KR20110054058A

KR20110054058A - 나선식 유체혼합기 및 나선식 유체혼합기를 이용한 장치

Info

Publication number: KR20110054058A
Application number: KR20117008672A
Authority: KR
Inventors: 토시히로 하나다
Original assignee: 아사히 유키자이 고교 가부시키가이샤
Priority date: 2008-10-20
Filing date: 2009-07-29
Publication date: 2011-05-24
Also published as: US20110199855A1; JP4667540B2; EP2347818A4; WO2010047167A1; EP2347818A1; US9138697B2; KR101263395B1; JPWO2010047167A1; CN102186570A

Abstract

유체 흐름방향의 농도분포나 온도분포를 얼룩없이 균일화하여 혼합할 수 있고, 컴팩트하고 배관시공이 용이한 나선식 유체혼합기를 제공한다. 이 나선식 유체혼합기는, 유체입구와, 상기 유체입구에 접속하는 제1 유로와, 상기 제1 유로에 접속하는 제1 나선유로와, 상기 제1 나선유로로부터 분기하는 복수의 분기유로와, 상기 복수의 분기유로가 각각 접속하는 제2 나선유로와, 상기 제2 나선유로에 접속하는 제2 유로와, 상기 제2 유로에 접속하는 유체출구를 구비하고, 상기 복수의 분기유로는, 상기 제1 나선유로의 서로 다른 위치로부터 각각 분기하고, 상기 제2 나선유로의 서로 다른 위치에서 상기 제2 나선유로와 각각 접속되는 것을 특징으로 한다.

Description

나선식 유체혼합기 및 나선식 유체혼합기를 이용한 장치{HELICAL FLUID MIXER AND DEVICE USING HELICAL FLUID MIXER}

본 발명은, 화학공장, 반도체 제조분야, 식품분야, 의료분야, 바이오 분야 등 각종 산업에서의 유체수송배관에 사용되는 나선식 유체혼합기에 관한 것으로, 특히 유체 흐름방향의 농도분포나 온도분포를 얼룩없이 균일화하여 혼합시킬 수 있는 나선식 유체혼합기 및 나선식 유체혼합기를 이용한 장치에 관한 것이다.

종래, 배관내에 장착하여 관내를 흐르는 유체를 균일하게 혼합하는 방법으로서, 도 12에 나타내는 바와 같이, 비틀림 날개형상의 스태틱 믹서 엘리먼트(static mixer element)(81)를 이용한 것이 일반적이었다(예를 들어, 일본특허공개공보 2001-205062호 참조). 통상, 스태틱 믹서 엘리먼트(81)는, 직사각형판을 그 긴 축선을 기선(基線)으로 180도 비튼 것을 최소단위부재로 하여, 복수개의 최소단위부재를 비틀림 방향이 번갈아 서로 다른 방향이 되도록 일체로 직렬로 결합한 구조를 가지고 있다. 이 스태틱 믹서 엘리먼트(81)를 관(82) 안에 배치하고, 관(82)의 양단부에 메일 커넥터(male connector)(83)를 설치하고, 플레어(85)를 장착하여 체결너트(84)를 조임으로써 스태틱 믹서가 형성된다. 이 때, 스태틱 믹서 엘리먼트(81)의 외경이 관(82)의 내경과 거의 같게 설계되어서 유체가 효과적으로 교반되도록 되어 있다.

하지만, 상기 종래의 스태틱 믹서를 이용한 유체 혼합방법은, 흘러오는 유체를 흐름에 따라 교반하는 구성이기 때문에, 도 13의 (a)에 나타내는 바와 같이, 배관 직경방향의 농도분포를 얼룩없이 균일화할 수는 있는데, 도 13의 (b)에 나타내는 바와 같이, 축방향(흐름방향)의 농도분포를 얼룩없이 균일화할 수는 없다. 그 때문에, 예를 들어, 스태틱 믹서의 상류측에서 물과 약액을 혼합하여 흘릴 때, 약액의 혼합비가 일시적으로 증가되었을 경우에는 유로 안에서 부분적으로 농도가 진해진 상태에서 스태틱 믹서를 통과한다. 이 때, 직경방향에서는 균일화되어 물과 약액이 교반되어도, 축방향(흐름방향)에서는 유로 안에서 부분적으로 농도가 진해진 부분은 거의 희석되지 않고, 진해진 상태 그대로 하류측으로 흘러버린다(도 13의 (b) 참조). 이에 의해, 반도체 세정장치, 특히 반도체 웨이퍼의 표면에 직접 약액을 도포하여 각종 처리를 하는 장치에 접속되었을 경우, 농도가 서로 다른 약액이 반도체 웨이퍼의 표면에 도포되어 불량품의 원인이 되는 문제가 있었다.

이와 같은 축방향(흐름방향)의 농도분포의 얼룩을 피하는 방법으로는, 유로 도중에 탱크를 설치하고 탱크 안에 유체를 일단 모아서 탱크 안의 농도를 균일화시킨 후에 유체를 흘리는 방법(도시하지 않음) 등을 들 수 있다. 하지만, 탱크를 설치하기 위해서는 넓은 공간이 필요하게 되어 장치가 커지는 문제나, 탱크로부터 다시 유체를 수송하기 위해서는 펌프, 배관 등이 필요하기 때문에, 사용하는 부재의 개수가 많아지는 문제나, 배관라인을 시공하기 위한 비용이 발생하는 문제가 있었다. 또한, 이러한 방법에서는 탱크 안에 유체가 체류한다. 유체가 체류하면 박테리아의 발생원인이 되고, 탱크 안에서 발생한 박테리아가 배관라인으로 흘러들어서, 반도체 제조라인에서 반도체 웨이퍼에 부착하여 불량품의 원인이 되는 문제가 있었다.

축방향(흐름방향)의 농도분포의 얼룩을 피하는 다른 방법으로서, 도 14에 나타내는 바와 같이, 유로를 분기하여 유체를 희석하는 분기희석장치가 있다(예를 들어, 일본특허공개공보 H08-146008호 참조). 이 장치는, 가는 관(91) 안을 일정한 속도로 흐르고 있는 시료용액을 분석하는 장치에 있어서, 흐르고 있는 시료를 복수개의 유로로 분기하는 분기부(92)를 유로의 도중에 설치함으로써 시료용액을 분할하고, 각 분기유로의 가는 관(93, 94)의 내경이나 길이를 바꾸어서 검출기(95) 앞의 합류부(96)에서 다시 합류시켜서, 시료용액이 검출되는 시간차를 이용하여 희석하는 것이다.

하지만, 도 14의 종래의 분기희석장치의 기술을 유체수송배관에 사용하는 경우, 관로의 도중에서 분기된 길이가 서로 다른 관로를 설치하여 다시 합류시키는 배관라인을 설치하여야 한다. 이 때문에, 축방향(흐름방향)의 농도분포를 얼룩없이 유로 안에서 균일화하기 위해서는 분기한 유로를 많이 설치하여야 하고, 이 경우, 분기한 배관라인을 설치하는 공간이 커져 버리는 문제가 있었다. 또한, 이와 같은 배관라인을 시공하기 위해서는 부품개수가 많이 필요하여 번잡하고 시간이 걸린다는 문제가 있었다.

본 발명의 목적은, 이상과 같은 종래기술의 문제에 감안하여 이루어진 것으로, 유체 흐름방향의 농도분포나 온도분포를 얼룩없이 균일화하여 혼합할 수 있고, 컴팩트하고 배관시공이 용이한 나선식 유체혼합기 및 나선식 유체혼합기를 이용한 장치를 제공하는 것이다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 구성을 설명하면, 나선식 유체혼합기는, 유체입구와, 상기 유체입구에 접속하는 제1 유로와, 상기 제1 유로에 접속하는 제1 나선유로와, 상기 제1 나선유로로부터 분기하는 복수개의 분기유로와, 상기 복수개의 분기유로가 각각 접속하는 제2 나선유로와, 상기 제2 나선유로에 접속하는 제2 유로와, 상기 제2 유로에 접속하는 유체출구를 구비하고, 상기 복수개의 분기유로는 상기 제1 나선유로의 서로 다른 위치로부터 각각 분기하고, 상기 제2 나선유로의 서로 다른 위치에서 상기 제2 나선유로와 각각 접속하는 것을 제1 특징으로 한다.

나선식 유체혼합기는, 제1 나선홈 및 제2 나선홈이 외주에 형성되고, 복수개의 연결구멍이 상기 제1 나선홈과 상기 제2 나선홈을 각각 연결하도록 형성된 본체부와, 상기 본체부 외주면과 맞물리는 상자체를 구비하고, 상기 본체부 또는 상기 상자체에 상기 제1 나선홈의 일단부에 접속하는 상기 제1 유로 및 상기 제2 나선홈의 일단부에 접속하는 상기 제2 유로가 형성되고, 상기 본체부의 단면 또는 상기 상자체의 외주에 상기 제1 유로와 접속하는 상기 유체입구 및 상기 제2 유로와 접속하는 상기 유체출구가 배치되고, 상기 제1 나선홈 및 상기 상자체의 내주면에 의해 상기 제1 나선유로가 형성되고, 상기 제2 나선홈 및 상기 상자체의 내주면에 의해 상기 제2 나선유로가 형성되며, 상기 연결구멍이 상기 분기유로가 되는 것을 제2 특징으로 한다.

나선식 유체혼합기는, 상기 제1 나선유로가, 상기 제1 유로에 접속한 일단부로부터 타단부를 향하여 유로단면적이 점차 작아지도록 형성되어 이루어지는 것을 제3 특징으로 한다.

나선식 유체혼합기는, 직사각형 부재를 그 긴 축선을 기선으로 하여 180° 이상 비틀린 형상을 가지는 비틀림 날개판과, 상기 비틀림 날개판 측면과 맞물리는 상자체를 구비하고, 상기 비틀림의 날개판 및 상기 상자체 내주면에 의해 상기 제1 나선유로 및 상기 제2 나선유로가 각각 형성되고, 상기 비틀림 날개판에 상기 제1 나선유로와 상기 제2 나선유로를 각각 연결하도록 복수개의 연결구멍이 형성되고, 상기 제1 나선유로의 일단부에 접속하는 상기 제1 유로 및 상기 제2 나선유로의 일단부에 접속하는 상기 제2 유로가 형성되고, 상기 상자체의 외주에 상기 제1 유로와 접속하는 상기 유체입구 및 상기 제2 유로와 접속하는 상기 유체출구가 배치되고, 상기 연결구멍이 상기 분기유로가 되는 것을 제4 특징으로 한다.

나선식 유체혼합기는, 상기 연결구멍 각각의 개구면적이 대략 동일하게 형성되어 이루어지는 것을 제5 특징으로 한다.

상기 상자체에 페룰(ferrule) 이음매부가 설치된 것을 제6 특징으로 한다.

상기 상자체가 2개 이상의 부재로 형성되고, 상기 부재에 각각 플랜지(flange)부가 설치되며, 상기 플랜지부를 클램프(clamp)로 고정한 것을 제7 특징으로 한다.

상기 상자체가 2개의 원통부로 이루어지고, 상기 원통부의 일단부 외주에 플랜지부와, 타단부가 직경축소된 직경축소부가 설치되고, 2개의 상기 원통부의 상기 플랜지부측 개구부에 상기 본체부를 끼워넣고, 각각의 상기 플랜지부를 클램프로 고정한 것을 제8 특징으로 한다.

상기 상자체가, 하부로 개구된 중공실이 설치되고, 상기 중공실에 입구유로와 출구유로가 각각 연결된 몸체와, 상기 중공실의 개구를 폐색하는 덮개체로 이루어지고, 상기 본체부가 상기 상자체의 중공실에 맞물려서 배치된 것을 제9 특징으로 한다.

흐르는 물질의 온도 또는 농도가 경시적으로 변하는 라인에 있어서, 상기 나선식 유체혼합기에 의해 상기 물질의 온도 또는 농도를 균일화하는 것을 제10 특징으로 한다.

상기 물질이, 기체 또는 액체인 것을 제11 특징으로 한다.

적어도 2개 물질의 혼합비율이 경시적으로 변하는 라인에 있어서, 상기 나선식 유체혼합기에 의해 상기 물질의 혼합비율을 균일화하는 것을 제12 특징으로 한다.

적어도 2개 물질이 각각 흐르는 라인의 합류부의 하류측에 상기 나선식 유체혼합기가 배치되어 이루어지는 것을 제13 특징으로 한다.

상기 물질이, 기체, 액체, 고체, 분체 중 어느 하나인 것을 제14 특징으로 한다.

상기 물질이, 적어도 물과, pH 조절제, 액체비료, 표백제, 살균제, 계면활성제 또는 액체약품 중 어느 하나인 것을 제15 특징으로 한다.

상기 물질이, 적어도 제1 액체약품과, 제2 액체약품 또는 금속인 것을 제16 특징으로 한다.

상기 물질이, 적어도 폐액과, pH 조정제, 응집제 또는 미생물인 것을 제17 특징으로 한다.

상기 물질이, 적어도 제1 석유류와, 제2 석유류, 첨가제 또는 물인 것을 제18 특징으로 한다.

상기 물질이, 적어도 접착제와, 경화제인 것을 제19 특징으로 한다.

상기 물질이, 적어도 제1 수지와, 제2 수지, 용제, 경화제 또는 착색제 중 어느 하나인 것을 제20 특징으로 한다.

상기 물질이, 적어도 제1 식품원료와, 제2 식품원료, 식품첨가제, 조미료, 미생물 또는 불연성 가스 중 어느 하나인 것을 제21 특징으로 한다.

상기 물질이, 적어도 공기와, 가연성 가스인 것을 제22 특징으로 한다.

상기 물질이, 적어도 제1 불연성 가스와, 제2 불연성 가스 또는 증기인 것을 제23 특징으로 한다.

상기 물질이, 적어도 물, 액체약품 또는 식품원료 중 어느 하나와, 공기, 불연성 가스 또는 증기 중 어느 하나인 것을 제24 특징으로 한다.

상기 물질이, 제1 합성중간체와, 제2 합성중간체, 첨가제, 액체약품 또는 금속 중 어느 하나인 것을 제25 특징으로 한다.

본 발명의 나선식 유체혼합기의 본체부(11), 원통체(15), 비틀림 날개판(31) 등의 각 부품의 재질은, 수지제이면, 폴리염화비닐, 폴리프로필렌(이하, PP라고 함), 폴리에틸렌 등 중 어느 것이어도 된다. 특히, 유체에 부식성 유체를 이용하는 경우, 폴리테트라플루오로에틸렌(이하, PTFE라고 함), 폴리비닐리덴플루오로라이드, 테트라플루오로에틸렌·퍼플루오로알킬비닐에테르 공중합수지 등의 불소수지인 것이 바람직하고, 불소수지제이면 부식성 유체에 사용할 수 있고, 또한 부식성 가스가 투과하여도 배관부재가 부식할 우려가 없기 때문에 바람직하다. 또한, 본체부 또는 상자체를 형성하는 부재로 투명 또는 반투명한 부재를 이용하여도 되고, 유체의 혼합상태를 육안으로 확인할 수 있기 때문에 바람직하다. 또한, 나선식 유체혼합기에 흘리는 물질에 따라서는, 각 부품의 재질이 철, 동, 동합금, 놋쇠, 알루미늄, 스테인레스 등의 금속이어도 된다.

본 발명은 이상과 같은 구조를 하고 있어서, 아래의 뛰어난 효과를 얻을 수 있다.

(1) 유로 안에서 일시적으로 약액의 농도가 진해지거나 옅어진 상태에서도, 유체 흐름방향의 농도분포를 얼룩없이 균일화하여 혼합할 수 있고, 농도가 안정된 약액을 공급할 수 있어서, 각종 분야에서의 약액농도의 변화에 따른 불량 발생을 방지할 수 있다.

(2) 유로 안에서 일시적으로 유체의 온도가 높아지거나 낮아진 상태에서도, 유체 흐름방향의 온도분포를 얼룩없이 균일화하여 혼합할 수 있고, 온도가 안정된 유체를 공급할 수 있어서, 급탕기(給湯器) 등에서 온도를 보다 안정시키는 동시에 화상 등을 방지할 수 있다.

(3) 나선식 유체혼합기를 소형화할 수 있고, 그 설치공간도 필요최소한으로 할 수 있다.

(4) 배관시공이 용이하고 단시간에 실시할 수 있다.

이하, 첨부도면과 본 발명의 바람직한 실시예의 기재로부터, 본 발명을 한층 충분히 이해할 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예의 나선식 유체혼합기를 나타내는 배관유로의 모식도이다.
도 2는 도 1의 나선식 유체혼합기를 이용하여 유체의 농도를 측정하는 장치를 나타내는 모식도이다.
도 3은 도 2의 나선식 유체혼합기의 상류측 농도를 측정한 그래프이다.
도 4는 도 2의 나선식 유체혼합기의 하류측 농도를 측정한 그래프이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예의 나선식 유체혼합기를 나타내는 종단면도이다.
도 6은 제2 실시예에서의 나선유로의 서로 다른 구조를 나타내는 종단면도이다.
도 7은 본 발명의 제3 실시예의 나선식 유체혼합기를 나타내는 배관유로의 모식도이다.
도 8은 본 발명의 제4 실시예의 나선식 유체혼합기를 나타내는 종단면도이다.
도 9는 본 발명의 제5 실시예의 나선식 유체혼합기를 나타내는 종단면도이다.
도 10은 본 발명의 나선식 유체혼합기를 이용한 장치의 실시예를 나타내는 모식도이다.
도 11은 본 발명의 나선식 유체혼합기를 이용한 장치의 다른 실시예를 나타내는 모식도이다.
도 12는 종래의 스태틱 믹서를 나타내는 종단면도이다.
도 13은 도 12의 스태틱 믹서의 유체 교반상태를 나타내는 모식도이다.
도 14는 종래의 분기희석장치를 나타내는 종단면도이다.

이하, 본 발명의 실시예에 대하여 도면에 나타내는 실시예를 참조하여 설명하는데, 본 발명이 본 실시예에 의해 한정되지 않는 것은 말할 것도 없다.

이하, 도 1을 참조하여, 본 발명의 제1 실시예인 나선식 유체혼합기에 대하여 설명한다.

나선식 유체혼합기는, 유체가 유입하는 유체입구(1)와 유체입구(1)에 접속하는 제1 유로(2)와, 유체가 유출하는 유체출구(3)와 유체출구(3)에 접속하는 제2 유로(4)가 설치되고, 제1 유로(2)에 접속된 제1 나선유로(5)와 제2 유로(4)에 접속된 제2 나선유로(6)가, 각각 나선의 중심이 동심축선상이 되도록 일정한 간격을 두고 배치되어 있다. 제1 나선유로(5) 위에는 제2 나선유로(6) 위의 임의의 위치에 각각 접속하는 분기유로(7a~7e)가 등간격의 거리마다 설치되어 있다. 또한 제1 나선유로(5)와 제2 나선유로(6)의 제1, 제2 유로(2, 4)에 접속되지 않은 단부에는 분기유로(7e)가 접속되어 설치되어 있다. 이 복수의 분기유로(7a~7e)는 제1 나선유로(5) 상의 서로 다른 위치로부터 각각 분기하고, 제2 나선유로(6) 상의 서로 다른 위치에서 제2 나선유로(6)와 각각 접속되어 있다. 본 실시예는 예를 들어, 튜브 등에 의해 배관접속된 것이다.

이어서, 본 발명의 제1 실시예인 나선식 유체혼합기의 작동에 대하여 설명한다.

나선식 유체혼합기의 상류측에서 물과 약액을 혼합하여 일시적으로 약액의 농도가 진해진 상태로 흘렸을 때, 유로 안에서 부분적으로 농도가 진해져서 흐르고 있는 약액은, 유체입구(1)로부터 제1 유로(2)로 유입하여 제1 나선유로(5)로 흘러간다. 농도가 진해진 약액 부분이 제1 나선유로(5)의 분기유로(7a)가 접속한 부분을 흐른 시점에, 그 일부가 분기유로(7a)를 흘러서 제2 나선유로(6)를 통과하여 제2 유로(4)로부터 유체출구(3)로 흐른다. 나머지 약액은 제1 나선유로(5)의 하류측으로 흘러가고, 또한 농도가 진해진 나머지 약액 부분이 분기유로(7b)가 접속한 부분을 흐른 시점에, 그 일부가 분기유로(7b)를 흘러서 제2 나선유로(6)를 통과하여 제2 유로(4)로부터 유체출구(3)로 흐른다. 나머지 약액은 제1 나선유로(5)의 하류측으로 흘러가고, 더욱이 농도가 진해진 나머지 약액 부분은, 분기유로(7b)를 흐른 약액과 마찬가지로, 분기유로(7c)가 접속한 부분을 흐른 시점에, 그 일부가 분기유로(7c)를 흘러서 제2 나선유로(6)를 통과하여 제2 유로(4)로부터 유체출구(3)로 흐른다. 이하, 7a, 7b, 7c와 마찬가지로, 농도가 진해진 나머지 약액 부분은 7d, 7e를 흘러서 제2 나선유로(6)를 통과하여 제2 유로(4)로부터 유체출구(3)로 흘러간다.

이 때, 분기유로(7a)를 흐르는 농도가 진해진 약액의 일부는 다른 농도가 진해진 약액보다 빠르게 유체출구(3)로부터 유출되고, 시간차로 분기유로(7b), 분기유로(7c), 분기유로(7d), 분기유로(7e)의 순으로 농도가 진해진 약액의 일부씩 유체출구(3)로부터 유출하여 간다. 즉, 유로 안에서 부분적으로 농도가 진해져서 흐르고 있는 약액은 나선식 유체혼합기에 의해 시간차로 5개로 분할되어 흐르게 되고, 농도가 진해지지 않은 약액과 각각 섞임으로써 유체 흐름방향의 농도분포를 얼룩없이 균일화하여 혼합할 수 있다. 이 때, 각각의 분기유로의 내경이 대략 동일하면, 농도가 진해진 약액 부분은 거의 5등분으로 분할되기 때문에, 유체 흐름방향의 농도 분포를 얼룩없이 보다 균일화하여 혼합할 수 있다.

한편, 도 1의 본 실시예에서 분기유로(7a, 7b, 7c, 7d, 7e)는 제1, 제2 나선유로(5, 6)의 나선의 축선에 대하여 등간격의 거리마다 설치되어 있는데, 각각의 분기유로(7a, 7b, 7c, 7d, 7e)를 흐르는 유체에 부여하는 시간차를 조절하기 위하여, 접속되는 위치를 자유롭게 설정하거나, 제1, 제2 나선유로(5, 6)를 제1 유로(2) 및 제2 유로(4)와 각각 접속한 일단부로부터 타단부를 향하여 유로단면적이 점차 작아지도록 형성하여도 된다. 분기유로(7a, 7b, 7c, 7d, 7e)의 개수도 특별히 한정되지 않는다. 분기유로(7a, 7b, 7c, 7d, 7e)의 개수를 늘리는 편이 유체 흐름방향의 농도분포를 얼룩없이 보다 미세하게 균일화할 수 있다.

여기서, 농도가 진해진 약액 부분을 나선식 유체혼합기에서 분할하여 유체 흐름방향의 농도분포가 얼룩없이 균일화되는 작용에 대하여 설명한다. 도 2에 나타내는 바와 같이, 2개의 물질인 순수와 약액이 각각 흐르는 라인의 합류부의 하류측에 도 1의 나선식 유체혼합기를 배치한 라인에 있어서, 도 1의 나선식 유체혼합기의 상류측과 하류측에 농도계(100, 101)를 각각 설치하고, 상류측으로부터 순수와 약액을 혼합하여 흘리는 장치를 제작하여, 순수와 약액을 일정한 비율로 흘리고 있는 도중에 순간적으로 약액의 농도를 진하게 한 상태(순수에 대하여 약액의 비율을 크게 함)로 한 후, 원래의 일정한 비율로 흘려서 농도분포의 얼룩을 발생시켰을 때의 상류측과 하류측의 농도를 측정하면 도 3 및 도 4와 같이 된다.

도 3은 나선식 유체혼합기의 상류측에 설치한 농도계(100)의 그래프를 나타내는데, 여기서 가로축은 경과시간, 세로축은 농도이고, 어느 일정 시간에 농도가 진해지는 경우에는, 도면과 같은 피크(h1)가 나타나게 된다. 도 4는 나선식 유체혼합기의 하류측에 설치한 농도계(101)의 그래프를 나타내는데, 농도의 피크가 5개로 분산되고, 피크(h2)의 높이는 약 5분의 1로 되어 있다. 농도의 피크 사이의 간격 t1은, 유체가 제1 나선유로(5) 안에서 분기유로(7a)의 위치를 통과하고 나서 분기유로(7b)에 이를 때까지의 시간에 대응하며, 마찬가지로, t2는 분기유로(7b)로부터 분기유로(7c)까지, t3은 분기유로(7c)로부터 분기유로(7d)까지, t4는 분기유로(7d)로부터 분기유로(7e)에 이르기까지의 시간에 대응한다. 이 때, 제1 나선유로(5) 각각의 분기유로(7a, 7b, 7c, 7d, 7e)에 이를 때까지의 길이를 바꿈으로써 피크(h2)가 나오는 간격(t1~t9)을 변화시킬 수 있으며, 분기유로(7a, 7b, 7c, 7d, 7e)의 개수를 더욱 늘리면 피크(h2)의 높이를 상류측의 피크(h1)에 대하여 분기유로의 개수로 분할한 정도의 높이까지 억제할 수 있다. 한편, 가령 나선식 유체혼합기를 설치하지 않은 경우, 도 3에 나타내어지는 농도의 피크는 유체의 흐름에 의해 약간 떨어지는 경우는 있지만, 피크(h1)는 거의 변하지 않고 흐르게 된다.

한편, 본 실시예에서는 농도분포의 얼룩에 대하여 설명하였는데, 열탕(熱湯)과 냉수를 혼합하였을 때의 온도분포의 흐름방향의 균일화에 대해서도 마찬가지 효과를 얻을 수 있다. 온도분포의 균일화를 목적으로 하여 급탕기 등에 이용하는 것도 가능해지고, 유로 안에서 부분적으로 고온이 된 유체 온도의 흐름방향의 균일화를 실시함으로써, 보다 온도를 안정시켜서 열탕이 흐르는 것에 의한 화상을 방지할 수 있다. 또한, 폐액처리 등에 있어서, 급격한 농도변화가 있으면 처리에 지장을 초래하는 경우나, 어느 일정 이상의 농도를 넘으면 문제가 발생하는 경우에 있어서, 이 배관라인에 본 발명의 나선식 유체혼합기를 이용함으로써 흐름방향의 농도를 균일화할 수 있고, 안정적인 액체배출처리를 할 수 있다. 또한, 흐르는 유체는 기체이어도 되고, 예를 들어, 자동차 배기가스의 정화에 있어서, 엔진을 킬 때나 가속시에 급격하게 배기가스 농도가 진해지는 경우, 정화를 위한 촉매의 부하가 커져서 정화능력이 떨어지는 것을 생각할 수 있는데, 배기가스의 배관라인에 본 발명의 나선식 유체혼합기를 이용함으로써, 흐름방향의 농도를 균일화할 수 있고, 항상 안정적으로 배기가스를 정화할 수 있다. 또한, 나선식 유체혼합기의 유로가 분기와 합류를 반복함으로써, 흐름방향 뿐만 아니라, 직경방향에 대해서도 혼합이 이루어진다. 본 발명에서는 작용 설명의 편의상 유체입구와 유체출구라고 기재하였는데, 유체를 역방향으로 흘려도 마찬가지 효과를 얻을 수 있으며, 이 경우, 유체출구는 유체가 유입하는 입구가 되고, 유체입구는 유체가 유출되는 출구가 된다.

이어서, 도 5를 참조하여, 본 발명의 제2 실시예인 나선식 유체혼합기에 대하여 설명한다.

PTFE제 본체부(11)는 원기둥 형상으로 형성되어 있다. 본체부(11)의 외주면에는 제1 나선홈(12)과 제2 나선홈(13)이 병렬로 설치되어 있고, 제1 나선홈(12)의 각 홈의 사이에 제2 나선홈(13)이, 제2 나선홈(13)의 각 홈의 사이에 제1 나선홈(12)이 배치되어 있다. 제1 나선홈(12)의 바닥면에는 제2 나선홈(13)과 연결되는 복수의 분기유로가 되는 연결구멍(14)이 등간격의 거리마다 설치되어 있다.

PP제 상자체가 되는 원통체(15)는 대략 원통형으로 형성되고, 원통체(15)의 내경은 본체부(11)의 외경과 대략 같은 직경으로 형성되어 있으며, 본체부(11)와 열박음(shrink fitting)에 의해 본체부(11)의 외주면에 밀봉된 상태로 끼워맞춤 고정되어 있다. 본체부(11)에 원통체(15)를 끼워맞춤으로써, 본체부(11)의 제1 나선홈(12)과 원통체(15)의 내주면으로 제1 나선유로(16)가 형성되고, 본체부(11)의 제2 나선홈(13)과 원통체(15)의 내주면으로 제2 나선유로(17)가 형성된다. 원통체(15)의 외주면에는 유체입구(18) 및 유체출구(19)가 설치되고, 유체입구(18)와 본체부(11)의 제1 나선홈(12)의 일단부에 접속하는 제1 유로(20)가 설치되고, 유체출구(19)과 본체부(11)의 제2 나선홈(13)의 일단부에 접속하는 제2 유로(21)가 설치되어 있다.

한편, 상자체인 원통체(15)는 본체부(11)와 밀봉된 상태로 끼워맞추어져 있는 것이면 어떠한 방법으로 끼워맞추어도 되고, 밀봉방법으로는 O-링을 이용하거나, 튜브 등의 연질부재로 이루어지는 원통체(15)를 이용하여 밀착하여도 된다. 또한, 열박음 이외에 용접이나 접착이어도 된다. 또한, 원통체(15)와 본체부(11)의 고정방법은, 바닥이 있는 원통형상의 원통체를 본체부(11)에 끼워맞추어서 캡 너트에 의해 원통체를 시일링으로 본체부(11) 외주면에 밀봉된 상태에서 고정시켜도 되고(도시하지 않음), 원통체(15)에 본체부(11)를 나사결합하여도 된다(도시하지 않음).

이어서, 본 발명의 제2 실시예인 나선식 유체혼합기의 작용에 대하여 설명한다.

나선식 유체혼합기의 상류측으로부터 물과 약액을 혼합하여 흘리고, 일시적으로 약액의 농도가 진해진 상태로 흘렸을 때, 유로 안에서 부분적으로 농도가 진해져서 흐르고 있는 약액은, 유체입구(18)로부터 유입하여 제1 유로(20)를 통하여 제1 나선유로(16)로 흘러간다. 제1 나선유로(16)를 흐르는 부분적으로 농도가 진해진 약액은 각각의 연결구멍(14)에 의해 분할되어 흐르고, 부분적으로 농도가 진해진 약액은 시간차로 제2 나선유로(17)를 흘러서 농도가 진해지지 않은 약액과 각각 섞임으로써 유체 흐름방향으로 균일화되어 혼합되고, 제2 유로(21)를 통하여 유체출구(19)로부터 유출할 수 있다. 제2 실시예의 유체 흐름방향의 농도분포가 얼룩없이 균일화되는 작용은 제1 실시예와 같기 때문에 설명을 생략한다.

본 실시예의 나선식 유체혼합기는, 제1 나선홈(12)의 바닥면과 제2 나선홈(13)의 바닥면을 각각 연결하는 연결구멍(14)을 쉽게 형성할 수 있기 때문에, 연결구멍(14)의 설치위치나 설치하는 개수를 자유롭게 할 수 있고, 흐름의 시간차를 미세하게 균등하게 조절할 수 있으며, 특히 제1, 제2 나선홈(12, 13)의 나선의 감기는 횟수를 늘려서 제1, 제2 나선유로(16, 17)를 길게 형성함으로써, 유체 흐름방향의 농도분포를 얼룩없이 보다 미세하게 균일화할 수 있다. 또한, 본 실시예의 나선식 유체혼합기는, 유로의 복잡함에 비해 가공이 비교적 쉽고, 부품개수도 적기 때문에 쉽게 제조할 수 있다. 또한, 유로구조가 작기 때문에 나선식 유체혼합기를 소형화할 수 있고, 배관 공간을 차지하지 않고 설치할 수 있다. 또한, 나선식 유체혼합기를 배관라인에 접속할 때에도 유체입구(18)와 유체출구(19)에 각각 이음매 등으로 접속하는 것 만으로 시공이 완료되기 때문에, 배관시공이 쉽고, 단시간에 실시할 수 있다.

여기서, 연결구멍(14)은 각각의 유로단면적이 대략 동일하게 형성되어 있는 것이 바람직하다. 이는, 각각의 연결구멍(14)에 의해 분할되는 유체의 유량이 각각 일정하게 흐르기 때문에, 나선식 유체혼합기에 유입한 유체는 연결구멍(14)의 개수로 거의 같게 분할되어 각각 시간차를 두고 합류하여 흐르기 때문에, 농도분포를 얼룩없이 균일화할 수 있어서 바람직하다. 또한, 본 실시예에서는 유체입구(18) 및 유체출구(19)가 원통체(15)의 외주면에 설치되어 있는데, 원통체(15)에 설치하지 않고, 본체부(11)의 단면에 설치하여도 된다.

또한, 도 6에 나타내는 바와 같이, 제1 나선유로(22)를, 제1 유로(24)와 접속한 일단부로부터 타단부를 향하여 유로단면적이 점차 작아지도록 형성하는 것이 바람직하다. 이는, 제1 나선유로(22)를 흐르는 유체는 각각의 연결구멍(26)으로부터 유체가 분할되어 흐름으로써 압력손실이 발생하여 제1 나선유로(22)의 하류측 유속이 떨어지기 쉽기 때문에, 제1 나선유로(22)의 유로단면적을 점차 줄여서 압력손실이 일어나도 유체의 흐름이 일정한 속도로 흐르도록 하여, 분할하여 흐르는 유체의 시간차를 안정시킬 수 있기 때문에 바람직하다. 또한, 제2 나선유로(23)를, 제2 유로(25)와 접속한 일단부로부터 타단부를 향하여 유로단면적이 점차 작아지도록 형성하는 것이 바람직하다. 이는, 제1 나선유로(22)로부터 연결구멍(26)을 통하여 제2 나선유로(23)에 유입한 유체는, 각각의 연결구멍(26)으로부터 유체가 분할하여 흐름으로써 압력손실이 발생하여 제1 나선유로(22)의 하류측 유속이 떨어진 상태에서 유입하기 때문에, 압력손실된 상태에 따라 제2 나선유로(23)의 유로단면적을 점차 줄임으로써 유체의 흐름이 일정한 속도로 흐르도록 하여, 분할하여 흐르는 유체의 시간차를 안정시킬 수 있기 때문에 바람직하다. 한편, 제1, 제2 나선유로(22, 23)의 유로단면적을 줄이는 방법은, 도 6과 같은 본체부(27)의 외주면이 점차 직경축소하도록 설치하고, 이 외주면 형상에 맞춘 원통체(28)를 끼워맞추어서 제1, 제2 나선유로(22, 23)를 형성하여도 되고, 그 밖에도 나선홈의 깊이를 점차 얕게 하여 형성하거나(도시하지 않음), 나선홈의 폭을 점차 좁혀서 형성하거나(도시하지 않음), 이것들을 복합하여 형성하여도 된다.

이어서, 도 7을 참조하여 본 발명의 제3 실시예인 나선식 유체혼합기에 대하여 설명한다.

PP제 비틀림 날개판(31)은 직사각형 부재를 그 긴 축선을 기선으로 하여 5회전 정도 비틀려서 형성되어 있다. 비틀림 날개판(31)에는 등간격의 거리마다 연결구멍(33)이 설치되어 있다. 또한, 비틀림 날개판(31)은 일단부를 기체(基體)(32)에 고정하여 설치되어 있다.

PP제 상자체가 되는 원통체(34)는 바닥이 있는 원통형상으로 형성되고, 원통체(34) 내경은 비틀림 날개판(31)의 외경과 대략 동등한 직경으로 형성되어 있다. 원통체(34)의 외주면에는 유체입구(35) 및 유체출구(36)가 설치되고, 유체입구(35)에 접속하는 제1 유로(37)와 유체출구(36)에 접속하는 제2 유로(38)가 설치되어 있다. 원통체(34)는, 비틀림 날개판(31)과는 열박음에 의해, 비틀림 날개판(31)의 외주면에 밀봉된 상태로 끼워맞춤 고정되어 있다. 또한, 기체(32)에 접속되지 않은 측의 비틀림 날개판(31)의 단부와 원통체(34)의 바닥면 사이에는 분기유로의 하나가 되는 틈이 설치되어 있다. 비틀림 날개판(31)에 원통체(34)를 끼워맞춤으로써, 제1 유로(37)에 연결되는 측의 비틀림 날개판(31)의 표면과 원통체(34)의 내주면으로 제1 나선유로(39)가 형성되고, 제2 유로(38)에 연결되는 측의 비틀림 날개판(31)의 표면과 원통체(34)의 내주면으로 제2 나선유로(40)가 형성된다. 이 때, 비틀림 날개판(31)의 연결구멍(33)이 분기유로가 된다.

한편, 원통체(34)는 비틀림 날개판(31)과 밀봉된 상태로 끼워져 있으면 어떠한 방법으로 끼워맞추어도 되고, 제2 실시예에 기재된 베리에이션(variation) 등을 들 수 있다. 또한, 비틀림 날개판(31)은, 직사각형 부재를 그 긴 축선을 기선으로 하여 180° 이상 비틀린 형상을 가지고 있으면 되고, 직사각형 부재를 비틀어서 성형하지 않고 비틀림 날개판(31)의 형상을 사출성형이나 절삭가공에 의해 성형하여도 된다. 직사각형 부재를 비틀어서 성형하는 경우, 가열 변형이나 프레스 가공 등으로 성형하여도 된다. 비틀림 날개판(31)의 비틀림 회전수는 직사각형 부재를 그 긴 축선을 기선으로 하여 180° 이상 비틀어서 회전된 형상이면 되고, 180° 이상 비틂으로써 원통체(34)와 나선유로가 형성된다. 이 회전수를 늘림으로써 유체 흐름방향의 농도분포를 얼룩없이 보다 미세하게 균일화할 수 있다.

제3 실시예에서 유체 흐름방향의 농도분포가 얼룩없이 균일화되는 작용은 제2 실시예와 같기 때문에 설명을 생략한다. 제2 실시예와 마찬가지로, 연결구멍(33)은 각각의 유로단면적이 대략 동일하게 형성되는 것이 바람직하다. 본 실시예의 비틀림 날개판(31)은 제조방법이 용이하고 단시간에 제작할 수 있으며, 제조비용을 저가로 억제할 수 있다. 또한, 비틀림 날개판(31)의 비틀림 회전수를 바꾼 비틀림 날개판(31)을 형성하는 것도 용이하기 때문에, 비틀림 날개판(31)과 원통체(34)를 조합하여 분해가능하게 설치하여 둠으로써, 비틀림 회전수와 연결구멍(33)을 바꾼 비틀림 날개판(31)을 교환할 수 있게 되어, 혼합하는 유체의 상태에 따라 적절한 유체를 혼합할 수 있기 때문에 바람직하다.

이어서, 도 8을 참조하여, 본 발명의 제4 실시예인 페룰을 이용한 형상의 나선식 유체혼합기에 대하여 설명한다.

SUS 304제의 제1, 제2 원통부(111, 112)는, 제1 원통부(111)의 일단부 외주에는 플랜지부(113)가 설치되고, 타단부 외주에는 축대칭의 위치에 돌출하여 각각 유체입구(117) 및 유체출구(118)가 되는 개구가 설치되어 있다. 유체입구(117)의 외주 및 유체출구(118)의 외주에는 페룰 이음매(114, 115)가 각각 설치되고, 유체입구(117)와 제1 원통부(111)의 내부를 연결하는 제1 유로(125), 유체출구(118)와 제1 원통부(111)의 내부를 연결하는 제2 유로(126)가 설치되어 있다. 제2 원통부(112)는 바닥이 있는 원통형상이고, 개구한 일단부의 외주에는 플랜지부(116)가 설치되어 있다.

SUS 304제 본체부(119)는 원기둥 형상으로 형성되어 있다. 본체부(119)의 외주면에는 제1 나선홈(122)과 제2 나선홈(123)이 병렬로 설치되어 있고, 제1 나선홈(122)의 각 홈 사이에 제2 나선홈(123)이, 제2 나선홈(123)의 각 홈 사이에 제1 나선홈(122)이 배치되어 있다. 제1 나선홈(122)의 바닥면에는 제2 나선홈(123)과 연결되는 복수의 분기유로가 되는 연결구멍(124)이 등간격의 거리마다 설치되어 있다. 본체부(119)의 양단부는 제1, 제2 원통부(111, 112)의 내주면에 맞춘 형상으로 형성되고, 외주는 제1, 제2 원통부(111, 112)의 내주와 대략 같은 직경으로 형성되어 있다. 본체부(119)는 제1, 제2 원통부(111, 112)의 플랜지부(113, 116)의 개구부에 끼워진다. 각 플랜지부(113, 116)의 단면 사이에서 가스켓(gasket; 121)을 끼우고, 플랜지부(113, 116)를 클램프(120)로 고정하고 있다. 제1 원통부(111)의 제1 유로(125)는 본체부(119)의 제1 나선홈(122)이 형성하는 제1 나선유로의 단부에 연결되고, 제2 유로(126)는 본체부(119)의 제2 나선홈(123)이 형성하는 제2 나선유로의 단부에 연결된다. 이 때, 제1, 제2 원통부(111, 112)가 상자체를 형성한다.

한편, 본 실시예의 플랜지부(113, 117)의 접속은 페룰 이음매의 접속방법과 같으며, 페룰 이음매를 사용하여도 된다. 본 실시예의 형상 이외에도 페룰 이음매를 이용하여 조립이 쉽게 나선식 유체혼합기를 형성하여도 된다. 예를 들어, 원통형 상자체의 양단부에 페룰 이음매부를 설치한 상자체에 본체부를 끼워맞춘 구성으로 하여도 된다. 또한, 본체부의 형상을 제3 실시예의 형상으로 하여도 된다(도시하지 않음).

이어서, 제4 실시예의 작용에 대하여 설명한다.

나선식 유체혼합기에 유입한 유체는, 유체입구(117)로부터 본체부(119)의 제1 나선홈(122)이 형성하는 제1 나선유로로 유입한다. 본체부(119) 안의 유로를 흐름으로써 유체 흐름방향의 농도분포가 얼룩없이 균일화되는 작용은 제1 실시예와 같으므로 설명을 생략한다. 균일화된 유체는 제2 나선홈(123)이 형성하는 제2 나선유로를 통과하여 유체출구(118)로부터 유출된다. 이 때, 본 실시예의 유체혼합기는 분해 및 조립이 쉽고, 페룰 이음매부(114, 115)에 의해 배관라인으로의 설치제거가 용이하여서, 특히 분해하여 부품을 세정하여 조립하는 작용이 빈번하게 이루어지는 식품분야에서 바람직하게 사용할 수 있다.

이어서, 도 9를 참조하여, 본 발명의 제5 실시예인 스트레이너(strainer) 형상의 나선식 유체혼합기에 대하여 설명한다.

도면에서, 도면부호 131은 폴리염화비닐(이하, PVC라고 함)제 몸체로서, T형 관형상으로 형성되며, 몸체(131)의 하부에 중공실(132)이 설치되고, 중공실(132)의 축선상의 벽에 받침시트(133)와, 중공실(132)로부터 아래쪽으로 개구하는 개구부(134)를 가진다. 몸체(131)의 양단면에는 플랜지 형상의 유체입구(135) 및 유체출구(136)가 형성되고, 유체입구(135)와 중공실(132)에 각각 연결되는 제1 유로(137)와, 유체출구(136)와 중공실(132)에 각각 연결되는 제2 유로(138)를 가지고 있다.

PVC제 덮개체(139)는 원판형상으로 형성되고, 일단부의 외주에는 차양부(140)가 설치되어 있다.

PVC제 캡너트(141)는 원통형상으로 형성되고, 한쪽 단부 내주에 몸체(131)의 개구부(134) 외주에 설치된 숫나사부에 나사부착되는 암나사부가 설치되어 있고, 또 한쪽 단부에는 내주방향으로 돌출하는 내차양부가 설치되어 있다. 캡너트(141)는, 덮개체(139)의 차양부(140) 단면에 내차양부가 맞닿고, 몸체(131)의 숫나사부에 나사부착함으로써, 덮개체(138)를 고정하고, 이 몸체(131)와 덮개체(139)로 상자체를 형성한다. 한편, 덮개체(139)와 후술하는 본체부(142)는 일체로 설치하여도된다. 또한, 캡너트(141)를 이용하지 않고, 덮개체(139)에 암나사부를 형성하여 몸체(131)에 나사부착하여도 되고, 몸체(131)의 개구부(134)에 암나사부를 설치하여 숫나사부를 가지는 덮개체(139)를 나사부착하여도 된다. 또한, 고정방법도, 나사부착 이외에도 몸체(131)와 덮개체(139)를 고착할 수 있으면, 베이어닛(bayonet)이나 페룰이나 나사 등 특별히 한정되지 않는다.

PVC제 본체부(142)는 원기둥 형상으로 형성되어 있다. 본체부(142)의 외주면에는 제1 나선홈(143)과 제2 나선홈(144)이 병렬로 설치되어 있고, 제1 나선홈(143)의 각 홈 사이에 제2 나선홈(144)이, 제2 나선홈(144)의 각 홈 사이에 제1 나선홈(143)이 배치되어 있다. 제1 나선홈(143)의 바닥면에는 제2 나선홈(144)과 연결되는 복수개의 분기유로가 되는 연결구멍(145)이 등간격의 거리마다 설치되어 있다. 본체부(142)의 외주는 몸체(131)의 중공실(132) 내주와 대략 같은 직경으로 형성되어 있고, 본체부(142)의 한쪽 단부 외주에는 개구부(134)의 내주면과 밀봉되는 O-링을 가지는 고리형상 홈이 설치되어 있다. 본체부(142)는 몸체(131)의 개구부(134)로부터 중공실(132)에 끼워지고, 삽입한 본체부(142)의 단부를 받침시트(133)에 맞닿게 하여, 본체부(142)의 제1 나선홈(143)이 형성하는 제1 나선유로의 단부가 몸체(131)의 제1 유로(137)에 연결되고, 제1 나선홈(144)이 형성하는 제2 나선유로의 단부가 몸체(131)의 제2 유로(138)에 연결되어 있다.

이어서, 제6 실시예의 작용에 대하여 설명한다.

나선식 유체혼합기에 유입한 유체는, 몸체(131)의 유체입구(135)로부터 제1 유로(137)를 통과하여 본체부(142)의 제1 나선홈(143)이 형성하는 제1 나선유로로 유입한다. 본체부(142) 안의 유로를 흐름으로써 유체 흐름방향의 농도분포가 얼룩없이 균일화되는 작용은 제2 실시예와 같기 때문에 설명을 생략한다. 균일화된 유체는 제2 나선홈(144)이 형성하는 제2 나선유로로부터 제2 유로(138)를 통과하여 유체출구(136)로부터 유출된다. 이 때, 본 실시예의 나선식 유체혼합기는 분해 및 조립이 용이하여, 특히 분해하여 부품을 세정하여 조립하는 작업이 빈번하게 이루어지는 식품분야에서 바람직하게 사용할 수 있다.

이어서, 본 발명의 나선식 유체혼합기를 이용한 장치에 대하여 설명한다.

본 발명의 나선식 유체혼합기를 이용한 장치로서, 먼저 흐르는 물질의 온도 또는 농도가 경시적으로 변하는 라인 안에 나선식 유체혼합기가 설치된 장치가 있다. 이는, 예를 들어, 라인 안에 히터가 설치되어 있고, 이 히터로 가열되는 시간축에 대한 유체의 온도에 편차가 발생함으로써 흐르는 유체의 온도가 경시적으로 변하는 경우(도시하지 않음)나, 조(槽) 안에 담근 고형물을 유체 안으로 용출시켜서 유체를 흘리는 라인에서 용출한 농도가 경시적으로 변하고 있는 경우(도시하지 않음) 등에 있어서, 나선식 유체혼합기 안을 흐름으로써 유체의 온도 또는 농도를 균일화할 수 있다. 이 때, 유체로서 흘리는 물질은 기체 또는 유체이면 특별히 한정되지 않는다.

또한, 도 14에 나타내는 바와 같이, 2개의 물질이 각각 흐르는 라인(60, 61)의 합류부(62)의 하류측에 본 발명의 나선식 유체혼합기를 배치한 장치가 있다. 이 장치는 예를 들어, 2개의 물질을 공급하는 펌프(63, 64)가 맥동(脈動)하는 등으로 인해 합류하였을 때의 혼합비율이 경시적으로 변하는 경우나, 고온의 유체와 저온의 유체가 각각 합류하는 라인에서, 고온의 유체가 불균일하게 흘러서 시간축에 대한 유체의 온도에 편차가 발생함으로써 흐르는 유체의 온도가 경시적으로 변하고 있는 경우나, 기정 농도의 유체를 무구(無垢)의 유체와 혼합시키는 라인에서, 혼합유체의 농도가 경시적으로 변하고 있는 경우 등에, 유체혼합기(65)에 의해 물질의 혼합비율을 균일화함으로써 시간축에 대하여 온도나 농도를 일정하게 할 수 있다. 이 때, 유체로서 흘리는 물체는 기체, 액체, 고체, 분체 중 어느 것이면 되고, 고체, 분체는 라인 안을 흐를 수 있어야 하기 때문에, 미리 기체 또는 액체와 혼합되어 있는 것이어도 된다. 한편, 3개 이상의 물질이 흐르는 라인을 합류시킨 장치로 하여 3개 이상의 물질이 나선식 유체혼합기에 의해 혼합되도록 하여도 된다.

또한, 도 15에 나타내는 바와 같이, 2개의 물질이 각각 흐르는 라인(66, 67)의 합류부(68)의 하류측에 본 발명의 나선식 유체혼합기(69)를 배치하고, 나선식 유체혼합기(69)의 하류측에 다른 물질이 흐르는 라인(70)이 합류하는 합류부(71)의 하류측에 다른 나선식 유체혼합기(72)를 배치한 장치이어도 된다. 이는 3개 이상의 물질을 동시에 혼합하면 혼합얼룩이 발생하는 경우 등에 있어서, 처음에 혼합한 2개의 물질을 균일화한 후에 다른 물질을 혼합하여 균일화시킴으로써, 효율적으로 혼합얼룩이 없는 균일한 혼합을 할 수 있는 것이다. 예를 들어, 물과 기름과 계면활성제를 혼합하는 경우, 한번에 전부 섞으면 잘 섞이지 않고 혼합얼룩이 발생하기 때문에, 미리 물과 계면활성제를 혼합한 후에 기름과 혼합함으로써 얼룩없이 균일하게 혼합하거나, 물과 황산을 혼합하여 희석한 후에 그 혼합물과 암모니아 가스를 혼합하여 암모니아 가스를 흡수시키거나, 물과 황산을 혼합하여 희석한 후에 그 혼합물과 규산 소다를 혼합하여 pH를 조정하는 등 바람직하게 혼합을 할 수 있다. 한편, 처음에 3개 이상의 물질을 흘려서 합류시켜도 되고, 도중에 2개 이상의 물질을 합류시켜도 된다. 또한, 마찬가지로, 나선식 유체혼합기를 3개 이상 연결하여 단계적으로 다른 물질을 혼합하여도 된다.

이어서, 본 장치에 의해 혼합하는 물질의 조합의 실시예에 대하여 설명한다.

도 14의 장치에서, 한쪽 물질이 흐르는 라인(60)에는 물, 다른 쪽 물질이 흐르는 라인(61)에는 pH 조정제, 액체비료, 표백제, 살균제, 계면활성제 또는 액체약품 중 어느 하나를 흘림으로써, 나선식 유체혼합기(65)를 이용한 장치에 의해 혼합되어 균일화된다.

이 때의 물은 순수, 증류수, 수돗물, 공업용 물 등 혼합시키는 물질의 조건에 맞는 물이면 특별히 한정되지 않는다. 또한, 물의 온도도 특별히 한정되지 않고, 온수나 냉수이어도 된다.

pH 조정제는 혼합하는 액체의 pH 조정에 사용되는 산, 알칼리이면 되고, 염산, 황산, 질산, 불산, 카르복시산, 구연산, 글루콘산, 호박산, 탄산칼륨, 탄산수소나트륨, 수산화나트륨 수용액 등을 들 수 있다.

액체비료는 농업용 액상비료이면 되고, 분뇨나 화학비료 등을 들 수 있다.

표백제는 화학물질의 산화, 환원반응을 이용하여 색소를 분해하는 것이면 되고, 차아염소산 나트륨, 과탄산 나트륨, 과산화수소, 오존수, 이산화티오요산, 아이티온산 나트륨 등을 들 수 있다.

살균제는 병원성 혹은 유해성을 가지는 미생물을 죽이기 위한 약제로서, 요오드 팅크(iodine tincture), 포비든 요오드, 차아염소산 나트륨, 클로르 석회, 머큐로크롬액, 글루콘산 클로르헥시딘, 아크리놀, 에탄올, 이소프로판올, 과산화수소수, 염화 벤잘코늄, 염화 세틸피리디늄, 크레졸 비누액, 아염소산 나트륨, 과산화수소, 차아염소산 나트륨, 차아염소산수, 오존수 등을 들 수 있다.

계면활성제는 분자 안에 물에 배기 쉬운 부분(친수기)과, 기름에 배기 쉬운 부분(친유기·소수기)을 가지는 물질로서, 지방산 나트륨, 지방산 칼륨, 모노알킬 황산염, 알킬폴리옥시에틸렌황산염, 알킬벤젠술폰산염, 모노알킬인산염, 알킬트리메틸암모늄염, 디알킬디메틸암모늄염, 알킬벤질디메틸암모늄염, 알킬디메틸아민옥사이드, 알킬카르복시베타인, 폴리옥시에틸렌알킬에테르, 지방산 소르비탄에스테르알킬폴리글루코시드, 지방산 디에탄올아미드, 알킬모노글리세릴에테르, 알파술포지방산 에스테르나트륨, 직쇄 알킬벤젠술폰산나트륨, 알킬황산에스테르나트륨, 알킬에테르황산에스테르나트륨, 알파올레핀술폰산나트륨, 알킬술폰산나트륨, 자당지방산 에스테르소르비탄 지방산에스테르, 폴리옥시에틸렌소르비탄 지방산에스테르, 지방산 알칸올아미드, 폴리옥시에틸렌알킬에테르, 폴리옥시에틸렌알킬페닐에테르, 알킬아미노 지방산나트륨, 알킬베타인, 알킬아민옥사이드, 알킬트리메틸암모늄염, 디알킬디메틸암모늄염 등을 들 수 있다.

또한, 액체약품의 범주에 들어간다면 상기 카테고리에 들어가지 않는 액체약품을 이용하여도 되고, 염산, 황산, 초산, 질산, 포름산, 불산, 수산화나트륨, 수산화칼륨, 수산화칼슘, 수산화바륨, 수산화암모늄, 규산소다, 기름 등을 들 수 있다. 한편, 여기에서 든 액체약품은 상기 카테고리에 해당하는 것으로서 사용되는 경우도 있다. 또한, 한쪽 물질이 흐르는 라인(60)에는 물, 다른 쪽 물질이 흐르는 라인(61)에도 뜨거운 물을 흘려도 되고, 물과 뜨거운 물을 섞어서 균일하고 일정한 온도가 되도록 혼합된다.

또한, 한쪽 물질이 흐르는 라인(60)에는 제1 액체약품, 다른 쪽 물질이 흐르는 라인(61)에는 제2 액체약품 또는 금속을 흘림으로써 유체혼합기(65)를 이용한 장치에 의해 혼합되어도 된다. 여기서 혼합되는 제1, 제2 액체약품은 섞을 수 있는 액체약품이면 되고, 상기 액체약품이나 그 이외의 액체약품이어도 된다. 예를 들어, 포토레지스트와 시너(thinner) 등을 들 수 있다. 또한, 액체약품은 화장품이어도 된다. 화장품은 세안료, 클렌징, 화장수, 미용액, 유액, 크림, 겔 등 피부질 자체의 정돈을 목적으로 하는 기초화장품이나, 구취, 체취, 땀띠, 짓무름, 탈모 등의 방지, 육모 또는 제모, 쥐나 해충 구제 등 의약부외품에 해당하는 약용 화장품 등을 들 수 있다.

금속은 주로 유기금속 화합물이며, 미소한 입자형상, 분체 또는 유기용제 등에 용해시킨 액체로 사용된다. 유기금속 화합물은 클로로(에톡시카르보닐메틸)아연과 같은 유기아연 화합물, 디메틸구리리튬과 같은 유기동 화합물, 그리냐르 시약(Grignard reagent), 요오드화 메틸마그네슘, 디에틸마그네슘과 같은 유기마그네슘 화합물, n-부틸리튬과 같은 유기리튬 화합물, 금속 카르보닐, 카르벤 착체, 페로센(ferrocene)을 비롯한 메탈로센(metallocene) 등의 유기금속 화합물, 파라핀 오일에 용해시킨 단원소나 다원소 혼합표준액 등을 들 수 있다. 또한, 규소, 비소, 붕소 등의 반금속 화합물이나 알루미늄과 같은 비금속(卑金屬)도 포함된다. 유기금속 화합물은 석유화학 제품의 제조나 유기중합체의 제조에서 촉매로서 바람직하게 사용된다.

또한, 한쪽 물질이 흐르는 라인(60)에는 폐액, 다른 쪽 물질이 흐르는 라인(61)에는 pH 조정제 또는 응집제를 흘림으로써 유체혼합기(65)를 이용한 장치에 의해 혼합되어도 된다. pH 조정제는 상기 pH 조정제가 사용되고, 응집제는 폐액을 응집할 수 있는 것이면 특별히 한정되지 않으며, 황산 알루미늄, 폴리황산 제2철, 폴리염화 알루미늄, 폴리실리카철, 황산 칼슘, 염화 제2철, 소석회 등을 들 수 있다. 미생물은 폐액의 발효나 분해를 촉진시키는 것이면 되고, 곰팡이, 효모 등 균류나, 박테리아 등의 세균류 등을 들 수 있다.

또한, 한쪽 물질이 흐르는 라인(60)에는 제1 석유류, 다른 쪽 물질이 흐르는 라인(61)에는 제2 석유류, 첨가제 또는 물을 흘림으로써 나선식 유체혼합기(65)를 이용한 장치에 의해 혼합되어도 된다. 여기서, 제1, 제2 석유류란, 탄화수소를 주성분으로 하고, 그 밖에 소량의 유황, 산소, 질소 등 여러가지 물질을 포함하는 액상의 기름을 말하며, 나프타(가솔린), 등유, 경유, 중유, 윤활유, 아스팔트 등을 들 수 있다. 여기서 말하는 첨가제는 석유류의 품질향상이나 보유를 위하여 첨가되는 것을 가리키고, 윤활유 첨가제로서 세정분산제, 산화방지제, 점도지수 향상제·유동점 강하제, 유성 향상제·극압첨가제, 마모방지제, 방청·방식제 등, 그리스(grease) 첨가제로서 구조안정제, 충전제 등, 연료유 첨가제 등을 들 수 있다. 여기서 말하는 물은 순수, 증류수, 수돗물, 공업용 물 등 혼합시키는 물질의 조건에 맞는 물이면 특별히 한정되지 않는다. 또한 물의 온도도 특별히 한정되지 않고, 온수나 냉수이어도 된다.

또한, 한쪽 물질이 흐르는 라인(60)에는 제1 수지, 다른 쪽 물질이 흐르는 라인(61)에는 제2 수지, 용제, 경화제, 착색제를 흘림으로써 유체혼합기(65)를 이용한 장치에 의해 혼합되어도 된다. 여기서 말하는 수지란, 용융수지, 액체수지 등의 접착제의 주성분, 도료의 도막 형성성분이다. 용융수지는 사출성형이나 압출성형이 가능한 수지이면 특별히 한정되지 않고, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리염화비닐, 폴리스틸렌, 테트라플루오로에틸렌·퍼플루오로알킬비닐에테르 공중합체, ABS 수지, 아크릴 수지, 폴리아미드, 나일론, 폴리아세탈, 폴리카보네이트, 변성 폴리페닐렌에테르, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리페닐렌설파이드, 폴리에테르에테르케톤 등을 들 수 있다.

액체수지 등의 접착제의 주성분은, 아크릴수지계 접착제, α-올렌핀계 접착제, 우레탄 수지계 접착제, 에테르계 셀룰로오스, 에틸렌-초산비닐 수지 접착제, 에폭시 수지계 접착제, 염화비닐 수지 용제계 접착제, 클로로프렌 고무계 접착제, 초산비닐 수지계 접착제, 시아노아크릴레이트계 접착제, 실리콘계 접착제, 수성 고분자-이소시아네이트계 접착제, 스틸렌-부타디엔 고무 용액계 접착제, 스틸렌-부타디엔 고무계 라텍스 접착제, 니트릴 고무계 접착제, 니트로셀룰로오스 접착제, 반응성 핫멜트 접착제, 페놀 수지계 접착제, 변성 실리콘계 접착제, 폴리아미드 수지 핫멜트 접착제, 폴리이미드계 접착제, 폴리우레탄 수지 핫멜트 접착제, 폴리올레핀 수지 핫멜트 접착제, 폴리초산비닐 수지 용액계 접착제, 폴리스틸렌 수지용제계 접착제, 폴리비닐알코올계 접착제, 폴리비닐피롤리돈 수지계 접착제, 폴리비닐부티랄 수지계 접착제, 폴리벤즈이미다졸 접착제, 폴리메타크릴레이트 수지 용액계 접착제, 멜라민 수지계 접착제, 요소 수지계 접착제, 레조르시놀계 접착제 등을 들 수 있다. 도료의 도막형성 성분으로는, 아크릴 수지, 우레탄 수지, 멜라민 수지 등을 들 수 있다.

용제로는 헥산, 벤젠, 톨루엔, 디에틸에테르, 클로로포름, 초산에틸, 테트라히드로푸란, 염화메틸렌, 아세톤, 아세토니트릴, 디메틸술폭시드, 디메틸포름아미드, 디메틸아세토아미드, N-메틸피롤리돈, 에탄올, 메탄올 등을 들 수 있다. 경화제로는 폴리아민, 산무수물, 아민류, 과산화물, 사카린 등을 들 수 있다. 착색제로는 아연화, 연백, 리소폰, 이산화티탄, 침강성 황산바륨, 바라이트(barite) 분, 미늄(minium), 산화철적, 황연, 아연황, 울트라마린 블루, 감청, 카본블랙 등의 안료를 들 수 있다.

여기서, 상기 수지가 용융수지인 경우, 성형기나 압출기로부터 나선식 유체혼합기(65)로 용융수지를 흘리는 장치를 형성하여도 되고(도시하지 않음), 예를 들어 성형기인 경우에는 성형기의 노즐과 금형 사이에 나선식 유체혼합기(65)를 배치하여 사출성형을 하거나, 압출기인 경우에는 압출기와 대(臺) 사이에 유체혼합기(65)를 배치하여 압출성형을 한다. 이 경우, 수지 안의 온도를 균일화하여 수지의 점도를 안정시켜서 두께 얼룩이나 내부 응력의 발생을 억제할 수 있으며, 색얼룩을 없앨 수 있다.

또한, 한쪽 물질이 흐르는 라인(60)에는 제1 식품원료, 다른 쪽 물질이 흐르는 라인(61)에는 제2 식품원료, 식품첨가제, 조미료, 불연성 가스를 흘림으로써 나선식 유체혼합기(65)를 이용한 장치에 의해 혼합되어도 된다.

제1, 제2 식품원료란, 배관 안을 유동할 수 있는 음료 또는 식품이면 되고, 일본주, 소주, 맥주, 위스키, 와인, 보드카 등의 알코올 음료, 우유, 요구르트, 버터, 크림, 치즈, 연유, 유지 등의 유제품, 쥬스, 차, 커피, 두유, 물 등의 음료, 멸치다시마 육수, 된장국, 콩소메 스프, 콘 스프, 돼지뼈 스프 등의 음료식품, 그 밖에도 젤리, 곤약, 푸딩, 초콜릿, 아이스크림, 사탕, 두부, 으깬 생선살 식품, 거품낸 계란, 젤라틴 등의 각종 식품원료 등을 들 수 있다. 또한, 유동가능하다면 고체나 분체이어도 되고, 소맥분, 녹말가루, 강력분, 박력분, 메밀가루, 가루우유, 커피, 코코아 등의 가루원료나, 과육, 미역, 참깨, 파래, 가다랑어포, 빵가루, 가늘게 썰거나 갈은 식품 등의 작은 고형식품 등을 들 수 있다.

식품첨가제로는 흑설탕, 삼온당, 과당, 맥아당, 꿀, 당밀, 메이플 시럽, 물엿, 에리스리톨, 트레할로스, 멀티톨, 팔라티노스, 크실리톨, 소르비톨, 토마틴(Thaumatin), 사카린나트륨, 사이클람산(cyclamic acid), 둘신, 아스파탐, 아세설팜칼륨, 수크랄로스, 네오테임(neotame) 등의 감미료, 카라멜 색소, 치자나무 색소, 안토시아닌 색소, 아나토 색소, 파프리카 색소, 홍화 색소, 홍국 색소, 플라보노이드 색소, 코티닐 색소, 아마란스(amaranth), 에리스로신(erythrocin), 알루라 레드 AC(allura Red AC), 뉴콕신(Newcockcin), 플록신(phloxine), 로즈벵갈(rose bengal), 애시드 레드(acid red), 타아트라진(tartrazine), 선셋 옐로우 FCF, 패스트 그린 FCF, 브릴리언트 블루 FCF, 인디고 카민(indigo carmine) 등의 착색료, 안식향산 나트륨, ε-폴리리신, 이리 단백 추출물(프로타민), 소르빈산 칼륨, 나트륨, 데히드로초산 나트륨, 써야플리신(Thujaplicin)(히노키티올) 등의 보존료, 아스코르빈산, 토코페롤, 디부틸히드록시톨루엔, 부틸히드록시아니솔, 에리소르빈산 나트륨, 아황산 나트륨, 이산화유황, 클로로겐산, 카테킨 등의 산화방지제, 향료 등을 들 수 있다.

조미료로는 간장, 소스, 식초, 기름, 고추기름, 된장, 케첩, 마요네즈, 드레싱, 미림 등 액체인 것이나 설탕, 소금, 후춧가루, 산초나무열매, 고춧가루 등 분체인 것 등을 들 수 있다. 미생물은 식품의 발효나 분해를 촉진시키는 것으로, 버섯, 곰팡이, 효모 등 균류나, 박테리아 등의 세균류이다. 균류로는 각종 버섯이나 누룩곰팡이균 등을 들 수 있고, 세균류로서 예를 들어 비피더스균, 유산균, 낫토균 등을 들 수 있다. 불연성 가스로는 탄산가스 등을 들 수 있고, 예를 들어, 맥아즙과 탄산가스를 혼합하여 맥주를 생성하는 등에 사용된다.

또한, 한쪽 물질이 흐르는 라인(60)에는 공기, 다른 쪽 물질이 흐르는 라인(61)에는 가연성 가스를 흘림으로써 나선식 유체혼합기(65)를 이용한 장치에 의해 혼합되어도 된다. 가연성 가스로는 메탄, 에탄, 프로판, 부탄, 펜탄, 아세틸렌, 수소, 일산화탄소, 암모니아, 디메틸에테르 등을 들 수 있다.

또한, 한쪽 물질이 흐르는 라인(60)에는 제1 불연성 가스, 다른 쪽 물질이 흐르는 라인(61)에는 제2 불연성 가스 또는 증기를 흘림으로써 나선식 유체혼합기(65)를 이용한 장치에 의해 혼합되어도 된다. 불연성 가스로는 질소, 산소, 이산화탄소, 아르곤 가스, 헬륨가스, 황화수소가스, 아황산가스, 유황산화물 가스 등을 들 수 있다. 또한, 상기 다른 조합으로서, 한쪽 물질이 흐르는 라인(60)에는 물, 액체약품, 식품원료, 다른 쪽 물질이 흐르는 라인에는 공기, 불연성 가스, 증기를 흘림으로써 나선식 유체혼합기(65)를 이용한 장치에 의해 혼합되어도 된다.

또한, 한쪽 물질이 흐르는 라인(60)에는 제1 합성중간체, 다른 쪽 물질이 흐르는 라인(61)에는 제2 합성중간체, 첨가제, 액체약품 또는 금속을 흘림으로써 나선식 유체혼합기(65)를 이용한 장치에 의해 혼합되어도 된다. 제1, 제2 합성중간체란, 목표화합물까지의 다단계 합성 경로중에 나타나는 합성 도중단계의 화합물을 말하며, 복수 약품을 혼합한 합성 도중인 것이나 수지의 정제 도중인 것이나 의약중간체 등을 들 수 있다.

한편, 상기 도 14의 나선식 유체혼합기를 이용한 장치로 혼합시키는 물질의 조합은, 더욱이 도 15의 장치 등을 이용하여 각각 조합하여도 된다. 또한, 도 14, 도 15의 유체혼합기를 이용한 장치에서, 합류하기 전의 물질이 흐르는 각각의 라인에 히터 또는 기화기를 설치하여도 되고(도시하지 않음), 나선식 유체혼합기의 하류측에 열교환기를 설치하여도 된다(도시하지 않음). 또한, 합류하기 전의 한쪽 물질이 흐르는 라인에 계측기를 배치하고, 계측기로 계측된 파라메터에 따라 다른 쪽 물질이 흐르는 라인의 펌프 출력을 조정하는 제어부를 가져도 되며(도시하지 않음), 다른 쪽 물질이 흐르는 라인에 제어밸브를 설치하여 계측기의 파라메터에 따라 제어밸브의 개구도를 조정하는 제어밸브를 가져도 된다(도시하지 않음). 이 때, 계측기는 필요한 유체의 파라메터를 계측할 수 있으면, 유량계, 유속계, 농도계, pH 측정기이어도 된다. 또한, 라인 합류부의 하류측 유로에 스태틱 믹서를 설치하여도 되고, 나선식 유체혼합기로 유로 축방향의 균일화를 실시하고, 스태틱 믹서로 유로의 직경방향 균일화를 실시하기 때문에 보다 균일하게 유체를 혼합할 수 있다.

한편, 본 발명에 대하여 특정한 실시예에 따라 상세히 설명하였는데, 당업자라면, 본 발명의 특허청구범위 및 사상으로부터 이탈하지 않고 여러가지로 변경, 수정 등을 할 수 있을 것이다.

1: 유체입구 2: 제1 유로
3: 유체출구 4: 제2 유로
5: 제1 나선유로 6: 제2 나선유로
7a~7e: 분기유로 11: 본체부
12: 제1 나선홈 13: 제2 나선홈
14: 연결구멍 15: 원통체
16: 제1 나선유로 17: 제2 나선유로
18: 유체입구 19: 유체출구
20: 제1 유로 21: 제2 유로
22: 제1 나선유로 23: 제2 나선유로
24: 제1 유로 25: 제2 유로
26: 연결구멍 27: 본체부
28: 원통체 31: 비틀림 날개판
32: 기체 33: 연결구멍
34: 원통체 35: 유체입구
36: 유체출구 37: 제1 유로
38: 제2 유로 39: 제1 나선유로
40: 제2 나선유로

Claims

유체입구와, 상기 유체입구에 접속하는 제1 유로와, 상기 제1 유로에 접속하는 제1 나선유로와, 상기 제1 나선유로로부터 분기하는 복수개의 분기유로와, 상기 복수개의 분기유로가 각각 접속하는 제2 나선유로와, 상기 제2 나선유로에 접속하는 제2 유로와, 상기 제2 유로에 접속하는 유체출구를 구비하고,
상기 복수개의 분기유로는 상기 제1 나선유로의 서로 다른 위치로부터 각각 분기하고, 상기 제2 나선유로의 서로 다른 위치에서 상기 제2 나선유로와 각각 접속하는 것을 특징으로 하는 나선식 유체혼합기.
제 1 항에 있어서,
제1 나선홈 및 제2 나선홈이 외주에 형성되고, 복수개의 연결구멍이 상기 제1 나선홈과 상기 제2 나선홈을 각각 연결하도록 형성된 본체부와,
상기 본체부 외주면과 맞물리는 상자체를 구비하고,
상기 본체부 또는 상기 상자체에 상기 제1 나선홈의 일단부에 접속하는 상기 제1 유로 및 상기 제2 나선홈의 일단부에 접속하는 상기 제2 유로가 형성되고,
상기 본체부의 단면 또는 상기 상자체의 외주에 상기 제1 유로와 접속하는 상기 유체입구 및 상기 제2 유로와 접속하는 상기 유체출구가 배치되고,
상기 제1 나선홈 및 상기 상자체의 내주면에 의해 상기 제1 나선유로가 형성되고, 상기 제2 나선홈 및 상기 상자체의 내주면에 의해 상기 제2 나선유로가 형성되며, 상기 연결구멍이 상기 분기유로가 되는 것을 특징으로 하는 나선식 유체혼합기.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 제1 나선유로가, 상기 제1 유로에 접속한 일단부로부터 타단부를 향하여 유로단면적이 점차 작아지도록 형성되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 나선식 유체혼합기.
제 1 항에 있어서,
직사각형 부재를 그 긴 축선을 기선으로 하여 180° 이상 비틀린 형상을 가지는 비틀림 날개판과, 상기 비틀림 날개판 측면과 맞물리는 상자체를 구비하고,
상기 비틀림 날개판 및 상기 상자체의 내주면에 의해 상기 제1 나선유로 및 상기 제2 나선유로가 각각 형성되고, 상기 비틀림 날개판에 상기 제1 나선유로와 상기 제2 나선유로를 각각 연결하도록 복수개의 연결구멍이 형성되고, 상기 제1 나선유로의 일단부에 접속하는 상기 제1 유로 및 상기 제2 나선유로의 일단부에 접속하는 상기 제2 유로가 형성되고,
상기 상자체의 외주에 상기 제1 유로와 접속하는 상기 유체입구 및 상기 제2 유로와 접속하는 상기 유체출구가 배치되고, 상기 연결구멍이 상기 분기유로가 되는 것을 특징으로 하는 나선식 유체혼합기.
제 2 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 연결구멍 각각의 개구면적이 대략 동일하게 형성되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 나선식 유체혼합기.
제 2 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 상자체에 페룰 이음매부가 설치된 것을 특징으로 하는 나선식 유체혼합기.
제 2 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 상자체가 2개 이상의 부재로 형성되고, 상기 부재에 각각 플랜지부가 설치되며, 상기 플랜지부를 클램프로 고정한 것을 특징으로 하는 나선식 유체혼합기.
제 7 항에 있어서,
상기 상자체가 2개의 원통부로 이루어지고,
상기 원통부의 일단부 외주에 플랜지부와, 타단부가 직경축소된 직경축소부가 설치되고,
2개의 상기 원통부의 상기 플랜지부측 개구부에 상기 본체부를 끼워넣고, 각각의 상기 플랜지부를 클램프로 고정한 것을 특징으로 하는 나선식 유체혼합기.
제 2 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 상자체가, 하부로 개구된 중공실이 설치되고, 상기 중공실에 입구유로와 출구유로가 각각 연결된 몸체와, 상기 중공실의 개구를 폐색하는 덮개체로 이루어지고,
상기 본체부가 상기 상자체의 중공실에 맞물려서 배치된 것을 특징으로 하는 나선식 유체혼합기.
흐르는 물질의 온도 또는 농도가 경시적으로 변하는 라인에 있어서, 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 기재된 나선식 유체혼합기에 의해 상기 물질의 온도 또는 농도를 균일화하는 것을 특징으로 하는 나선식 유체혼합기를 이용한 장치.
제 10 항에 있어서,
상기 물질이, 기체 또는 액체인 것을 특징으로 하는 나선식 유체혼합기를 이용한 장치.
적어도 2개 물질의 혼합비율이 경시적으로 변하는 라인에 있어서, 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 기재된 나선식 유체혼합기에 의해 상기 물질의 혼합비율을 균일화하는 것을 특징으로 하는 나선식 유체혼합기를 이용한 장치.
제 12 항에 있어서,
적어도 2개 물질이 각각 흐르는 라인의 합류부의 하류측에 상기 나선식 유체혼합기가 배치되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 나선식 유체혼합기를 이용한 장치.
제 12 항 또는 제 13 항에 있어서,
상기 물질이, 기체, 액체, 고체, 분체 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 나선식 유체혼합기를 이용한 장치.
제 11 항 또는 제 14 항에 있어서,
상기 물질이, 적어도 물과, pH 조절제, 액체비료, 표백제, 살균제, 계면활성제 또는 액체약품 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 나선식 유체혼합기를 이용한 장치.
제 11 항 또는 제 14 항에 있어서,
상기 물질이, 적어도 제1 액체약품과, 제2 액체약품 또는 금속인 것을 특징으로 하는 나선식 유체혼합기를 이용한 장치.
제 11 항 또는 제 14 항에 있어서,
상기 물질이, 적어도 폐액과, pH 조정제, 응집제 또는 미생물인 것을 특징으로 하는 나선식 유체혼합기를 이용한 장치.
제 11 항 또는 제 14 항에 있어서,
상기 물질이, 적어도 제1 석유류와, 제2 석유류, 첨가제 또는 물인 것을 특징으로 하는 나선식 유체혼합기를 이용한 장치.
제 11 항 또는 제 14 항에 있어서,
상기 물질이, 적어도 접착제와, 경화제인 것을 특징으로 하는 나선식 유체혼합기를 이용한 장치.
제 11 항 또는 제 14 항에 있어서,
상기 물질이, 적어도 제1 수지와, 제2 수지, 용제, 경화제 또는 착색제 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 나선식 유체혼합기를 이용한 장치.
제 11 항 또는 제 14 항에 있어서,
상기 물질이, 적어도 제1 식품원료와, 제2 식품원료, 식품첨가제, 조미료, 미생물 또는 불연성 가스 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 나선식 유체혼합기를 이용한 장치.
제 11 항 또는 제 14 항에 있어서,
상기 물질이, 적어도 공기와, 가연성 가스인 것을 특징으로 하는 나선식 유체혼합기를 이용한 장치.
제 11 항 또는 제 14 항에 있어서,
상기 물질이, 적어도 제1 불연성 가스와, 제2 불연성 가스 또는 증기인 것을 특징으로 하는 나선식 유체혼합기를 이용한 장치.
제 11 항 또는 제 14 항에 있어서,
상기 물질이, 적어도 물, 액체약품 또는 식품원료 중 어느 하나와, 공기, 불연성 가스 또는 증기 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 나선식 유체혼합기를 이용한 장치.
제 11 항 또는 제 14 항에 있어서,
상기 물질이, 제1 합성중간체와, 제2 합성중간체, 첨가제, 액체약품 또는 금속 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 나선식 유체혼합기를 이용한 장치.