KR20100006552A - 용액혼합장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 용매가 유입될 수 있는 제1유입구와 용질이 유입될 수 있는 제2유입구 및 용매와 용질이 혼합된 혼합용액이 배출될 수 있는 배출구가 형성되어 있는 하우징과, 제1유입구로 유입되는 용매의 수력에 의해 회전 가능하게 구비되고, 제1유입구로 유입되는 용매와 제2유입구로 유입되는 용질의 혼합을 돕는 회전판과 회전판의 회전면에 수직하게 구비되며, 상기 회전판의 회전 중심을 제공하는 기준축을 포함하는 것을 특징으로 하는 용액혼합장치에 관한 것으로서, 본 발명에 따르면, 수력에 의한 회전판의 회전시에 기포발생이 증가되고, 물질간 접촉면적이 늘어나서, 혼합용액의 용해도를 높힐 수 있는 효과가 있다.

용액혼합장치, 혼합

Description

용액혼합장치 {Solution mixer}

본 발명은 용매와 용질 또는 용매와 용매를 혼합하는 혼합장치에 관한 것이다.

실생활이나 산업현장에서 특정 목적으로 사용되기 위해서, 물과 같은 용매에 특정 용질나 용매를 혼합시켜서, 어떤 효과를 발휘할 수 있는 혼합용액을 제조하는 기술이 있다. 예를 들면, 오존 기체를 물에 용해시켜 만든 오존수의 경우 살균,유기농작물 재배 등에 사용되고, 염소용질를 물에 용해시켜 만든 염소수의 경우에는 강한 살균력을 가지므로 산업 폐수처리공정 등에 사용되는 것이 그것이다. 산소를 물에 용해시켜서 산소포화도를 높인 경우에는 관상용 물고기들의 생존에 필수적으로 사용된다.

이러한 혼합용액을 제조하는 장치는 가령, 물과 어떤 용질이 혼합되는 것을 예로 들자면, 이 혼합용액 제조장치는 물이 유입되는 제1유입구와 용질이 유입되는 제2유입구로 구성되고, 유입되는 물과 용질을 혼합하기 위한 혼합장치와 혼합된 혼합용액이 배출되는 배출구로 구성된다. 이러한 혼합용액제조장치의 효율은 그 내부에 구성되는 혼합장치에 의해 좌우되는 것으로서, 이와 같은 혼합장치의 효율을 개 선시키기 위한 기술적 노력이 계속되고 있다. 그 기술적 방법으로 주로 사용되는 것으로는 터빈 교반식 방법, 레디얼 방법, 디퓨져 방법 및 인젝터 방법 등이 있다.

그런데, 터빈 교반식 방법은 전력이 과다하게 소비되며,터빈 구동부가 물속에 잠긴 상태로 유지되므로 유지,관리,보수가 힘든 점이 있다. 레디얼 방법은 터빈 교반식 방법을 개선한 것이나 펌프동력을 이용해야 하며, 디퓨져 방법은 수조의 수두가 5m 이상 유지되어야 높은 효율이 유지되며, 수조의 높이가 낮으면 효율이 떨어지는 점이 있으며, 인젝터 방법은 현재 많이 사용되고 있는 방법이나, 접촉면적과 시간등의 제약을 많이 받아 효율이 떨어지는 문제점이 있다.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해, 자원의 낭비없이 경제적이고 효율적인 혼합용액의 용해가 이루어지는 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 용액혼합장치는, 용매가 유입될 수 있는 제1유입구와 용질이 유입될 수 있는 제2유입구 및 용매와 용질이 혼합된 혼합용액이 배출될 수 있는 배출구가 형성되어 있는 하우징, 상기 제1유입구로 유입되는 용매의 수력에 의해 회전 가능하게 구비되어, 상기 제1유입구로 유입되는 용매와 상기 제2유입구로 유입되는 용질의 혼합을 돕는 회전판 및 상기 회전판의 회전면에 수직하게 구비되며,상기 회전판의 회전 중심을 제공하는 기준축을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 용액혼합장치는, 상기 기준축에 결합되며, 복수의 홀이 형성되어 있는 타공판을 포함하는 것을 또 하나의 특징으로 한다. 상기 타공판은 복수 개로 마련 하되, 각각의 타공판에 형성된 복수의 홀은 서로 다르게 배열되어 있는 것을 또 하나의 특징으로 한다.

상기 회전판에는 복수의 홀이 형성되어 있는 것을 더 구체적인 특징으로 한다. 상기 회전판에는 회전판을 회전시키기 위한 동력원을 더 포함하는 것을 또 하나의 특징으로 한다.

본 발명에 따른 용액혼합장치에 의하면, 회전판 및 타공판의 구성에 의해서 회전시에 용매와 용질의 유동 및 기포발생이 증가되고, 용매와 용질간의 접촉면적이 늘어나서 혼합용액의 용해도를 높힐 수 있는 효과가 있다.

또한 무동력으로 혼합(mixing)을 하므로 기존의 동력을 이용하는 방법에 비해서 상대적으로 동력소비 비용을 줄이는 효과가 있다.

이하 상기 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 본 실시예들을 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 부호가 사용되며, 이에 따른 부가적인 설명은 하기에서 생략된다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 용액혼합장치의 내부측면도이다.도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 용액혼합장치(100)는 하우징(110), 기준축(120),회전판(131,132,133), 타공판(141,142)으로 구성된다.

하우징(110)은 용액혼합장치(100)의 외관을 형성하며, 하우징(110)에는 용매가 유입될 수 있는 제1유입구(111)와 용질이 유입될 수 있는 제2유입구(112) 및 용매와 용질이 혼합된 혼합용액이 배출될 수 있는 배출구(113)가 형성되어 있다.

제1유입구(111)는 용매가 유입되는 부분으로, 이를 통해서 들어온 용매는 제1유입구(111)에서 배출구(150)쪽으로 흐름이 형성된다. 유입되는 용매는 물,유기용매등의 액체일 수 있다.

제2유입구(112)는 하우징내부로 유입되는 또 다른 관으로서, 용질이 들어오게 된다. 유입물질은 용질에 해당하므로 기체, 액체가 가능하다.

배출구(113)는 제1유입구(111)와 제2유입구(112)에서 용매와 용질이 만나서 혼합이 된 후에 혼합용액의 흐름을 통해서 하우징(110) 바깥으로 배출되는 관이다.

기준축(120)은 용매의 전체적인 흐름과 평행한 방향으로 원통형의 하우징(110) 의 중심축에 형성된다.

그리고, 기준축(120)은 후술하게 될 회전판(131,132,133)의 회전면(S)에 수직하게 구비되어, 회전판(131,132,133)과 타공판(141,142)의 회전 중심을 제공한다. 회전판(131,132,133)은 제1유입구(141)로 유입되는 용매의 수력에 의해 회전 가능하고, 상기 제1유입구(111)로 유입되는 용매와 상기 제2유입구(112)로 유입되는 용질이 교반되어 혼합 되는 것을 도우며, 원통형 하우징(110)의 축상에 위치한 기준축(120)에 결합되어 있다.

회전판(131,132,133)의 구체적인 형상은 후술하기로 한다.

타공판(141,142)에는 복수의 홀이 형성되어 있다. 타공판(141,142) 표면에 형성된 복수의 홀에 대해서는 후술하기로 한다. 타공판(141,142)은 혼합용액이 복수의 홀을 통과하며서 기포를 형성하는 역할을 한다.

또한 타공판(141,142)은 회전판(131,132,133)에 나란하게 기준축(120)과 결합한다. 회전판(131,132,133)과 마찬가지로 타공판(141,142)도 원통형 하우징(110)의 축상에 위치한다.

도2를 참고하여, 회전판(131,132,133)과 타공판(141,142)을 보다 상세히 설명한다.

도2A~도2E는 회전판(131,132,133)과 타공판(141,142)의 평면도와 측면도를 도시한 것이다. 그리고, 도2A는 제1회전판(131), 도2B는 제1타공판(141), 도2C는 제2회전판(132), 도2D는 제3회전판(133), 도2E는 제2타공판(142)이다.

회전판(131,132,133)과 제1타공판(141) 표면에는 중심결합홀(131b, 132b, 133b,141b)이 형성되어 있어, 이 홀을 통해서 기준축에 끼워져 결합된다.

제1회전판(131)에는 도2A의 평면도를 참고하면 날개(131a)가 형성되어 있다. 이 날개(131a)는 날카로운 바람개비의 모양을 하고 있다.

바람이 불 때에 바람개비가 돌 듯이 제1회전판의 날개(131a)는 용매의 유동에 의해서 회전한다. 이러한 바람개비 모양을 한 제1회전판(131)의 날개(131a)는 회전을 하면서 유동을 더 증폭시켜서 교반시키는 역할을 한다.

제2회전판(132)은 도2C의 평면도를 보면 날개(132a)가 형성되어 있다. 제2회전판의 날개(132a)는 날카로운 바람개비 모양을 한 제1회전판의 날개(131a)와는 다르게 사각모양을 하고 있다.

제3회전판(133)은 도2D의 측면도를 보면 볼록하게 튀어나온 부분이 있음을 알 수 있다. 이 튀어나온 부분은 회전하면서, 유동을 형성하는 역할을 한다.

또한, 제3회전판(133)은 도2D의 평면도를 보면, 제1회전판(131)과 제2회전판(132)과는 다르게 판 표면에 복수의 홀이 형성되어 있는 것을 확인할 수 있다. 제3회전판(133) 표면에 뚫려 있는 복수의 홀은 기포를 형성한다.

이러한 제3회전판(133)은 회전판(131,132,133)과 타공판(141,142)의 기능을 모두 수행할 수 있다.

제1타공판(141)은 도2B와 평면도를 참고하면, 제1타공판(141)에는 표면에 복수의 홀(141a)이 형성되어 있다. 홀은 2종류인데, 하나는 판 표면에 전체적으로 뚫려 있고, 다른 하나는 상대적으로 크기가 큰 타공이 규칙적으로 뚫려 있다. 이러한 구성은 기포발생을 더 활발하게 하기 위해서 만들어진 것이다.

제2타공판(142)은 도2E의 평면도를 보면 판 표면에 복수의 홀이 형성되어 있고, 제2타공판 표면에 형성된 홀(142a)은 제1타공판 표면에 형성된 홀보다는 그 크기가 크고 홀의 개수는 적게 형성되어 있다.

제2타공판(142)은 유체가 흐르는 방향에서 후미에 있다. 따라서 제2타공판(142)은 기준축(120)에 따라 유동하지 않게 하기 위해서 하우징(110)내벽에 결합되는 것이 바람직하다.

계속해서 위와 같은 구성을 가지는 용액혼합장치(100)의 작동에 대해서 도3을 참고하여 설명한다. 용매는 용액혼합장치(100)와 연결되는 용매 공급원(미도시)으로부터 공급되어서 제1유입구(111)를 통해서 (a)와 같은 방향으로 하우징 내부로 연속적인 흐름이 형성된다. 제2유입구(112)에서 (b)와 같은 방향으로 용질이 하우징 (110)으로 유입된다.

이때 용질은 기체뿐만 아니라 액체도 가능하다. 기체인 경우에는 제2유입구(112)는 기체 발생기 또는 기체저장용기와 연결이 되고, 액체인 경우에는 액체 저장용기 또는 발생기와 연결이 된다.

하우징(110)내에는 회전판(131,132,133)과 타공판(141,142), 기준축(120) 이 있다.

제1유입구(111)를 통해서 용매(a)는 하우징(110)으로 들어오는 유체의 흐름에 의해서 제1회전판(131)은 회전한다. 제1타공판(141)을 통과하면서 기포도 발생한다.

제2유입구(112)를 통해서 용질(b)도 하우징(110)으로 유입되어, 용매(a)와 용질(b)은 회전판에(131,132,133) 의해서 유동과 교반이 일어나고, 타공판(141,142)에 의해서 기포발성이 된다. 기포발생은 용매와 용질간의 표면적을 늘어나게 하여 용해도를 높힌다.

이러한 과정을 통해서 혼합용액(a+b)이 형성된다.수력에 의해 이동하는 용매(a)의 유동에 따라서, 혼합용액(a+b)의 흐름은 배출구(113)방향으로 형성된다.

이 때 회전판(131,132,133)이 회전하므로 모터를 통해서 회전하는데에 드는 전기소비 비용을 줄일 수 있어, 경제적으로도 유용하다.

그리고 용액혼합장치(100)에 부가적으로 동력원(미도시)을 더 구비하여 동력에 의해서 강제회전을 하도록 구성할 수 있고, 또는 동력/무동력을 선택적으로 사용하여 구현할 수도 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.

따라서, 본 발명에 상술된 예는 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의해서 본 발명이 기술사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 아래의 청구범위에 의해서 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 용액혼합장치(100)의 내부측면도이다.

도 2A~2E 는 본 장치의 회전판(131,132,133)과 타공판(141,142)의 측면도와 평면도이다.

도 3은 본 발명의 사용 예에 따른 용액혼합장치(100)의 작용도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

용액혼합장치(100)

하우징(110)

기준축(120)

회전판(131,132,133)

타공판(141,142)

Claims (5)

1. 용매가 유입될 수 있는 제1유입구와 용질이 유입될 수 있는 제2유입구 및 용 매와 용질이 혼합된 혼합용액이 배출될 수 있는 배출구가 형성되어 있는 하우징; 상기 제1유입구로 유입되는 용매의 수력에 의해 회전 가능하게 구비되어, 상기 제1유입구로 유입되는 용매와 상기 제2유입구로 유입되는 용질의 혼합을 돕는 회전판;및 상기 회전판의 회전면에 수직하게 구비되며,상기 회전판(122)의 회전 중심을 제공하는 기준축; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 용액혼합장치
2. 제1항에 있어서,

   상기 기준축에 결합되며,복수의 홀이 형성되어 있는 타공판; 을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 용액혼합장치
3. 제2항에 있어서,

   상기 타공판은 복수 개로 마련하되, 각각의 타공판에 형성된 복수의 홀은 서로 다르게 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 용액혼합장치
4. 제1항에 있어서,

   상기 회전판에는 복수의 홀이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 용액혼합장 치
5. 제1항에 있어서,

   상기 회전판에는 회전판을 회전시키기 위한 동력원; 을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 용액혼합장치

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