기 챔버 본체의 타측에 형성된 배출구, 및 상기 유체 혼합공간 내부에 상기 유체의 유동 방향을 따라 이동 가능하도록 삽입되어, 상기 유체의 유동력에 의하여 길이 방향으로 신축되는 나선 코일형의 탄성부재를 포함하되, 상기 유체는 상기 탄성부재의 선단을 따라 나선형으로 유동하면서 상기 탄성부재의 이동과 신축에 의하여 혼합되는 것을 특징으로 한다.A fluid mixing chamber according to the present invention includes a chamber body having a tubular fluid mixing space therein, a plurality of inlets formed on one side of the chamber body so that different types of fluids are introduced into the fluid mixing space, and the fluid mixing space. An outlet formed on the other side of the chamber body so that the introduced fluid is mixed and discharged, and a spiral inserted to be movable along the flow direction of the fluid in the fluid mixing space, and contracted in the longitudinal direction by the flow force of the fluid A coil-type elastic member is included, wherein the fluid is mixed by movement and expansion and contraction of the elastic member while spirally flowing along the tip of the elastic member.

Description

유체 혼합용 챔버{A Mixing Chamber of Fluids}A Mixing Chamber of Fluids

본 발명은 챔버 내부로 유입되는 복수의 유체를 균일하게 혼합하여 배출하는 유체 혼합용 챔버에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 상기 챔버의 내부에 유체의 유동 방향을 따라 이동 가능하도록 삽입되고, 상기 유체의 유동력에 의하여 길이 방향으로 신축되는 나선 코일형의 탄성부재에 의하여 상기 챔버의 내부로 유입되는 복수의 유체가 탄성부재의 선단을 따라 나선형으로 유동하면서 상기 탄성부재의 이동과 신축에 의하여 균일하게 혼합되도록 하는 유체 혼합용 챔버에 관한 것이다. The present invention relates to a fluid mixing chamber for uniformly mixing and discharging a plurality of fluids introduced into the chamber, and more particularly, is inserted into the chamber to be movable along the flow direction of the fluid, A plurality of fluids flowing into the chamber by a spiral coil-type elastic member that expands and contracts in the longitudinal direction by a flow force flows in a spiral along the tip of the elastic member, and is uniformly mixed by movement and expansion and contraction of the elastic member It relates to a chamber for fluid mixing that makes it possible.

일반적으로, 산업공정에서는 서로 다른 이종의 유체를 혼합하여 공급하는 유체 혼합 공급장치를 필요로 하는데, 예를 들어 제지(製紙)공정에서는 섬유질 현탄액과 같은 액체유동물에 액상의 유지보조제와 같은 화학약품을 첨가하고 이들을 균질하게 혼합하는 공정을 수반하게 된다.In general, an industrial process requires a fluid mixing and supplying device that mixes and supplies different types of fluids. For example, in a papermaking process, a liquid fluid such as a fibrous suspension is mixed with a liquid maintenance agent such as a liquid maintenance agent. It entails adding the drug and mixing them homogeneously.

또한, 최근 산업용 세척수 또는 살균수로 각광을 받고 있는 차아염소산수의 경우에도 무격막 전해조에 희염산을 공급하기 위하여 염산과 물을 균일하게 혼합하는 공정을 필요로 한다.In addition, even in the case of hypochlorous acid water, which has recently been spotlighted as industrial washing water or sterilizing water, a process of uniformly mixing hydrochloric acid and water is required to supply dilute hydrochloric acid to the non-diaphragm electrolyzer.

이와 같이 이종의 유체를 서로 혼합하고자 하는 경우 종래에는 하나의 배관에 각각의 유체가 유입되는 유입구를 형성하고 상기 배관을 따라 유동하는 과정에서 유체가 혼합되도록 하는 방식을 주로 사용하였는데, 특정 방향을 흐르는 유체의 관성력 때문에 복수의 유체가 균일하게 혼합되기 위해서는 배관의 유로가 장대화되어야 하는 문제점이 있었다.In this way, when heterogeneous fluids are to be mixed with each other, conventionally, a method of forming an inlet through which each fluid flows in one pipe and allowing the fluids to be mixed in the process of flowing along the pipe has been mainly used. Due to the inertial force of the fluid, there is a problem that the flow path of the pipe must be enlarged in order to uniformly mix a plurality of fluids.

이를 해결하기 위하여, 최근에는 하기 [문헌 1]과 [문헌 2] 등에 개시된 바와 같이 유체가 혼입되어 유동하는 배관의 형상을 나선형으로 구성하든가 배관 내부에 나선형의 유로를 형성하는 구조물을 삽입하는 방식을 적용한 기술들이 개발되었다.In order to solve this problem, recently, as disclosed in [Document 1] and [Document 2], the shape of the pipe in which the fluid is mixed and flows is configured in a spiral shape or a method of inserting a structure forming a spiral flow path inside the pipe. The applied technologies have been developed.

그러나, 하기 [문헌 1]에 따른 방식의 경우 나선형 배관의 성형이 매우 매우 곤란하다는 문제점이 있을 뿐만 아니라, 배관을 나선형으로 성형하더라도 여전히 배관의 장대화에 따른 유로 저항의 증대 및 장치의 부피가 증가되는 문제점을 가지게 된다.However, in the case of the method according to the following [Document 1], there is a problem that it is very difficult to form a spiral pipe, and even if the pipe is formed in a spiral shape, flow resistance increases due to the length of the pipe and the volume of the device is still increased will have a problem

또한, 하기 [문헌 2]에 따른 방식의 경우 배관의 길이가 장대화되는 문제점을 해결할 수 있으나, 내부 유로가 증가되기 때문에 유로 저항이 증대되는 문제점을 여전히 가지고 있을 뿐만 아니라 나선형 유로를 따라 서로 다른 유체가 유동하는 경우에도 각 유체의 관성력 때문에 배관의 길이가 짧은 경우 균일하게 혼합되기가 곤란한 문제점이 있다.In addition, in the case of the method according to the following [Document 2], it is possible to solve the problem that the length of the pipe is increased, but it still has a problem in that the flow resistance is increased because the internal flow path is increased, as well as different fluids along the spiral flow path. Even in the case of flowing, there is a problem in that it is difficult to uniformly mix when the length of the pipe is short due to the inertial force of each fluid.

[문헌 1] 한국공개특허 제2015-0120965호(2015. 10. 28. 공개)[Document 1] Korea Patent Publication No. 2015-0120965 (published on October 28, 2015)

[문헌 2] 한국공개특허 제2014-0060968호(2014. 5. 21. 공개)[Document 2] Korean Patent Publication No. 2014-0060968 (published on May 21, 2014)

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 상기 챔버의 내부에 유체의 유동 방향을 따라 이동 가능하도록 삽입되고, 상기 유체의 유동력에 의하여 길이 방향으로 신축되는 나선 코일형의 탄성부재에 의하여 상기 챔버의 내부로 유입되는 복수의 유체가 탄성부재의 선단을 따라 나선형으로 유동하면서 상기 탄성부재의 이동과 신축에 의하여 균일하게 혼합되도록 하는 유체 혼합용 챔버를 제공하기 위한 것이다.The present invention is to solve the problems of the prior art as described above, and an object of the present invention is to be inserted into the chamber to be movable along the flow direction of the fluid, and to be expanded and contracted in the longitudinal direction by the flow force of the fluid. To provide a fluid mixing chamber in which a plurality of fluids introduced into the chamber by a spiral coil-type elastic member flow spirally along the tip of the elastic member and uniformly mixed by movement and expansion and contraction of the elastic member it is for

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 유체 혼합용 챔버는 내부에 관형의 유체 혼합공간이 형성된 챔버 본체, 상기 유체 혼합공간에 서로 다른 종류의 유체가 유입되도록 상기 챔버 본체의 일측에 형성된 복수의 유입구, 상기 유체 혼합공간에 유입된 유체가 혼합되어 배출되도록 상기 챔버 본체의 타측에 형성된 배출구, 및 상기 유체 혼합공간 내부에 상기 유체의 유동 방향을 따라 이동 가능하도록 삽입되어, 상기 유체의 유동력에 의하여 길이 방향으로 신축되는 나선 코일형의 탄성부재를 포함하되, 상기 유체는 상기 탄성부재의 선단을 따라 나선형으로 유동하면서 상기 탄성부재의 이동과 신축에 의하여 혼합되는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the fluid mixing chamber according to the present invention includes a chamber body having a tubular fluid mixing space therein, and a plurality of fluids formed on one side of the chamber body so that different types of fluids are introduced into the fluid mixing space. of the inlet, an outlet formed on the other side of the chamber body so that the fluid introduced into the fluid mixing space is mixed and discharged, and is inserted so as to be movable along the flow direction of the fluid in the fluid mixing space, the flow force of the fluid Including a spiral coil-type elastic member stretched and contracted in the longitudinal direction by a , wherein the fluid flows in a spiral along the tip of the elastic member, characterized in that it is mixed by the movement and expansion and contraction of the elastic member.

또한, 상기 탄성부재의 외경은 유체 혼합공간의 내경보다 작고, 상기 유체 혼합공간의 내면에는 나선형의 유동홈이 형성된 것을 특징으로 한다.In addition, an outer diameter of the elastic member is smaller than an inner diameter of the fluid mixing space, and a spiral flow groove is formed on the inner surface of the fluid mixing space.

또한, 상기 탄성부재는 내부식성의 테프론 재질로 이루어지는 것을 특징으로 한다.In addition, the elastic member is characterized in that made of a corrosion-resistant Teflon material.

또한, 상기 유체 혼합공간은 일측이 상기 유입구와 연통되는 제1유체 혼합공간과, 일측이 상기 제1유체 혼합공간의 타측과 연통되고 타측이 상기 배출구와 연통되는 제2유체 혼합공간으로 구성되되, 상기 제2유체 혼합공간의 내경은 상기 제1유체 혼합공간의 내경 보다 크고, 상기 탄성부재는 상기 제2유체 혼합공간의 내부에 삽입되는 것을 특징으로 한다.In addition, the fluid mixing space includes a first fluid mixing space in which one side communicates with the inlet, and a second fluid mixing space in which one side communicates with the other side of the first fluid mixing space and the other side communicates with the outlet, An inner diameter of the second fluid mixing space is greater than an inner diameter of the first fluid mixing space, and the elastic member is inserted into the second fluid mixing space.

또한, 상기 복수의 유입구와 배출구 중 적어도 어느 하나는 상기 유체 혼합공간과 수직 방향으로 연통되는 것을 특징으로 한다.In addition, at least one of the plurality of inlets and outlets is characterized in that it communicates with the fluid mixing space in a vertical direction.

본 발명에 따른 유체 혼합용 챔버는 제1,2유입구를 통해 유입된 서로 다른 종류의 제1,2유체가 각각 다른 단면 형상, 단면적, 및 길이를 가지는 3가지 종류의 유로(유로 혼합공간의 내부에 삽입된 나선 코일형 탄성부재의 선단을 따라 형성되는 나선형 유로, 유체 혼합공간의 내면과 탄성부재의 외면 사이에 형성되는 나선형 유로, 상기 탄성부재의 중앙부에 형성된 중공형 유로)를 따라 유동되기 때문에 각각의 유체가 상기 제1,2유입구를 통해 유입될 때의 유동 특성이 거의 상실됨으로써 챔버 본체의 길이(즉, 유체 혼합공간의 길이)가 짧은 경우에도 매우 균일하게 혼합될 수 있는 장점을 가지게 된다. In the fluid mixing chamber according to the present invention, three types of flow passages (inside of flow passage mixing space) in which different types of first and second fluids introduced through first and second inlets have different cross-sectional shapes, cross-sectional areas, and lengths, respectively. Because it flows along a spiral flow path formed along the front end of the spiral coil-type elastic member inserted into the helical flow path, a spiral flow path formed between the inner surface of the fluid mixing space and the outer surface of the elastic member, and a hollow flow path formed in the center of the elastic member) Since the flow characteristics when each fluid is introduced through the first and second inlets are almost lost, even when the length of the chamber body (that is, the length of the fluid mixing space) is short, it has the advantage that it can be mixed very uniformly. .

또한, 본 실시예에 따른 유체 혼합용 챔버의 경우 유체의 유동력에 의해 유동 방향을 따라 이동 및 신축하는 탄성부재가 외부 동력에 의해 동작되는 교반기(agitator)와 유사한 기능을 수행함으로써 유체 혼합공간을 유동하는 제1,2유체가 더욱 균일하게 혼합될 수 있는 장점이 있다.In addition, in the case of the chamber for mixing fluid according to the present embodiment, the elastic member that moves and expands and contracts along the flow direction by the flow force of the fluid performs a function similar to that of an agitator operated by external power, thereby creating a fluid mixing space. There is an advantage that the flowing first and second fluids can be more uniformly mixed.

도1은 본 발명의 일실시예에 따른 유체 혼합용 챔버의 구성을 나타낸 사시도,
도2a와 도2b는 각각 도1의 유체 혼합용 챔버 내부에서 유체의 유동력에 의한 탄성부재의 동작을 설명하기 위한 단면도,
도3a 내지 도3c는 각각 도1에 따른 유체 혼합용 챔버 내부에서 복수의 유체가 혼합되는 정도를 전산적으로 모사한 결과를 탄성부재가 있는 경우와 없는 경우를 대비하여 나타낸 도면,
도4는 본 발명의 제2실시예에 따른 유체 혼합용 챔버의 구성을 나타낸 사시도, 및
도5는 도4의 유체 혼합용 챔버 내부에서 유체의 유동력에 의한 탄성부재의 동작을 설명하기 위한 단면도이다.1 is a perspective view showing the configuration of a chamber for mixing a fluid according to an embodiment of the present invention;
2a and 2b are cross-sectional views for explaining the operation of the elastic member by the flow force of the fluid inside the fluid mixing chamber of Fig. 1, respectively;
3a to 3c are views showing the results of computationally simulating the mixing degree of a plurality of fluids in the fluid mixing chamber according to FIG.
4 is a perspective view showing the configuration of a fluid mixing chamber according to a second embodiment of the present invention, and
5 is a cross-sectional view for explaining the operation of the elastic member by the flow force of the fluid inside the fluid mixing chamber of FIG.

이하에서는, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 이용하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

(제1실시예)(Example 1)

도1은 본 발명의 일실시예에 따른 유체 혼합용 챔버의 구성을 나타낸 사시도이고, 도2a와 도2b는 각각 도1의 유체 혼합용 챔버 내부에서 유체의 유동력에 의한 탄성부재의 동작을 설명하기 위한 단면도이며, 도3a 내지 도3c는 각각 도1에 따른 유체 혼합용 챔버 내부에서 복수의 유체가 혼합되는 정도를 전산적으로 모사한 결과를 탄성부재가 있는 경우와 없는 경우를 대비하여 나타낸 도면이다. 1 is a perspective view illustrating the configuration of a fluid mixing chamber according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 2a and 2b are respectively illustrating the operation of the elastic member by the fluid flow force inside the fluid mixing chamber of FIG. 1 3a to 3c are diagrams showing the results of computationally simulating the mixing degree of a plurality of fluids in the fluid mixing chamber according to FIG. 1 for the case with and without the elastic member, respectively. to be.

본 발명의 제1실시예에 따른 유체 혼합용 챔버는 챔버 본체(10), 상기 챔버 본체(10)의 일측에 연결된 복수의 유입관(20,30), 상기 챔버 본체(10)의 타측에 연결된 배출관(40), 및 상기 챔버 본체(10)의 내부에 삽입되는 탄성부재(50)를 포함하여 구성된다.The chamber for mixing fluid according to the first embodiment of the present invention includes a chamber body 10 , a plurality of inlet pipes 20 and 30 connected to one side of the chamber body 10 , and the other side of the chamber body 10 . It is configured to include a discharge pipe 40, and an elastic member 50 inserted into the interior of the chamber body (10).

상기 챔버 본체(10)는 내부에 유체가 유동되는 유로를 형성하는 관형의 유체 혼합공간(12)이 형성되고, 상기 챔버 본체(10)의 일측에는 서로 다른 유체가 상기 유체 혼합공간(12)으로 유입되도록 하는 복수의 유입구(22,32)가 형성되며, 상기 챔버 본체(10)의 타측에는 상기 유체 혼합공간(12)에 유입된 유체가 혼합되어 배출되는 배출구(42)가 형성된다.The chamber body 10 has a tubular fluid mixing space 12 that forms a flow path through which a fluid flows therein, and different fluids flow into the fluid mixing space 12 on one side of the chamber body 10 . A plurality of inlets 22 and 32 for inflow are formed, and an outlet 42 through which the fluid introduced into the fluid mixing space 12 is mixed and discharged is formed on the other side of the chamber body 10 .

본 실시예의 경우 일예로서 상기 복수의 유입구(22,32)는 제1유체가 유입되는 제1유입구(22)와 상기 제1유체와 종류가 다른 제2유체가 유입되는 제2유입구(32)의 2개로 구성되나, 필요에 따라서는 상기 복수의 유입구는 3개 이상으로 이루어질 수도 있다.In this embodiment, as an example, the plurality of inlets 22 and 32 include a first inlet 22 through which the first fluid flows and a second inlet 32 through which a second fluid different from the first fluid flows. It is composed of two, but if necessary, the plurality of inlets may be formed of three or more.

또한, 상기 유입구(22,32)와 배출구(42)는 후술하는 바와 같이 상기 제1,2유체의 혼합이 잘 이루어지도록 하기 위하여 상기 유체 혼합공간(12)의 직경보다 작은 직경을 가지도록 구성되는 것이 바람직하며, 상기 복수의 유입구(12,32)와 배출구(42) 중 적어도 어느 하나는 상기 유체 혼합공간(12)과 수직 방향으로 연통되도록 구성되는 것이 더욱 바람직하다.In addition, the inlets 22 and 32 and the outlet 42 are configured to have a smaller diameter than the diameter of the fluid mixing space 12 in order to ensure that the first and second fluids are mixed well, as will be described later. Preferably, at least one of the plurality of inlets 12 and 32 and the outlets 42 is more preferably configured to communicate with the fluid mixing space 12 in a vertical direction.

또한, 상기 유체 혼합공간(12)의 내벽면에는 후술하는 바와 같이 제1,2유체의 혼합이 잘 이루어질 수 있도록 나선형의 유동홈(13)이 형성될 수 있는데, 상기 유동홈(13)은 후술하는 탄성부재(50)의 나선 형상과 대비할 때 피치나 폭 등이 상이하게 형성되는 것이 더욱 바람직하다.In addition, a spiral flow groove 13 may be formed on the inner wall surface of the fluid mixing space 12 so that the first and second fluids can be mixed well as will be described later. The flow groove 13 will be described later. In contrast to the spiral shape of the elastic member 50, it is more preferable that the pitch or width is formed differently.

이때, 상기 챔버 본체(10)는 금속이나 합성수지 재질로 구성될 수 있는데, 본 실시예에서는 상기 유체가 산성이나 알칼리성 유체, 또는 기타 고반응성 화학 케미컬 유체인 경우를 대비하여 상기 챔버 본체(10)를 일예로서 내부식성, 내화학성 재질인 테프론(Teflon) 재질로 구성하였다. At this time, the chamber body 10 may be made of a metal or synthetic resin material. In this embodiment, the chamber body 10 is prepared in case the fluid is an acidic or alkaline fluid, or other highly reactive chemical and chemical fluids. As an example, it was made of a corrosion-resistant and chemical-resistant material, Teflon.

또한, 상기 복수의 유입관(20,30)의 경우에도 본 실시예의 경우 일예로서 상기 제1유체가 유입되는 제1유입관(20)과 상기 제2유체가 유입되는 제2유입관(30)으로 구성된다.In addition, in the case of the plurality of inlet pipes 20 and 30, as an example in this embodiment, the first inlet pipe 20 through which the first fluid flows and the second inlet pipe 30 through which the second fluid flows. is composed of

또한, 상기 제1,2유입관(20,30)은 각각 제1결속구(21)와 제2결속구(31)에 의하여 상기 챔버 본체(10)의 외면 일측에 결합될 수 있는데, 상기 결합에 의하여 제1,2유입관(20,30)이 각각 제1,2유입구(22,32)와 연통됨으로써 서로 다른 종류의 유체인 제1,2유체가 상기 유체 혼합공간(12)으로 유입된다.In addition, the first and second inlet pipes 20 and 30 may be coupled to one side of the outer surface of the chamber body 10 by a first binding hole 21 and a second binding hole 31, respectively. As a result, the first and second inlets 20 and 30 communicate with the first and second inlets 22 and 32, respectively, so that the first and second fluids, which are different types of fluid, are introduced into the fluid mixing space 12 . .

이때, 상기 제1,2결속구(21,31)는 금속이나 합성수지 재질로 구성될 수 있는데, 본 실시예에서는 상기 유체가 산성이나 알칼리성 유체, 또는 기타 고반응성 화학 케미컬 유체인 경우를 대비하여 상기 제1,2결속구(21,31)를 일예로서 내부식성, 내화학성 재질인 테프론(Teflon) 재질로 구성하였다. In this case, the first and second binding holes 21 and 31 may be made of metal or synthetic resin material. In this embodiment, in case the fluid is an acidic or alkaline fluid, or other highly reactive chemical and chemical fluid, The first and second binding spheres 21 and 31 are made of Teflon, which is a corrosion-resistant and chemical-resistant material as an example.

또한, 상기 제1,2결속구(21,31)의 경우 도면에서는 도시하지 않았으나, 유입되는 유체가 챔버 본체(10) 외부로 누설되는 것을 방지하기 위하여 개스킷(미도시) 등이 포함되도록 구성될 수 있다.In addition, in the case of the first and second binding holes 21 and 31 , although not shown in the drawing, a gasket (not shown) may be included in order to prevent the inflowing fluid from leaking to the outside of the chamber body 10 . can

또한, 상기 배출관(40)은 제3결속구(41)에 의하여 상기 챔버 본체(10)의 외면 타측에 결합될 수 있는데, 상기 결합에 의하여 배출관(40)은 상기 배출구(42)와 연통됨으로써 유체 혼합공간(12)을 유동하면서 혼합된 제1,2유체의 혼합유체가 외부로 배출된다.In addition, the discharge pipe 40 may be coupled to the other side of the outer surface of the chamber body 10 by the third binding hole 41 , and the discharge pipe 40 communicates with the discharge port 42 by the coupling, thereby providing a fluid The mixed fluid of the first and second fluids mixed while flowing through the mixing space 12 is discharged to the outside.

이때, 상기 제3결속구(41)도 금속이나 합성수지 재질로 구성될 수 있는데, 본 실시예에서는 상기 유체가 산성이나 알칼리성 유체, 또는 기타 고반응성 화학 케미컬 유체인 경우를 대비하여 상기 제3결속구(41)를 일예로서 내부식성, 내화학성 재질인 테프론(Teflon) 재질로 구성하였다. At this time, the third binding sphere 41 may also be made of a metal or synthetic resin material. In this embodiment, in case the fluid is an acidic or alkaline fluid, or other highly reactive chemical fluid, the third binding sphere (41) as an example was composed of a corrosion-resistant, chemical-resistant material, Teflon (Teflon) material.

또한, 상기 제3결속구(41)의 경우에도 도면에서는 도시하지 않았으나, 배출되는 유체가 챔버 본체(10) 외부로 누설되는 것을 방지하기 위하여 개스킷(미도시) 등이 포함되도록 구성될 수 있다.Also, although not shown in the drawings, the third binding hole 41 may also include a gasket (not shown) to prevent the discharged fluid from leaking to the outside of the chamber body 10 .

한편, 상기 탄성부재(50)는 중앙부에 중공이 형성된 나선 코일 형상으로 이루어지고 스프링과 같이 외력에 의하여 길이 방향으로 탄성적으로 신축이 가능하도록 구성되는데, 상기 챔버 본체(10)의 타측에 형성된 삽입공(11)을 통하여 상기 유체 혼합공간(12) 내부로 삽입된다.On the other hand, the elastic member 50 is made of a spiral coil shape with a hollow formed in the center and is configured to be elastically stretchable in the longitudinal direction by an external force like a spring. It is inserted into the fluid mixing space 12 through the ball 11 .

이때, 상기 삽입공(11)은 제3결속구(41)가 챔버 본체(10)에 결합되거나 분리되는 것에 의하여 개폐될 수 있다.In this case, the insertion hole 11 may be opened and closed by the third binding hole 41 being coupled to or separated from the chamber body 10 .

또한, 상기 탄성부재(50)는 금속이나 합성수지 재질로 구성될 수 있는데, 본 실시예에서는 상기 유체가 산성이나 알칼리성 유체, 또는 기타 고반응성 화학 케미컬 유체인 경우를 대비하여 상기 탄성부재(50)를 일예로서 내부식성, 내화학성 재질인 테프론(Teflon) 재질로 구성하였다. In addition, the elastic member 50 may be made of a metal or synthetic resin material. In this embodiment, the elastic member 50 is provided in case the fluid is an acidic or alkaline fluid, or other highly reactive chemical and chemical fluids. As an example, it was made of a corrosion-resistant and chemical-resistant material, Teflon.

또한, 상기 탄성부재(50)는 전체 길이가 상기 유체 혼합공간(12)의 길이보다 짧고 외경이 상기 유체 혼합공간(12)의 내경보다 작도록 구성되는 것이 바람직한데, 이와 같은 구성에 의하여 상기 탄성부재(50)는 유체의 유동력에 의하여 상기 유체 혼합공간(12)의 내부에서 유체의 유동 방향(즉, 유입구에서 배출구 방향 또는 그 역 방향)을 따라 이동 가능하도록 삽입된다. In addition, the elastic member 50 is preferably configured such that the overall length is shorter than the length of the fluid mixing space 12 and the outer diameter is smaller than the inner diameter of the fluid mixing space 12. The member 50 is inserted so as to be movable in the fluid mixing space 12 by the flow force of the fluid along the fluid flow direction (ie, the inlet to the outlet direction or a reverse direction thereof).

상기와 같이 구성되는 본 실시예에 따른 유체 혼합용 챔버의 경우 상기 제1,2유입구(22,32)를 통해 각각 유체 혼합공간(12)의 일측으로 유입되는 제1,2유체의 일부는 상기 탄성부재(50)의 선단을 따라 형성되는 나선형 유로를 따라 유동하고, 다른 일부는 상기 유체 혼합공간(12)의 내면(즉, 유동홈)과 탄성부재(50)의 외면 사이에 형성되는 나선형 유로를 따라 유동하며, 나머지는 탄성부재(50)의 중앙부에 형성된 중공형 유로를 따라 유동하게 된다.In the case of the fluid mixing chamber according to this embodiment configured as described above, a portion of the first and second fluids introduced into one side of the fluid mixing space 12 through the first and second inlets 22 and 32, respectively, is It flows along a spiral flow path formed along the front end of the elastic member 50 , and the other part is a spiral flow path formed between the inner surface (ie, flow groove) of the fluid mixing space 12 and the outer surface of the elastic member 50 . and flows along the hollow flow path formed in the central portion of the elastic member 50 .

이때, 상기 유동홈(13)은 앞서 설명한 바와 같이 탄성부재(50)와 피치나 폭 등이 상이하게 형성되기 때문에 상기 탄성부재(50)의 선단을 따른 나선형 유로와, 상기 유체 혼합공간(12)의 내면과 탄성부재(50)의 외면 사이의 유로는 별개의 유로를 형성할 수 있게 된다.At this time, since the flow groove 13 is formed to have a different pitch or width from the elastic member 50 as described above, a spiral flow path along the front end of the elastic member 50 and the fluid mixing space 12 . The flow path between the inner surface of the and the outer surface of the elastic member 50 can form a separate flow path.

따라서, 본 실시예에 따른 유체 혼합용 챔버는 제1,2유입구(22,32)를 통해 유입되는 제1,2유체가 직경이 넓은 유체 혼합공간(12)으로 유입되는 과정에서 확대관 유동의 특성상 각각의 유동 특성을 상실하게 됨으로써 1차적으로 혼합이 이루어질 수 있는데, 본 실시예에서와 같이 제2유입구(32)가 유체 혼합공간(12)이나 제1유입구(22)와 수직으로 배치될 경우 더욱 상기 제1,2유체는 더욱 용이하게 혼합될 수 있다.Therefore, in the fluid mixing chamber according to the present embodiment, in the process in which the first and second fluids introduced through the first and second inlets 22 and 32 are introduced into the fluid mixing space 12 having a wide diameter, the flow of the expansion tube is reduced. As each flow characteristic is lost, mixing can be performed primarily. As in this embodiment, when the second inlet 32 is vertically disposed with the fluid mixing space 12 or the first inlet 22 Further, the first and second fluids can be mixed more easily.

또한, 본 실시예에 따른 유체 혼합용 챔버는 상기 유입구(22,32)를 통해 유입된 서로 다른 종류의 제1,2유체가 앞서 설명한 3가지 종류의 유로를 따라 유동하면서 추가적으로 혼합이 이루어지게 되는데, 상기 3가지 종류의 유로는 각각 다른 단면 형상, 단면적, 및 길이를 가질 뿐만 아니라 각 유로간의 경계도 없기 때문에 각각의 유체가 상기 유입구(22,32)를 통해 유입될 때의 유동 특성이 거의 상실되고 각 유로의 경계에서 혼류가 발생됨으로써 챔버 본체(10)의 길이(즉, 유체 혼합공간의 길이)가 짧은 경우에도 상기 제1,2유체는 매우 균일하게 혼합될 수 있게 된다. In addition, in the fluid mixing chamber according to the present embodiment, different types of first and second fluids introduced through the inlets 22 and 32 flow along the three types of flow paths described above, and additional mixing is performed. , because the three types of flow passages have different cross-sectional shapes, cross-sectional areas, and lengths, and there is no boundary between the flow passages, the flow characteristics when each fluid is introduced through the inlets 22 and 32 are almost lost. and mixed flow occurs at the boundary of each flow path, so that even when the length of the chamber body 10 (ie, the length of the fluid mixing space) is short, the first and second fluids can be mixed very uniformly.

또한, 본 실시예에 따른 유체 혼합용 챔버의 경우 상기 탄성부재(50)가 유체 혼합공간(12)을 유동하는 유체의 유동력에 의하여 도2a에 도시한 바와 같이 상기 탄성부재(50)가 유동 방향을 따라 이동하게 되는데, 구체적으로는 유입되는 유체의 유동력에 의하여 유입구측에서 배출구 방향으로 이동하고 직경이 좁은 배출구측에서 역류하는 유체의 유동력에 의하여 배출구측에서 유입구 방향으로 이동하게 된다.In addition, in the case of the fluid mixing chamber according to the present embodiment, the elastic member 50 is moved by the flow force of the fluid flowing through the fluid mixing space 12 , as shown in FIG. 2A . It moves along the direction, specifically, it moves from the inlet side to the outlet side by the flow force of the inflowing fluid, and moves from the outlet side to the inlet direction by the flow force of the fluid flowing back from the outlet side with a narrow diameter.

또한, 상기 탄성부재(50)는 상술한 바와 같이 유동 방향을 따라 이동하는 과정에서 유체의 유동력에 의하여 도2b에 도시한 바와 같이 길이 방향으로 신축하게 되는데, 이와 같은 탄성부재(50)의 이동 및 신축 운동은 외부 동력에 의해 동작되는 교반기(agitator)와 유사하게 유동하는 유체를 상기 유체 혼합공간(12)의 길이 방향으로 휘젓는 기능을 수행함으로써 유체 혼합공간(12)을 유동하는 제1,2유체가 더욱 균일하게 혼합될 수 있도록 한다.In addition, the elastic member 50 expands and contracts in the longitudinal direction as shown in FIG. 2B by the flow force of the fluid in the process of moving along the flow direction as described above. And the expansion and contraction movement is similar to an agitator operated by an external power to perform a function of stirring the flowing fluid in the longitudinal direction of the fluid mixing space 12, so that the first and second flowing fluid mixing space 12 This allows the fluid to be mixed more uniformly.

상술한 바와 같은 본 실시예에 따른 유체 혼합용 챔버의 유동 특성을 확인하기 위하여 유체 혼합공간(12) 내부에 탄성부재(50)를 삽입하지 않은 경우와 삽입한 경우에 대한 유동특성을 전산적으로 테스트 하였으며, 그 결과를 도3a 내지 도3c에 도시하였다.In order to check the flow characteristics of the fluid mixing chamber according to the present embodiment as described above, the flow characteristics for the case where the elastic member 50 is not inserted and the case where the elastic member 50 is inserted into the fluid mixing space 12 are calculated computationally. was tested, and the results are shown in FIGS. 3A to 3C.

각각의 도면에서 (a)가 탄성부재(50)를 삽입하지 않은 경우이고 (b)가 탄성부재(50)를 삽입한 경우인데, 탄성부재(50)를 삽입한 경우에 제1,2유체의 혼합이 현저히 균일하게 이루어짐을 확인할 수 있었다.In each figure, (a) is a case in which the elastic member 50 is not inserted and (b) is a case in which the elastic member 50 is inserted. It was confirmed that the mixing was remarkably uniform.

(제2실시예)(Example 2)

도4는 본 발명의 제2실시예에 따른 유체 혼합용 챔버의 구성을 나타낸 사시도이고, 도5는 도4의 유체 혼합용 챔버 내부에서 유체의 유동력에 의한 탄성부재의 동작을 설명하기 위한 단면도이다.4 is a perspective view showing the configuration of a fluid mixing chamber according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a cross-sectional view for explaining the operation of the elastic member by the flow force of the fluid in the fluid mixing chamber of FIG. to be.

본 실시예의 경우 배출관(40)의 연결구조와 유체 혼합공간(12)의 구성에 있어서만 제1실시예와 차이가 있기 때문에 이하에서는 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호를 부여하고 중복된 설명은 생략하기로 한다.In the case of this embodiment, since there is a difference from the first embodiment only in the connection structure of the discharge pipe 40 and the configuration of the fluid mixing space 12, the same reference numerals are given to the same components below, and the overlapping description is omitted. decide to do

본 실시예에 따른 유체 혼합용 챔버의 경우 배출구(42)에서 유체 혼합이 더 잘 이루어질 수 있도록 상기 배출구(42)가 유체 혼합공간(12)과 수직으로 연통되도록 구성하였다.In the case of the chamber for mixing fluid according to the present embodiment, the outlet 42 is configured to vertically communicate with the fluid mixing space 12 so that the fluid can be mixed better at the outlet 42 .

이 경우, 상기 챔버 본체(10)의 타측에는 탄성부재(50)가 삽입되는 삽입공(11)을 개폐하기 위한 제4결속구(60)를 더 포함하게 되는데, 상기 제4결속구는 앞서 설명한 제1결속구 내지 제3결속구와 마찬가지로 금속이나 합성수지 재질로 이루어질 수 있다. In this case, the other side of the chamber body 10 further includes a fourth binding sphere 60 for opening and closing the insertion hole 11 into which the elastic member 50 is inserted. Like the first binding sphere to the third binding sphere, it may be made of a metal or synthetic resin material.

또한, 본 실시예에 따른 유체 혼합용 챔버의 경우 상기 유체 혼합공간(12)은 일측이 상기 복수의 유입구(22,32)와 연통되는 제1유체 혼합공간(12a)과, 일측이 상기 제1유체 혼합공간(12a)의 타측과 연통되고 타측이 상기 배출구(42)와 연통되는 제2유체 혼합공간(12b)으로 이루어진다.In addition, in the case of the chamber for mixing fluid according to the present embodiment, the fluid mixing space 12 has a first fluid mixing space 12a in communication with the plurality of inlets 22 and 32 on one side, and the first side on one side. It consists of a second fluid mixing space 12b that communicates with the other side of the fluid mixing space 12a and the other side communicates with the outlet 42 .

이때, 상기 제2유체 혼합공간(12b)의 내경은 상기 제1유체 혼합공간(12a)의 내경 보다 크게 구성됨으로써, 앞서 설명한 방식으로 제1유체 혼합공간(12a)에서 확대관 유동 특성에 의해 혼합된 제1,2유체가 제2유체 혼합공간(12b)으로 유입되는 과정에서도 확대관 유동 특성에 의해 한번 더 혼합되는 효과를 얻을 수 있게 된다.At this time, the inner diameter of the second fluid mixing space 12b is configured to be larger than the inner diameter of the first fluid mixing space 12a, so that in the first fluid mixing space 12a in the manner described above, mixing is performed by the flow characteristics of the enlarged pipe. Even in the process in which the first and second fluids are introduced into the second fluid mixing space 12b, it is possible to obtain the effect of being mixed once more due to the flow characteristics of the enlarged pipe.

이때, 상기 탄성부재(50)는 상기 제2유체 혼합공간(12b)의 내부에 삽입되며, 상기 제2유체 혼합공간(12b)의 내면에는 앞서 설명한 상기 유동홈(13)이 형성될 수 있다.In this case, the elastic member 50 is inserted into the second fluid mixing space 12b, and the aforementioned flow groove 13 may be formed on the inner surface of the second fluid mixing space 12b.

10 : 챔버 본체 12 : 유체 혼합공간
22 : 제1유입구 32 : 제2유입구
42 : 배출구 50 : 탄성부재10: chamber body 12: fluid mixing space
22: first inlet 32: second inlet
42: outlet 50: elastic member

Claims (5)

내부에 관형의 유체 혼합공간이 형성된 챔버 본체;
상기 유체 혼합공간에 서로 다른 종류의 유체가 유입되도록 상기 챔버 본체의 일측에 형성된 복수의 유입구;
상기 유체 혼합공간에 유입된 유체가 혼합되어 배출되도록 상기 챔버 본체의 타측에 형성된 배출구; 및
상기 유체 혼합공간 내부에 상기 유체의 유동 방향인 유체 혼합공간의 길이 방향을 따라 이동 가능하도록 삽입되어, 상기 유체의 유동력에 의하여 길이 방향으로 신축되는 나선 코일형의 탄성부재를 포함하되,
상기 탄성부재는 유체의 유동력에 의하여 유체 혼합공간의 길이 방향으로 이동 가능하도록, 길이가 유체 혼합공간의 길이보다 짧고 외경이 유체 혼합공간의 내경보다 작게 형성되고,
상기 유체 혼합공간의 내면에는 나선형의 유동홈이 형성되며,
상기 유체는 상기 탄성부재의 선단을 따라 형성되는 나선형의 제1유로, 상기 탄성부재의 외면과 유동홈 사이에 형성되는 나선형의 제2유로 및 상기 탄성부재의 중앙부를 따라 형성되는 제3유로로 분리되어 유동하면서, 상기 탄성부재의 이동과 신축에 의하여 혼합되는 것을 특징으로 하는 유체 혼합용 챔버.a chamber body having a tubular fluid mixing space therein;
a plurality of inlets formed at one side of the chamber body so that different types of fluids are introduced into the fluid mixing space;
an outlet formed on the other side of the chamber body so that the fluid introduced into the fluid mixing space is mixed and discharged; and
A spiral coil-type elastic member is inserted into the fluid mixing space to be movable in the longitudinal direction of the fluid mixing space, which is the flow direction of the fluid, and is expanded and contracted in the longitudinal direction by the flow force of the fluid,
The elastic member is formed to be movable in the longitudinal direction of the fluid mixing space by the flow force of the fluid, the length is shorter than the length of the fluid mixing space and the outer diameter is smaller than the inner diameter of the fluid mixing space,
A spiral flow groove is formed on the inner surface of the fluid mixing space,
The fluid is separated into a first spiral flow passage formed along the front end of the elastic member, a spiral second flow passage formed between the outer surface of the elastic member and the flow groove, and a third flow passage formed along the central portion of the elastic member. Fluid mixing chamber, characterized in that it is mixed by the movement and expansion and contraction of the elastic member while flowing. 제1항에 있어서,
상기 유동홈은 나선 형상의 피치 또는 폭 중 적어도 어느 하나가 탄성부재의 나선 형상과 다르게 형성된 것을 특징으로 하는 유체 혼합용 챔버.The method of claim 1,
The flow groove is a fluid mixing chamber, characterized in that at least one of the pitch and width of the spiral shape is formed differently from the spiral shape of the elastic member. 제1항에 있어서,
상기 탄성부재는 내부식성의 테프론 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 유체 혼합용 챔버.The method of claim 1,
The elastic member is a fluid mixing chamber, characterized in that made of a corrosion-resistant Teflon material. 제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 유체 혼합공간은 일측이 상기 유입구와 연통되는 제1유체 혼합공간과, 일측이 상기 제1유체 혼합공간의 타측과 연통되고 타측이 상기 배출구와 연통되는 제2유체 혼합공간으로 구성되되,
상기 제2유체 혼합공간의 내경은 상기 제1유체 혼합공간의 내경 보다 크고,
상기 탄성부재는 상기 제2유체 혼합공간의 내부에 삽입되는 것을 특징으로 하는 유체 혼합용 챔버.4. The method according to any one of claims 1 to 3,
The fluid mixing space includes a first fluid mixing space in which one side communicates with the inlet, and a second fluid mixing space in which one side communicates with the other side of the first fluid mixing space and the other side communicates with the outlet,
The inner diameter of the second fluid mixing space is greater than the inner diameter of the first fluid mixing space,
The elastic member is a fluid mixing chamber, characterized in that inserted into the inside of the second fluid mixing space. 제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 복수의 유입구와 배출구 중 적어도 어느 하나는 상기 유체 혼합공간과 수직 방향으로 연통되는 것을 특징으로 하는 유체 혼합용 챔버.





4. The method according to any one of claims 1 to 3,
At least one of the plurality of inlets and outlets is in communication with the fluid mixing space in a vertical direction.
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