KR20180044906A - 믹서 및 믹싱 방법 - Google Patents

Abstract

스크레이퍼식 믹서의 혼련 영역에 있어서 석고 슬러리를 균일하고 또한 충분히 혼련한다. 믹서는 석고 슬러리를 혼련하는 혼련 영역(10a)을 형성하는 원형 하우징(20)과, 하우징 내에 배치되고, 소정의 회전 방향으로 회전하는 회전 원반(32)과, 회전 원반에 일체적으로 연결된 회전 구동축(30)과, 혼련 영역에 배치된 복수의 스크레이퍼(50)와, 혼련 영역의 석고 슬러리를 석고 보드용 원지(1) 상에 공급하기 위해서 하우징의 원환벽(23)에 배열설치된 슬러리 배출구(40)를 가진다. 슬러리 배출구의 개구는 복수의 협소 개구(48, 48')로 분할되어, 혼련 영역으로부터 유출되는 석고 슬러리의 유동 저항이 증대한다. 회전 원반과 일체적으로 회전하는 환형상 기부(70)가 회전 원반의 회전 중심(10b)과 동심형상으로 혼련 영역에 배치되고, 스크레이퍼의 내단부가 환형상 기부에 고정된다. 스크레이퍼는 회전 원반의 회전 방향 후방으로 굴곡 또는 만곡된다.

Description

믹서 및 믹싱 방법

본 발명은 믹서(MIXER, 혼합교반기) 및 믹싱 방법(MIXING METHOD, 혼합교반 방법)에 관한 것으로, 보다 상세하게는 회전 구동 장치를 하우징의 상측 또는 하측에 배치하고, 하우징의 상판 또는 바닥판을 관통하는 회전 구동 장치의 회전축에 의해 회전 원반을 회전시키는 석고 슬러리 조제용의 스크레이퍼식 믹서 및 그 믹싱 방법에 관한 것이다.

석고 보드는 석고를 주체로 하는 심부(코어)를 석고 보드용 원지로 피복하여 이루어지는 판형상체로서 알려져 있고, 방내화성, 차음성, 시공성 및 경제성 등의 우위성으로부터 건축용 내장재로서 다채로운 건축물에 있어서 사용되고 있다. 석고 보드는 일반적으로 연속 유입 성형법에 의해 제조된다. 이 성형법은 소석고, 접착 조제, 경화 촉진제, 거품(또는 거품제) 등의 원료와, 혼련용의 물을 믹서로 혼련하는 혼합교반 공정, 믹서로 조제한 소석고 슬러리 또는 니장(泥漿)(이하, 간단히 「슬러리」 또는 「석고 슬러리」라고 함)을 석고 보드용 원지의 사이에 흘려넣고, 판형상의 연속띠로 성형하는 성형 공정, 그리고 경화 후의 연속띠형상 적층체를 조절단(粗切斷)하고, 강제 건조 후에 제품 치수로 절단하는 건조·절단 공정을 포함한다.

일반적으로는 석고 보드 제조 공정 등에 있어서 슬러리를 조제하는 믹서로서, 박형이며 또한 원형의 핀형 믹서(「원심식 핀형 혼련기」라고도 불림)가 사용된다. 이 형식의 믹서는 예를 들면 PCT 국제 출원의 국제공개공보 WO00/56435호 공보(특허문헌 1) 등에 개시되는 바와 같이, 편평한 원형 하우징과, 원형 하우징 내에 회전 가능하게 배치된 회전 원반을 가진다. 원형 하우징의 상방에는 회전 구동 장치가 배치되고, 회전 구동 장치의 회전축이 원형 하우징의 상측 덮개 또는 상판의 중심부를 관통하고, 회전 원반의 중심부에 고정된다. 하우징의 상판은 회전 원반의 근방까지 늘어뜨려지는 복수의 상위핀(정지핀)을 구비한다. 회전 원반은 회전 원반 상에 수직으로 고정되고 또한 상판 근방까지 뻗는 복수의 하위핀(이동핀)을 구비한다. 상하의 핀은 반경 방향으로 교대로 배치된다. 원형 하우징의 상측 덮개 또는 상판의 중심 영역에는 상기 원료 또는 재료를 믹서 내에 공급하기 위한 복수의 혼련 성분 공급구가 배열설치되어, 혼련해야할 원료 또는 재료는 각 공급구를 통하여 회전 원반 상에 공급된다. 원료 또는 재료는 믹서 내에서 교반혼합되면서, 원심력의 작용에 의해 회전 원반 상을 반경 방향 바깥쪽으로 이동한다. 하우징 외주부 또는 하판(바닥판)에는 혼련물(슬러리)을 기(機) 외(外)로 송출하기 위한 슬러리 배출구가 배열설치되어, 슬러리는 슬러리 배출구로부터 기(機) 외로 송출된다.

다른 형식의 믹서로서, 회전 원반과 스크레이퍼를 사용하여 혼련 성분을 교반하는 스크레이퍼 방식의 믹서(스크레이퍼형 믹서)가 알려져 있다. 예를 들면 일본 특개 평7-1437호 공보(특허문헌 2)에 기재된 믹서는 상기 핀형 믹서와 동일하게, 편평한 원형 하우징과, 원형 하우징 내에 회전 가능하게 배치된 회전 원반을 가진다. 원형 하우징의 하방에는 회전 구동 장치가 배치되고, 회전 구동 장치의 회전축이 원형 하우징의 하판(바닥판)의 중심부를 관통하고, 회전 원반의 중심부에 고정된다. 회전 원반의 하면에는 스크레이퍼가 부착된다. 상측 덮개 또는 상판의 하측에도 또 상측 덮개 또는 상판의 하면에 근접한 위치에 스크레이퍼가 배치된다. 상하의 스크레이퍼는 회전 원반의 회전과 함께 회전한다. 혼련해야할 원료 및 혼련용수가 상측 덮개 또는 상판의 각 공급구를 통하여 회전 원반 상에 공급되어 교반혼합되면서 원심력의 작용에 의해 회전 원반 상을 반경 방향 바깥쪽으로 이동하고, 슬러리 배출구로부터 기 외로 송출된다.

국제공개공보 WO00/56435호 공보 일본 특개 평7-1437호 공보

상기와 같이 석고 슬러리를 조제하기 위한 믹서로서, 핀형 및 스크레이퍼형의 각 형식의 믹서가 알려져 있는데, 핀형의 믹서는 석고 슬러리를 단시간에 필요충분하게 혼련하고, 이것에 의해 석고 경화체의 강도를 향상시킬 수 있으므로, 석고 경화체의 강도를 확보함에 있어서 유리하다고 생각되어왔다. 이 때문에 현 상황에서는 핀형의 믹서가 많은 석고 보드 제조 공정에 있어서 사용되고 있다.

그러나 핀형의 믹서는 다수의 핀을 원반에 부착한 구성을 가지므로, 부품 점수가 많고, 게다가 핀의 마모 또는 손모 때문에 비교적 높은 빈도로 핀의 유지·관리나 핀의 교환 등의 필요가 발생한다. 이 때문에 핀형의 믹서에 있어서는 유지·관리의 비용이 고액화함과 아울러, 핀의 교환 작업 등을 위해서 비교적 많은 노동력이 필요하게 된다는 문제가 발생한다. 또 핀형의 믹서에서는 혼련 영역에 다수의 핀이 배치되는 점에서, 슬러리가 체류하기 쉬운 협소역(狹小域) 또는 사수역(死水域) 등이 혼련 영역에 비교적 많이 존재한다는 문제가 종래부터 지적되고 있다. 또한 핀형의 믹서는 상기한 바와 같이 석고 경화체의 강도를 향상함에 있어서 유리하다고 생각되고 있지만, 그 반면 과잉 혼련에 기인하여 소위 「리템퍼링」이라는 현상이 발생하여, 석고 경화체의 강도가 오히려 저하된다는 문제가 발생하기 쉽다.

이에 대해, 스크레이퍼형의 믹서에 있어서는 혼련 영역의 형태가 비교적 단순화하므로, 유지·관리를 간소화함에 있어서 유리하며, 게다가 석고 슬러리가 체류하기 쉬운 협소역 또는 사수역이 혼련 영역에 형성되기 어렵고, 이 때문에 석고 슬러리의 체류 및 기내 부착 등을 방지함에 있어서 유리하다.

한편 스크레이퍼형의 믹서에서는 스크레이퍼 내단부의 위치와, 회전축, 분체 도입구 및 액체 도입구 등과의 위치적인 간섭이나, 회전 원반 중심부에 있어서의 석고 슬러리의 체류 방지 등을 고려하여, 스크레이퍼 내단부의 위치나, 스크레이퍼의 수, 배향, 위치 등을 설정해야한다. 이 때문에 회전 원반 및 스크레이퍼의 원심력 또는 회전력에 의해 석고 슬러리의 토출압을 충분히 확보하도록 스크레이퍼의 수, 형상, 배향, 위치 등을 최적화하는 것은 매우 곤란했다. 예를 들면 상기 특허문헌 2에 기재된 스크레이퍼형의 믹서에서는 슬러리 배출구를 하판에 배치하고, 중력에 비교적 크게 의존하여 석고 슬러리를 혼련 영역으로부터 배출하는 구성을 채용하고 있다. 그러나 중력에 의존하여 석고 슬러리를 배출하는 구성을 채용하는 경우, 슬러리 배출구의 위치가 하판(또는 하판 근방의 원환벽 하부)에 제한된다. 이 때문에 믹서와 생산 라인과의 위치 관계가 제약되어, 이 결과, 석고 보드 제조 장치의 설계 자유도가 저하된다는 문제가 발생한다.

또 스크레이퍼형의 믹서에서는 이와 같이 중력에 의존한 슬러리 배출구의 배치를 채용하고 있는 점에서, 석고 슬러리의 체류 시간이 비교적 짧고, 혼련 영역에 있어서 석고 슬러리를 균일하고 또한 충분히 혼련하기 어려운 경향이 있다. 이 때문에 스크레이퍼형의 믹서에 의해 얻어진 석고 슬러리의 경화체는 충분한 강도를 발현하기 어렵다고 생각되어왔다. 그러나 스크레이퍼의 수, 배향, 위치 등을 적절하게 설정함과 아울러, 주로 회전 원반 및 스크레이퍼의 원심력 또는 회전력에 의존한 슬러리 배출구의 배치를 채용하면, 석고 슬러리를 균일하고 또한 충분히 혼련하여, 원하는 석고 경화체의 강도를 확보할 수 있는 것이 본 발명자들의 최근의 연구에 의해 판명되었다.

본 발명은 이와 같은 과제를 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적으로 하는 바는 혼련 영역에 있어서의 석고 슬러리의 체류 시간을 증대시키고, 이것에 의해 석고 슬러리를 혼련 영역에 있어서 충분히 혼련할 수 있는 스크레이퍼식의 믹서 및 믹싱 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 또 혼련 영역에 있어서의 석고 슬러리의 밀도 분포 및 유속 분포를 균일화하고, 석고 슬러리를 혼련 영역에 있어서 균일하게 혼련할 수 있는 스크레이퍼식의 믹서 및 믹싱 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 또한 스크레이퍼를 하우징 내에 적절하게 배치함과 아울러, 슬러리 배출구를 원환벽의 높이 방향 중앙 영역 또는 원환벽의 비교적 높은 위치에 위치 결정할 수 있는 스크레이퍼식의 믹서 및 믹싱 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해, 석고 슬러리를 혼련하는 혼련 영역을 형성하는 원형 하우징과, 이 하우징 내에 배치되고, 소정의 회전 방향으로 회전하는 회전 원반과, 이 회전 원반에 일체적으로 연결된 회전 구동축과, 상기 혼련 영역에 배치된 스크레이퍼와, 상기 혼련 영역의 석고 슬러리를 생산 라인 상에 공급하기 위해서 상기 하우징에 배열설치된 슬러리 배출구를 가지는 석고 슬러리 조제용의 믹서에 있어서,

상기 회전 구동축은 상기 하우징의 상판 또는 하판을 관통하여 상기 회전 원반에 연결되고,

상기 스크레이퍼의 내단부는 상기 회전 원반의 중심 영역에 배치되고, 이 스크레이퍼의 외단부는 상기 회전 원반의 외주 띠영역에 배치되고, 상기 슬러리 배출구는 상기 하우징의 원환벽에 배치되어 있고,

상기 슬러리 배출구의 개구를 통하여 상기 혼련 영역으로부터 유출되는 석고 슬러리의 유동 저항을 증대시키도록 이 개구를 복수의 협소 개구로 분할하는 유로 분할 부재가 상기 슬러리 배출구에 설치된 것을 특징으로 하는 믹서를 제공한다.

다른 관점에서, 본 발명은 석고 슬러리를 혼련하는 혼련 영역을 형성하는 원형 하우징과, 이 하우징 내에 배치되고, 소정의 회전 방향으로 회전하는 회전 원반과, 이 회전 원반에 일체적으로 연결된 회전 구동축과, 상기 혼련 영역에 배치된 스크레이퍼와, 상기 혼련 영역의 석고 슬러리를 생산 라인 상에 공급하기 위해서 상기 하우징에 배열설치된 슬러리 배출구를 가지는 석고 슬러리 조제용의 믹서를 사용한 석고 슬러리의 믹싱 방법에 있어서,

상기 스크레이퍼의 내단부를 상기 회전 원반의 중심 영역에 배치하고, 이 스크레이퍼의 외단부를 상기 회전 원반의 외주 띠영역에 배치하고, 상기 슬러리 배출구를 상기 하우징의 원환벽에 배치하고, 이 슬러리 배출구의 개구를 통하여 상기 혼련 영역으로부터 유출되는 석고 슬러리의 유동 저항을 증대시키도록 이 개구를 복수의 협소 개구로 분할하고,

상기 하우징의 상판 또는 하판을 관통하는 상기 회전 구동축에 의해, 그 회전축선을 중심으로 상기 회전 원반 및 상기 스크레이퍼를 회전시켜 상기 석고 슬러리를 상기 혼련 영역에 있어서 혼련함과 아울러, 상기 석고 슬러리에 작용하는 원심력에 의해 이 석고 슬러리를 상기 혼련 영역의 외주부에 유동시켜, 상기 슬러리 배출구로부터 혼련 영역 밖으로 유출시키는 것을 특징으로 하는 석고 슬러리의 믹싱 방법을 제공한다.

본 발명의 상기 구성에 의하면, 슬러리 배출구의 유동 저항이 증대하는 점에서, 혼련 영역에 있어서의 석고 슬러리의 체류 시간이 증대하므로, 석고 슬러리를 혼련 영역에 있어서 충분히 혼련할 수 있다. 바람직하게는 슬러리 배출구의 개구는 수평, 연직 또는 격자형상 가이드 부재에 의해 복수의 슬릿 또는 협소 유로로 분할된다. 적합하게는 분취구를 포함하는 슬러리 배출구의 전체 면적은 원환벽의 내주면의 전체 면적의 2~10%의 범위 내, 더욱 적합하게는 그 3~8%의 범위 내로 설정된다. 또 슬러리 배출구(분취구를 포함함)의 개구율은 바람직하게는 50~80%의 범위 내, 더욱 바람직하게는 55~75%의 범위 내로 설정된다.

본 발명은 또 석고 슬러리를 혼련하는 혼련 영역을 형성하는 원형 하우징과, 이 하우징 내에 배치되고, 소정의 회전 방향으로 회전하는 회전 원반과, 이 회전 원반에 일체적으로 연결된 회전 구동축과, 상기 혼련 영역에 배치된 스크레이퍼와, 상기 혼련 영역의 석고 슬러리를 생산 라인 상에 공급하기 위해서 상기 하우징에 배열설치된 슬러리 배출구를 가지는 석고 슬러리 조제용의 믹서에 있어서,

상기 회전 구동축은 상기 하우징의 상판 또는 하판을 관통하여 상기 회전 원반에 연결되고,

상기 스크레이퍼의 내단부는 상기 회전 원반의 중심 영역에 배치되고, 이 스크레이퍼의 외단부는 상기 회전 원반의 외주 띠영역에 위치하고, 상기 스크레이퍼는 상기 내단부 및 외단부 사이에 있어서 상기 회전 원반의 회전 방향 후방으로 굴곡 또는 만곡하고 있는 것을 특징으로 하는 믹서를 제공한다.

다른 관점에서 본 발명은 석고 슬러리를 혼련하는 혼련 영역을 형성하는 원형 하우징과, 이 하우징 내에 배치되고, 소정의 회전 방향으로 회전하는 회전 원반과, 이 회전 원반에 일체적으로 연결된 회전 구동축과, 상기 혼련 영역에 배치된 스크레이퍼와, 상기 혼련 영역의 석고 슬러리를 생산 라인 상에 공급하기 위해서 상기 하우징에 배열설치된 슬러리 배출구를 가지는 석고 슬러리 조제용의 믹서를 사용한 석고 슬러리의 믹싱 방법에 있어서,

상기 스크레이퍼의 내단부를 상기 회전 원반의 중심 영역에 배치하고, 이 스크레이퍼의 외단부를 상기 회전 원반의 외주 띠영역에 배치하고, 상기 내단부 및 외단부 사이에 있어서 상기 스크레이퍼를 상기 회전 원반의 회전 방향 후방으로 굴곡 또는 만곡시키고,

상기 하우징의 상판 또는 하판을 관통하는 상기 회전 구동축에 의해, 그 회전축선을 중심으로 상기 회전 원반 및 상기 스크레이퍼를 회전시켜 상기 석고 슬러리를 상기 혼련 영역에서 혼련하는 것을 특징으로 하는 석고 슬러리의 믹싱 방법을 제공한다.

본 발명의 상기 구성에 의하면, 회전 방향 후방으로 굴곡 또는 만곡된 스크레이퍼는 혼련 영역에 있어서의 석고 슬러리의 밀도 분포 및 유속 분포를 균일화시킨다. 이 때문에 석고 슬러리를 혼련 영역에 있어서 균일하게 혼련할 수 있다. 예를 들면 스크레이퍼를 1개소에서만 굴곡시키는 경우, 굴곡부의 각도는 바람직하게는 45±15도의 범위 내, 더욱 바람직하게는 45±10도의 범위 내로 설정된다. 적합하게는 스크레이퍼는 복수의 굴곡부를 가지고, 또는 전체적으로 만곡되어, 대략 인벌류트 곡선을 따르도록 믹서의 중심 영역으로부터 바깥쪽으로 뻗는다. 바람직하게는 스크레이퍼의 선단부는 혼련 영역의 반경 방향에 대하여 75±15도의 범위 내의 각도를 이루어 배향된다.

바람직하게는 하우징 내에서 회전 원반과 일체적으로 회전하는 환형상 기부(基部)가 회전 원반의 회전 중심과 동심형상으로 혼련 영역에 배치되고, 스크레이퍼의 내단부가 환형상 기부에 고정되고, 이것에 의해 스크레이퍼가 수평으로 지지된다. 이와 같은 구성에 의하면, 스크레이퍼 내단부를 지지하는 수단을 회전 원반 중심부에 확보하여, 스크레이퍼의 내단부를 확실히 지지할 수 있다. 또 환형상 기부는 석고 슬러리 체류역 또는 사수역이 회전 원반의 중심 영역에 형성되는 것을 방지하므로, 스크레이퍼의 내단부를 회전 원반의 중심 영역에 배치할 수 있다. 게다가 환형상 기부는 스크레이퍼의 수, 배향, 위치 등의 설계 자유도를 향상시킨다. 따라서 본 발명에 의하면 스크레이퍼의 수, 배향, 위치 등을 적정화하여 슬러리 토출압을 향상시킬 수 있으므로, 슬러리 배출구를 원환벽의 높이 방향 중앙 영역 또는 원환벽의 비교적 높은 위치에 위치 결정하는 것이 가능하게 된다.

더욱 바람직하게는 상기 스크레이퍼의 중심축선은 상기 스크레이퍼의 지점 중심과 상기 회전 원반의 회전 중심을 통과하는 선분에 대하여 60도~120도의 범위 내의 각도로 배향된다. 적합하게는 상기 환형상 기부의 직경은 회전 구동축의 직경의 3배 이상의 치수로 설정되고, 스크레이퍼의 내단부는 환형상 기부의 상면에 고정된다. 더욱 적합하게는 스크레이퍼의 중심축선은 상기 선분에 대하여 직교하는 방향으로 배향된다. 이와 같은 구성에 의하면, 혼련 영역의 석고 슬러리를 스크레이퍼에 의해 회전 원반의 직경 방향 바깥쪽으로 부세할 수 있으므로, 슬러리 배출구를 상기 하우징의 원환벽에 적절하게 배치할 수 있다.

적합하게는 혼련 영역으로부터 슬러리 배출구로 유출되는 석고 슬러리의 흐름을 조세(助勢)하기 위한 핀이 상기 회전 원반의 외주부에 세워져 설치된다. 이와 같은 구성에 의하면, 혼련 영역의 외주부로 이동한 석고 슬러리를 핀에 의해 회전 원반의 접선 방향 또는 직경 방향 바깥쪽으로 부세(付勢)하거나 또는 압압(押壓)하여, 석고 슬러리의 토출압을 더욱 증대시킬 수 있다. 또 스크레이퍼의 선단부 및 핀의 위치를 정합시킴으로써 스크레이퍼의 선단부를 핀에 의해 지지하여, 더욱 안정적인 스크레이퍼의 지지를 확보하는 것이 가능하게 된다.

회전 방향 후방으로 굴곡 또는 만곡된 스크레이퍼를 가지는 믹서에 있어서는 상기 회전 원반은 바람직하게는 상기 핀 대신에 혼련 영역으로부터 슬러리 배출구로 유출되는 석고 슬러리의 흐름을 조세하기 위한 치형부를 외주부에 구비한다. 이와 같은 구성에 의하면, 혼련 영역의 외주부로 이동한 석고 슬러리는 치형부와 굴곡 또는 만곡된 스크레이퍼에 의해, 회전 원반의 접선 방향 또는 직경 방향 바깥쪽으로 부세되거나 또는 압압되므로, 석고 슬러리의 토출압은 부가적으로 증대된다.

슬러리 배출구를 원환벽에 배치함과 아울러, 슬러리 배출구의 개구를 복수의 협소 개구로 분할하여, 혼련 영역으로부터 유출되는 석고 슬러리의 유동 저항을 증대시키도록 한 본 발명의 스크레이퍼식 믹서 및 믹싱 방법에 의하면, 혼련 영역에 있어서의 석고 슬러리의 체류 시간을 증대시키고, 이것에 의해 석고 슬러리를 혼련 영역에 있어서 충분히 혼련하는 것이 가능하게 된다.

또 스크레이퍼를 회전 원반의 회전 방향 후방으로 굴곡 또는 만곡시킨 본 발명의 스크레이퍼식 믹서 및 믹싱 방법에 의하면, 혼련 영역에 있어서의 석고 슬러리의 밀도 분포 및 유속 분포를 균일화하여, 석고 슬러리를 혼련 영역에 있어서 균일하게 혼련할 수 있다.

또한 환형상 기부를 회전 원반의 회전 중심과 동심형상으로 혼련 영역에 배치하고, 스크레이퍼의 내단부를 환형상 기부에 고정하도록 한 스크레이퍼식 믹서 및 믹싱 방법에 의하면, 스크레이퍼를 하우징 내에 적절하게 배치함과 아울러, 슬러리 배출구를 원환벽의 높이 방향 중앙 영역 또는 원환벽의 비교적 높은 위치에 위치 결정할 수 있다.

도 1은 석고 보드의 제조 공정을 부분적 또한 개략적으로 나타내는 공정 설명도이다.
도 2는 석고 보드 제조 라인의 구성을 개략적으로 나타내는 석고 보드 제조 장치의 부분 평면도이다.
도 3은 믹서의 전체 구성을 나타내는 평면도이다.
도 4는 믹서의 전체 구성을 나타내는 사시도이다.
도 5는 믹서의 내부 구조를 나타내는 횡단면도이다.
도 6은 믹서의 내부 구조를 나타내는 부분 파단 사시도이다.
도 7은 회전축, 스크레이퍼 및 환형상 기부의 위치 관계를 나타내는 믹서의 횡단면도 및 그 부분 확대도이다.
도 8은 회전축, 스크레이퍼 및 환형상 기부의 위치 관계를 나타내는 믹서의 종단면도 및 그 부분 확대도이다.
도 9는 스크레이퍼의 구성을 나타내는 단면도 및 부분 사시도이다.
도 10은 슬러리 배출구의 구조를 나타내는 사시도 및 확대 종단면도이다.
도 11은 회전축, 스크레이퍼 및 환형상 기부의 위치 관계의 변형예를 나타내는 믹서의 횡단면도이다.
도 12는 스크레이퍼 및 핀의 위치 관계를 예시하는 믹서의 횡단면도이다.
도 13은 환형상 기부의 변형예를 나타내는 믹서의 부분 확대 단면도이다.
도 14는 단일의 굴곡부에 있어서 회전 방향 후방으로 굴곡된 스크레이퍼를 가지는 믹서의 횡단면도 및 그 부분 확대도이다.
도 15는 다수의 굴곡부에 있어서 회전 방향 후방으로 굴곡된 스크레이퍼를 가지는 믹서의 횡단면도 및 그 부분 확대도이다.
도 16은 전체적으로 회전 방향 후방으로 만곡된 스크레이퍼를 가지는 믹서의 횡단면도이다.
도 17은 회전 방향 후방으로 만곡된 스크레이퍼를 구비함과 아울러, 다수의 치형부를 회전 원반의 외주 영역에 가지는 믹서의 횡단면도이다.

이하, 첨부 도면을 참조하여, 본 발명의 적합한 실시형태에 대해서 상세하게 설명한다.

도 1은 석고 보드의 제조 공정을 부분적 또한 개략적으로 나타내는 공정 설명도이며, 도 2는 석고 보드 제조 라인의 구성을 개략적으로 나타내는 부분 평면도이다.

도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이 석고 보드용 원지(原紙)의 하지(下紙)(1)가 생산 라인을 따라 반송된다. 믹서를 구성하는 스크레이퍼형 믹서(10)가 반송 라인과 관련되는 소정 위치 예를 들면 반송 라인의 상방역에 배치된다. 소석고, 접착 조제, 경화 촉진제, 첨가제, 혼화재 등의 분체 성분(P)이 믹서(10)에 공급됨과 아울러, 혼련용수(L)가 믹서(10)에 공급된다. 믹서(10)는 분체 성분(P) 및 혼련용수(L)를 혼련하여, 생산 라인의 하지(1) 상에 공급해야할 슬러리(소석고 슬러리)(3)를 조제한다. 슬러리(3)는 슬러리 송출부(4) 및 방출관(7)에 송출되고, 슬러리 토출구(7a)로부터 생산 라인 상의 하지(1)의 폭방향 중앙 영역(석고 보드의 코어 영역)에 토출된다. 슬러리(3)의 일부는 분취관(8(8a, 8b))에 송출되어, 좌우의 슬러리 토출구(8c, 8d)로부터 하지(1)의 폭방향 양단 부분(석고 보드의 에지 영역)에 토출된다. 또한 폭방향 중앙 영역에 토출해야할 슬러리(3)에는 비중 조정용의 거품제 또는 거품(M)이 혼입된다. 거품제 또는 거품(M)은 슬러리 송출부(4)에 도입된다. 소망에 따라 거품제 또는 거품(M)을 분취관(8) 내의 슬러리에 공급해도 된다.

하지(1)는 슬러리(3)와 함께 이송되어, 성형 롤러(18(18a, 18b))에 이른다. 상지(2)가 상측의 롤러(18a)의 외주를 부분적으로 주회하여 반송 방향으로 전향한다. 전향한 상지(2)는 하지(1) 상의 슬러리(3)에 접하고, 하지(1)와 실질적으로 평행하게 반송 방향으로 반송된다. 하지(1), 슬러리(3) 및 상지(2)로 이루어지는 3층 구조의 연속적인 띠형상 적층체(5)가 성형 롤러(18)의 하류측에 형성된다. 띠형상 적층체(5)는 슬러리 경화 반응의 진행을 따르면서 반송 속도 V로 연속 주행하여, 조절단 롤러(19(19a, 19b))에 이른다. 소망에 따라 성형 롤러(18) 대신에 압출 성형기(Extruder)나 직사각형 개구부를 가지는 게이트의 통과에 의한 성형 등, 각종 성형 수단을 사용할 수 있다.

조절단 롤러(19)는 연속적인 띠형상 적층체를 소정 길이의 판체로 절단하고, 이것에 의해 석고를 주체로 하는 심부(코어)를 석고 보드용 원지로 피복하여 이루어지는 판형상체, 즉 석고 보드의 원판이 형성된다. 석고 보드의 원판은 화살표 J방향(반송 방향 하류측)에 배치된 건조기(도시하지 않음)에 통과되어 강제 건조되고, 그 후 소정의 제품 길이로 절단되어, 이렇게 하여 석고 보드 제품이 제조된다.

도 3 및 도 4는 믹서(10)의 전체 구성을 나타내는 평면도 및 사시도이다. 또 도 5 및 도 6은 믹서(10)의 내부 구조를 나타내는 횡단면도 및 부분 파단 사시도이다.

도 3 및 도 4에 나타내는 바와 같이 믹서(10)는 편평한 원통형상 하우징 또는 하우징(20)(이하, 「하우징(20)」이라고 함)을 가진다. 하우징(20)은 수평한 원반형상 상판 또는 상측 덮개(21)(이하, 「상판(21)」이라고 함)와, 수평한 원반형상 하판 또는 바닥 덮개(22)(이하, 「하판(22)」이라고 함)와, 상판(21) 및 하판(22)의 외주 부분에 배치된 원환벽 또는 외주벽(23)(이하, 「원환벽(23)」이라고 함)으로 구성된다. 상판(21) 및 하판(22)은 상하 방향으로 소정 간격을 두고 있고, 분체(P) 및 혼련수(L)를 혼련 가능한 혼련 영역(10a)(도 5)을 믹서(10) 내에 형성한다.

상판(21)의 중심 영역에는 원형 개구부(25)가 형성되고, 수직인 회전축(30)의 확대 하단부(31)가 원형 개구부(25)를 관통한다. 회전축(30)은 하우징(20)의 바로 위에 배치된 전동 모터 등의 회전 구동 장치(도시하지 않음)에 연결되고, 중심축선(10b)을 중심으로 소정의 회전 방향(본 실시형태에서는 상방에서 보아 시계 회전 방향(R))으로 회전한다. 소망에 따라 변속 장치 예를 들면 변속 치차 장치 또는 벨트식 변속기 등이 회전축(30)과 회전 구동 장치의 출력축 사이에 개재 장착된다.

혼련해야할 분체 성분(P)을 혼련 영역(10a)에 공급하는 분체 공급관(15)이 상판(21)에 접속됨과 아울러, 혼련용수(L)를 혼련 영역(10a)에 공급하는 급수관(16)이 상판(21)에 접속된다. 소망에 따라 믹서(10)의 과대한 내압 상승을 규제 가능한 내압 조정 장치 등(도시하지 않음)이 상판(21)에 접속된다.

슬러리 배출구의 일종으로서 파악할 수 있는 분취구(8e, 8f)가 슬러리 송출부(4)의 반대측에 있어서 원환벽(23)에 배열설치된다. 분취구(8e, 8f)에는 분취관(8a, 8b)이 각각 연결된다. 본 실시형태에서는 분취구(8e, 8f)는 소정의 각도 간격 α를 서로 두고 배치된다.

슬러리 송출부(4)를 구성하는 슬러리 배출구(40)가 분취구(8f)로부터 회전 방향(R)측(하류측)으로 소정의 각도 간격 β를 두고 원환벽(23)에 형성된다. 슬러리 배출구(40)는 원환벽(23)의 내주면에 개구한다.

도 5 및 도 6에 나타내는 바와 같이 중공 연결부(41)의 확대 개구단이 슬러리 배출구(40)에 접속된다. 중공 연결부(41)는 원환벽(23)의 바깥쪽으로 뻗고, 중공 연결부(41)의 축소 개구단이 슬러리 급송관(42)의 상단부에 연결된다. 슬러리 급송관(42)은 일반적으로 「수직 슈트」 또는 「캐니스터」라고 불리는 믹서 구성 요소이며, 슬러리 배출구(40) 및 중공 연결부(41)와 함께 슬러리 송출부(4)를 구성한다.

거품 또는 거품제(M)를 슬러리에 공급하기 위한 거품 공급관(45)이 중공 연결부(41)에 접속되고, 거품 공급구(46)가 중공 연결부(41)의 내벽면에 개구한다. 거품 공급관(45)은 슬러리의 용적을 조정하기 위한 거품 또는 거품제(M)를 중공 연결부(41) 내의 슬러리에 공급한다.

중공 연결부(41)를 통하여 슬러리 급송관(42) 내의 수직 슈트 영역(관 내 영역)에 유입된 슬러리 및 거품의 혼합 유체는 슬러리 급송관(42)의 중심축선을 중심으로 선회하고, 슬러리 급송관(42) 내의 수직 슈트 영역에 있어서 회전 유동한다. 슬러리 및 거품은 전단력을 받아 혼합되고, 거품은 슬러리 내에 균일하게 분산된다. 슬러리 급송관(42) 내의 슬러리는 중력하 수직 슈트 영역을 흘러내려가고, 일반적으로 「부츠」라고도 불리는 방출관(7)(도 1 및 도 2)을 통하여 하지(1)의 폭방향 중앙 영역에 토출된다.

하우징(20) 내에는 회전 원반(32)이 회전 가능하게 배치된다. 회전 원반(32)의 중심부가 회전축(30)의 확대 하단부(31)의 하단면에 고정된다. 회전 원반(32)의 회전축선 또는 중심축선은 회전축(30)의 중심축선(10b)과 일치한다. 회전 원반(32)은 회전축(30)의 회전에 의해 화살표 R로 나타내는 방향(시계 회전 방향)으로 회전한다.

도 5 및 도 6에 나타내는 바와 같이 복수의 스크레이퍼(50)가 120도의 각도 간격을 두고 하우징(20) 내에 배치된다. 스크레이퍼(50)의 내단부를 지지하기 위한 환형상 기부(70)가 회전축(30)의 확대 하단부(31)의 외측에 형성된다. 환형상 기부(70)는 회전 원반(32) 및 확대 하단부(31)와 일체화하고 있어, 회전축(30)과 함께 회전한다. 환형상 기부(70)는 수평 또한 평탄한 상면(72)을 가지고, 스크레이퍼(50)의 내단부는 비스, 볼트 등의 고정구 또는 계류구(71)에 의해 환형상 기부(70)의 상면(72)에 고정된다. 스크레이퍼(50)는 환형상 기부(70)에 의해 캔틸레버(외팔보)식으로 지지되고, 혼련 영역(10a)에 있어서 바깥쪽으로 뻗고, 원환벽(23)의 내주벽면에 근접한 위치에 있어서 종단한다.

도 7 및 도 8은 회전축(30), 스크레이퍼(50) 및 환형상 기부(70)의 위치 관계를 나타내는 믹서(10)의 횡단면도, 종단면도 및 부분 확대 단면도이다.

도 7 및 도 8에 나타내는 바와 같이 환형상 기부(70)는 회전 원반(32)의 중심축선(10b)을 중심으로 하여 확대 하단부(31) 둘레에 동심형상으로 형성되어 있고, 환형상 기부(70)의 반경(외경)(r3)은 확대 하단부(31)의 반경(외경)(r1)의 2~3배의 치수(회전축(30)의 직경의 3~5배)로 설정된다.

도 8(B)에 나타내는 바와 같이 환형상 기부(70)의 높이(h2)는 혼련 영역(10a)의 높이(h1)보다 작고, 환형상 기부(70)의 상면(72)은 상판(21)의 하면으로부터 간격을 둔 수평한 평면을 구성한다. 예를 들면 혼련 영역(10a)의 용적을 증대시킨 믹서(10)에 있어서는 높이(h1, h2)가 동일 치수만큼 증대되고, 상판(21)과 상면(72) 사이의 치수(h3)는 일정한 값을 유지하고, 따라서 스크레이퍼(50)와 상판(21)은 일정한 위치 관계를 유지한다.

스크레이퍼(50)의 내단부를 지지하는 고정구 또는 계류구(71)는 쌍을 이루어 배치되어 있고, 도 7(B)에 나타내는 스크레이퍼(50)의 지점 중심(75)은 좌우의 고정구 또는 계류구(71)가 형성하는 각 지점의 중간점에 위치한다. 스크레이퍼(50)의 중심축선(50a)은 지점 중심(75)을 통과하고 또한 중심축선(10b)을 중심으로 한 반경(r2)의 가상 진원(η)에 대하여 그 접선 방향으로 뻗는다. 도 7(B)에 있어서, 가상 진원(η)의 법선(ζ)은 중심축선(10b) 및 지점 중심(75)을 통과하고, 중심축선(50a)과 법선(ζ)이 이루는 각도(θ1)는 90도이다. 단, 각도(θ1)는 반드시 90도에 한정되는 것은 아니며, 각도(θ1)는 바람직하게는 60도~120도의 범위 내, 더욱 바람직하게는 75~115도의 범위 내로 설정할 수 있다. 스크레이퍼(50)는 상판(21)의 하면에 근접한 위치에 있어서 수평으로 뻗고, 원환벽(23)의 내주벽면에 근접한 위치에 있어서 종단한다.

도 8(A) 및 도 8(B)에 나타내는 바와 같이 스크레이퍼(50)는 환형상 기부(70)에 의해 캔틸레버(외팔보)식으로 지지되는데, 스크레이퍼(50)의 선단부(선단면(59))의 위치와 핀(36)의 위치를 정합시키고, 도 8(C)에 나타내는 바와 같이 스크레이퍼(50)의 선단부를 핀(36)에 연결하고, 환형상 기부(70) 및 핀(36)에 의한 2점 지지 또는 양단 지지의 지지 형태에 의해 스크레이퍼(50)를 지지해도 된다.

도 9(A)는 스크레이퍼(50)의 단면도이며, 도 9(B)는 스크레이퍼(50)의 선단부의 구성을 나타내는 부분 사시도이며, 도 9(C)는 스크레이퍼(50)의 변형예를 나타내는 단면도이다.

스크레이퍼(50)는 세라믹제의 내마모판(52)을 금속제의 성형 부재(51)의 상면에 메워넣은 구조를 가진다. 스크레이퍼(50)는 등각대형의 단면형상을 가지고, 수평 상면(53), 연직 전면(54), 연직 후면(55), 전측 사면(56), 후측 사면(57), 수평 하면(58) 및 선단면(59)을 가진다. 수평 하면(58)에 대한 사면(56, 57)의 경사각(θ2, θ3)은 실질적으로 동일한 각도이다. 수평 상면(53)은 상판(21)의 하면으로부터 미소 간격(S)을 두고 배치된다. 미소 간격(S)은 1~5mm의 범위 내로 설정된다. 도 7(A)에 나타내는 바와 같이 선단면(59)은 원환벽(23)의 내주벽면의 접선 방향과 대략 동일한 방향으로 배향되고, 원환벽(23)의 내주벽면으로부터 5~10mm정도의 간격을 두고 배치된다. 소망에 따라 도 9(C)에 나타내는 바와 같이 스크레이퍼(50)의 하면(58), 사면(56, 57)을 전체적으로 반원형상 또는 호형상의 만곡면(58')으로 형성해도 된다.

도 8에 나타내는 바와 같이 스크레이퍼(60)가 회전 원반(32)의 하면에 추가로 배치된다. 스크레이퍼(60)는 평면시에 있어서 스크레이퍼(50)와 동일한 위치에 배치된다. 스크레이퍼(60)의 하면은 하판(22)의 상면으로부터 1~5mm의 미소 간격을 두고 배치된다.

도 5 및 도 6에 나타내는 바와 같이 회전 원반(32)은 진원형 윤곽의 외주연을 가지고, 핀(36)이 회전 원반(32)의 외주 띠영역에 수직으로 고정된다. 원심력의 작용에 의해 회전 원반(32) 상을 바깥쪽으로 유동한 분체 성분(P) 및 혼련용수(L)의 피혼련 유체(슬러리)는 도 5의 부분 확대도에 화살표로 나타내는 바와 같이 슬러리 배출구(40)로부터 중공 연결부(41) 내로 유출된다. 핀(36)은 이와 같은 슬러리류를 회전 방향 또한 바깥쪽으로 압압 내지 부세한다. 즉, 핀(36)은 슬러리 배출구(40)로부터 중공 연결부(41) 내로 유출되는 슬러리의 운동을 조세한다. 이와 같이 슬러리류가 유통하는 슬러리 배출구(40)에는 슬러리 배출구(40)의 개구를 분할하는 복수의 수평 가이드 부재(47)가 배열설치된다.

도 10(A)은 슬러리 배출구(40)의 구조를 나타내는 사시도이며, 도 10(B)은 슬러리 배출구(40)의 슬릿 구조를 나타내는 확대 종단면도이다. 도 10(C) 및 도 10(D)은 슬러리 배출구(40)의 변형예를 나타내는 사시도 및 확대 종단면도이다.

도 10(A)에 나타내는 바와 같이 슬러리 배출구(40)에는 슬러리 배출구(40)의 전체 폭에 걸쳐 원환벽(23)의 둘레 방향으로 뻗는 수평 가이드 부재(47)가 상하 방향으로 등간격을 두고 배치된다. 각 가이드 부재(47)의 양단부는 슬러리 배출구(40)의 양측에 위치하는 원환벽(23)의 부분에 고정되고, 슬러리 배출구(40)는 복수의 협소 개구로 분할된다. 가이드 부재(47)는 도 10(B)에 나타내는 바와 같이 사각형 단면의 금속제 띠판 또는 수지제 띠판으로 이루어지고, 가이드 부재(47)의 단면 치수는 예를 들면 두께 1~5mm, 안길이 5~50mm로 설정된다. 높이 4~15mm의 수평 슬릿(48)이 가이드 부재(47)의 사이에 슬러리 유로로서 형성된다. 이와 같은 슬러리 배출구(40)의 슬릿 구조는 슬러리 배출구(40)로부터 중공 연결부(41)로 유출되는 슬러리에 유동 저항을 부여하는 오리피스로서 기능하고, 이것에 의해 혼련 영역(10a)에 있어서의 슬러리의 체류 시간을 확보하도록 기능한다. 이와 같은 수평 가이드 부재(47) 및 수평 슬릿(48)의 슬릿 구조는 슬러리 배출구의 일종인 분취구(8e, 8f)의 개구부에도 마찬가지로 배열설치된다.

슬러리 배출구(40)의 개구율은 바람직하게는 50~80%의 범위 내, 더욱 바람직하게는 55~75%의 범위 내로 설정된다. 여기에 슬러리 배출구(40)의 개구율은 「A2/A1」로서 구해지고, 「A1」은 원환벽(23)의 내주면에 있어서의 슬러리 배출구(40)의 전체 면적 「W×T」이며, 「A2」는 수평 슬릿(48)의 유효 개구 면적 「W×t×슬릿 개소수」이다. 「슬릿 개소수」는 도시의 예에서는 5이다. 마찬가지로 분취구(8e, 8f)의 개구율도 또 바람직하게는 50~80%의 범위 내, 더욱 바람직하게는 55~75%의 범위 내로 설정된다. 여기에 슬러리 분취구(8e, 8f)의 개구율은 「A4/A3」로서 구해지고, 「A3」은 원환벽(23)의 내주면에 있어서의 분취구(8e, 8f)의 전체 면적이며, 「A4」는 분취구(8e, 8f)의 유효 개구 면적이다.

또 슬러리 배출구(40) 및 분취구(8e, 8f)의 총 면적 「A1+A3」은 원환벽(23)의 내주면 전체의 면적(내주벽면의 직경×3.14×내주벽면의 높이)에 대하여 2~10%의 범위 내, 바람직하게는 3~8%의 범위 내로 설정된다.

변형예로서 수평 가이드 부재(47) 및 수평 슬릿(48)을 연직 가이드 부재 및 연직 슬릿으로서 형성하고, 또는 슬러리의 유동 방향에 대하여 가이드 부재를 비스듬한 방향으로 경사시키는 것도 가능하다. 또 도 10(C) 및 도 10(D)에 나타내는 바와 같이 슬러리 배출구(40) 및 분취구(8e, 8f)를 격자형상의 가이드 부재(49)에 의해 다수의 협소 개구로 분할하여, 사각형 단면의 협소 유로(48')를 형성해도 된다. 또한 이와 같은 구성의 슬러리 배출구(40)에 있어서도 적합한 개구율 등은 상기와 같다.

도 11은 회전축(30), 스크레이퍼(50) 및 환형상 기부(70)의 위치 관계의 변형예를 나타내는 믹서(10)의 횡단면도이다.

도 11(A)에 나타내는 믹서(10)에 있어서는 4개의 스크레이퍼(50)가 서로 90도의 각도 간격을 둔 방향으로 배향된다. 도 11(B)에 나타내는 믹서(10)에 있어서는 2개의 스크레이퍼(50)가 서로 180도의 각도 간격을 둔 방향으로 배향된다. 필요에 따라 5개 이상의 스크레이퍼(50)를 믹서(10)의 혼련 영역(10a)에 배치해도 된다. 소망에 따라 균일한 각도 간격을 두고 스크레이퍼(50)를 배치하지 않고, 불균등한 각도 간격을 두고 스크레이퍼(50)를 배치하는 것도 가능하다.

도 12는 스크레이퍼(50) 및 핀(36)의 위치 관계를 예시하는 믹서(10)의 횡단면도이다.

도 12의 각 도면에 나타내는 바와 같이 스크레이퍼(50)는 예를 들면 120도의 각도 간격을 두고 배치된다. 핀(36)은 바람직하게는 스크레이퍼(50)의 위치와 관련된 상대 위치에 배치된다. 적합하게는 스크레이퍼(50) 및 핀(36)은 회전축(30)의 중심축선(10b)에 대하여 회전 대칭의 평면 위치에 배치된다. 예를 들면 도 12(A)에 나타내는 핀(36)의 배치에서는 핀(36)은 스크레이퍼(50)와 동일하게 120도의 각도 간격(θa)을 두고 회전 원반(32)의 외주부에 위치한다. 스크레이퍼(50) 및 핀(36)의 위상은 60도(θa/2)만큼 상이하다. 한편, 도 12(B) 및 도 12(C)에 나타내는 핀(36)의 레이아웃에서는 핀(36)은 40도 또는 30도의 각도 간격(θb, θc)을 두고 회전 원반(32)의 외주부에 배치된다. 스크레이퍼(50)의 선단부는 핀(36)의 위치와 정합하고, 스크레이퍼(50)의 선단부는 도 8(C)에 나타내는 바와 같이 핀(36)에 의해 지지된다. 이와 같은 스크레이퍼(50) 및 핀(36)의 회전 대칭성은 슬러리 배출구(40) 및 분취구(8e, 8f)로부터 유출되는 슬러리에 맥동 또는 부정류가 발생하는 것을 방지하는 점에서, 슬러리 배출량을 안정시킴에 있어서 매우 유리하다.

도 13은 환형상 기부(70)의 변형예를 나타내는 부분 확대 단면도이다.

환형상 기부(70)는 반드시 회전축(30) 및 확대 하단부(31)와 일체화할 필요는 없고, 확대 하단부(31)의 외주면으로부터 간격을 두고 환형상 기부(70)의 내주면(76)을 형성해도 된다. 도 13에 있어서, 반경(외경)(r1)의 확대 하단부(31)와 반경(내경)(r4)의 환형상 기부(70) 사이에는 소정 폭(r4-r1)의 환형상 간극(77)이 형성된다.

이어서 믹서(10)의 작동에 대해서 설명한다.

회전 구동 장치의 작동에 의해, 회전 원반(32) 및 스크레이퍼(50)는 화살표 R방향으로 회전 구동됨과 아울러, 믹서(10)로 혼련해야할 분체 성분(P) 및 혼련용수(L)가 분체 공급관(15) 및 급수관(16)을 통하여 믹서(10) 내에 공급된다. 분체 성분(P) 및 혼련용수(L)는 혼련 영역(10a)에 유입되어, 교반혼합되면서, 원심력의 작용에 의해 회전 원반(32) 상을 직경 방향 바깥쪽으로 이동하고, 회전 원반(32)의 외주 영역으로 이동한다. 스크레이퍼(50, 60)는 상판(21)의 하면 및 하판(22)의 상면에 부착된 슬러리를 긁어떨어뜨리거나 또는 깎아떨어뜨린다. 핀(36)은 원환벽(23)의 내주면에 부착된 슬러리를 긁어떨어뜨리거나 또는 깎아떨어뜨린다.

혼련 영역(10a)의 외주 영역으로 이동한 슬러리는 핀(36)에 의해 바깥쪽 또한 회전 방향 전방으로 압압되어, 슬러리 배출구(40)로부터 중공 연결부(41)로 유출된다. 거품 공급관(45)의 거품 공급구(46)는 중공 연결부(41)에 유입된 슬러리에 소요량의 거품 또는 거품제(M)를 공급한다. 거품 또는 거품제(M)가 혼입된 슬러리는 중공 연결부(41)로부터 슬러리 급송관(42) 내에 유입되고, 슬러리 급송관(42) 내에서 회전력 및 전단력을 받아, 더욱 혼합된 후, 방출관(7)으로부터 하지(1)의 폭방향 중앙 영역에 토출된다.

혼련 영역(10a)의 외주 영역으로 이동한 슬러리는 또 분취구(8e, 8f)를 통하여 분취관(8a, 8b)에 유입되고, 하지(1)의 에지 영역에 토출된다. 분취구(8e, 8f) 부근의 슬러리는 예를 들면 거품 또는 거품제(M)가 공급되지 않고 분취관(8a, 8b)에 송출되고, 따라서 하지(1)의 에지 영역에 공급되는 슬러리는 비교적 비중이 큰 슬러리이다.

이와 같은 믹서(10)의 작동에 있어서, 스크레이퍼(50)는 혼련 영역(10a)의 슬러리를 회전 원반(32)의 직경 방향 바깥쪽으로 부세하고, 핀(36)의 상기 작용과 협동하여, 슬러리 배출구(40) 및 분취구(8e, 8f)로부터 슬러리를 혼련 영역 밖으로 배출시킨다. 상기 서술한 슬릿 구조(또는 격자 구조 등)에 의해 슬러리 배출구(40) 및 분취구(8e, 8f)의 유동 저항이 증대하고 있는 점에서, 혼련 영역(10a)에 있어서의 슬러리의 체류 시간이 증대하므로, 슬러리는 혼련 영역(10a)에 있어서 충분히 혼련된다.

도 14~도 17은 회전 방향 후방으로 굴곡 또는 만곡된 스크레이퍼를 구비한 믹서(10)의 전체 구성을 나타내는 횡단면이다. 또한 각 도면에 있어서 상기 서술한 실시예의 각 구성 요소 또는 구성 부재와 실질적으로 동일한 구성 요소 또는 구성 부재에 대해서는 동일한 참조 부호가 붙여져 있다.

도 5~도 13에 나타내는 스크레이퍼(50)는 환형상 기부(70)로부터 똑바로 직선 형태로 뻗는 구성의 것인데, 도 14에 나타내는 스크레이퍼(50)는 굴곡부(80)에 있어서 회전 방향 후방으로 굴곡된다. 즉, 스크레이퍼(50)의 중심축선(50a)은 굴곡부(80)에 있어서 각도(θ4)로 회전 방향 후방으로 굴곡되어 바깥쪽으로 뻗는다. 스크레이퍼(50)는 원환벽(23)의 내주벽면에 근접한 위치에 있어서 종단한다. 중심축선(50a)과 혼련 영역(10a)의 반경 방향(γ)은 선단면(59)에 있어서 각도(θ5)를 이루어 교차한다. 각도(θ4, θ5)는 바람직하게는 45±15도, 더욱 바람직하게는 45±10도의 범위 내의 각도로 설정된다.

상판(21)에 위치하는 분체 공급관(15)의 분체 공급구가 개구부(17)로서 도 14에 파선으로 표시되어 있다. 도 14의 부분 확대도에 나타내는 바와 같이 개구부(17)의 중심(17a)은 중심축선(10b)으로부터 거리(반경)(r5)만큼 이간하고, 환형상 기부(70)에 접근한 개구부(17)의 최내단(17b)은 중심축선(10b)으로부터 거리(반경)(r6)만큼 이간하고, 굴곡부(80)는 중심축선(10b)으로부터 거리(반경)(r7)만큼 이간한다. 바람직하게는 굴곡부(80)의 위치는 r5>r7>r6의 관계가 성립하는 범위 내로 설정된다.

도 15에 나타내는 믹서(10)는 다수의 굴곡부(80)에 의해 전체적으로 회전 방향 후방으로 굴곡된 스크레이퍼(50)를 가진다. 스크레이퍼(50)의 중심축선(50a)은 각 굴곡부(80)에 있어서 각도(θ6)로 회전 방향 후방으로 굴곡된다. 각도(θ6)는 바람직하게는 15±10도, 더욱 바람직하게는 15±5도의 범위 내의 각도로 설정된다. 중심축선(50a)은 스크레이퍼(50)의 선단부에 있어서 혼련 영역(10a)의 반경 방향(γ)에 대하여 75±10도의 각도(θ5)를 이루는 방향으로 배향된다.

도 16에 나타내는 믹서(10)는 전체적으로 회전 방향 후방으로 만곡된 스크레이퍼(50)를 가진다. 바람직하게는 중심축선(50a)은 환형상 기부(70)의 외주연으로부터 실질적으로 인벌류트 곡선으로서 바깥쪽으로 뻗는 곡선이다. 또한 도 15에 나타내는 스크레이퍼(50)에 있어서도 다수의 굴곡부(80)에 의해 굴곡된 중심축선(50a)은 바람직하게는 대략 인벌류트 곡선을 따르는 선분이다.

또 도 14~도 16에 나타내는 믹서(10)에 있어서는 1개의 스크레이퍼(50)의 선단부가 핀(36)의 위치와 정합하는 것에 지나지 않는다. 그러나 도 12(B) 및 도 12(C)에 나타내는 바와 같이 모든 스크레이퍼(50)의 선단부가 핀(36)의 위치와 정합하도록 설정하고, 전체 스크레이퍼(50)의 선단부를 핀(36)에 의해 지지하는 것도 가능하다.

도 17에는 핀(36) 대신에 다수의 치형부(37)를 회전 원반(32)의 외주 영역에 형성한 구성의 믹서(10)가 표시되어 있다. 상기 서술한 바와 같이 원심력의 작용에 의해 회전 원반(32) 상을 바깥쪽으로 유동한 슬러리는 도 17에 화살표로 나타내는 바와 같이 슬러리 배출구(40)로부터 중공 연결부(41) 내로 유출되는데, 치형부(37)는 회전 방향 후방으로 굴곡 또는 만곡된 스크레이퍼(50)와 협동하여, 이와 같은 슬러리류를 회전 방향 또한 바깥쪽으로 압압 내지 부세한다. 즉, 치형부(37) 및 스크레이퍼(50)는 상기 서술한 핀(36)과 마찬가지로 슬러리 배출구(40)로부터 중공 연결부(41) 내로 유출되는 슬러리의 운동을 조세하므로, 핀(36)의 슬러리 운동 조세 작용과 마찬가지의 효과가 치형부(37) 및 스크레이퍼(50)의 조합에 의해 얻어진다.

상기 구성의 믹서(10)에 관한 본 발명자의 실험 등에 의하면, 회전 방향 후방으로 굴곡 또는 만곡된 스크레이퍼(50)를 사용한 경우, 혼련 영역(10a)에 있어서의 슬러리의 밀도 분포 및 유속 분포가 균일화하여, 슬러리를 비교적 단시간에 충분히 혼련할 수 있다. 이것은 주로 이하의 이유에 따른다고 생각된다.

(1) 스크레이퍼형 믹서의 경우, 핀형 믹서와 비교하여 사수역 또는 슬러리 체류역이 혼련 영역(10a)에 발생하기 어렵다.

(2) 굴곡 또는 만곡된 스크레이퍼(50)의 경우, 스크레이퍼(50)의 배후(회전 방향 후측)에 있어서도 사수역 또는 슬러리 체류역이 발생하기 어렵다.

(3) 혼련 영역(10a)의 직경 방향 바깥쪽을 향하는 비교적 큰 힘 또는 압력이 스크레이퍼(50)에 의해 슬러리에 부여된다.

이상, 본 발명의 적합한 실시형태에 대해서 상세하게 설명했는데, 본 발명은 상기 실시형태에 한정되는 것은 아니며, 특허청구의 범위에 기재된 본 발명의 범위 내에서 각종 변형 또는 변경이 가능하다.

예를 들면 상기 실시형태에 있어서는 회전축과는 별개로 환형상 기부를 확대 하단부 둘레에 형성하고 있는데, 회전축의 확대 하단부의 직경을 더욱 확대함으로써 환형상 기부를 형성해도 된다.

또 상기 실시형태에 있어서는 회전 원반 외주부에 핀을 단열로 배치하고 있는데, 예를 들면 2개 1세트의 핀을 회전 원반 외주부에 세워 설치하고, 핀을 회전 원반 외주부에 2열로 배치해도 된다.

또한 본 발명의 믹서는 석고 보드의 제조 뿐만아니라 유리 매트 보드, 유리 섬유 부직포 포함 석고판 등의 각종 석고판의 제조에 있어서도 사용할 수 있다.

(산업상 이용 가능성)

이상 설명한 바와 같이 본 발명은 혼련 영역에 복수의 스크레이퍼를 배치한 구성을 가지는 스크레이퍼형의 믹서 및 그 믹싱 방법에 적용된다. 본 발명에 따른 스크레이퍼형 믹서 및 그 믹싱 방법에 의하면, 혼련 영역에 있어서의 석고 슬러리의 체류 시간을 증대시켜 석고 슬러리를 혼련 영역에서 충분히 혼련할 수 있고, 또는 혼련 영역에 있어서의 석고 슬러리의 밀도 분포 및 유속 분포를 균일화하여 석고 슬러리를 혼련 영역에서 균일하게 혼련할 수 있으므로, 그 실용적 효과는 현저하다.

10…믹서
10a…혼련 영역
10b…회전 원반의 중심축선
15…분체 공급관
16…급수관
20…하우징
21…상판
22…하판
23…원환벽
30…회전축
31…확대 하단부
32…회전 원반
36…핀
37…치형부
40…슬러리 배출구
41…중공 연결부
47, 49…가이드 부재
48…슬릿
48'…협소 유로
50…스크레이퍼
50a…스크레이퍼의 중심축선
70…환형상 기부
71…고정구 또는 계류구
72…환형상 기부의 상면
75…지점 중심
80…굴곡부

Claims (21)

1. 석고 슬러리를 혼련하는 혼련 영역을 형성하는 원형 하우징과, 이 하우징 내에 배치되고, 소정의 회전 방향으로 회전하는 회전 원반과, 이 회전 원반에 일체적으로 연결된 회전 구동축과, 상기 혼련 영역에 배치된 스크레이퍼와, 상기 혼련 영역의 석고 슬러리를 생산 라인 상에 공급하기 위해서 상기 하우징에 배열설치된 슬러리 배출구를 가지는 석고 슬러리 조제용의 믹서에 있어서,
   상기 회전 구동축은 상기 하우징의 상판 또는 하판을 관통하여 상기 회전 원반에 연결되고,
   상기 스크레이퍼의 내단부는 상기 회전 원반의 중심 영역에 배치되고, 이 스크레이퍼의 외단부는 상기 회전 원반의 외주 띠영역에 배치되고, 상기 슬러리 배출구는 상기 하우징의 원환벽에 배치되어 있고,
   상기 슬러리 배출구의 개구를 통하여 상기 혼련 영역으로부터 유출되는 석고 슬러리의 유동 저항을 증대시키도록 이 개구를 복수의 협소 개구로 분할하는 유로 분할 부재가 상기 슬러리 배출구에 설치된 것을 특징으로 하는 믹서.
2. 석고 슬러리를 혼련하는 혼련 영역을 형성하는 원형 하우징과, 이 하우징 내에 배치되고, 소정의 회전 방향으로 회전하는 회전 원반과, 이 회전 원반에 일체적으로 연결된 회전 구동축과, 상기 혼련 영역에 배치된 스크레이퍼와, 상기 혼련 영역의 석고 슬러리를 생산 라인 상에 공급하기 위해서 상기 하우징에 배열설치된 슬러리 배출구를 가지는 석고 슬러리 조제용의 믹서에 있어서,
   상기 회전 구동축은 상기 하우징의 상판 또는 하판을 관통하여 상기 회전 원반에 연결되고,
   상기 스크레이퍼의 내단부는 상기 회전 원반의 중심 영역에 배치되고, 이 스크레이퍼의 외단부는 상기 회전 원반의 외주 띠영역에 위치하고, 상기 스크레이퍼는 상기 내단부 및 외단부 사이에 있어서 상기 회전 원반의 회전 방향 후방으로 굴곡 또는 만곡하고 있는 것을 특징으로 하는 믹서.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 스크레이퍼의 내단부는 상기 회전 원반의 중심 영역에 배치되고, 이 스크레이퍼의 외단부는 상기 회전 원반의 외주 띠영역에 위치하고, 상기 스크레이퍼는 상기 내단부 및 외단부 사이에 있어서 상기 회전 원반의 회전 방향 후방으로 굴곡 또는 만곡하고 있는 것을 특징으로 하는 믹서.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하우징 내에서 상기 회전 원반과 일체적으로 회전하는 환형상 기부가 상기 회전 원반의 회전 중심과 동심형상으로 상기 혼련 영역에 배치되고, 상기 스크레이퍼의 내단부가 상기 환형상 기부에 고정된 것을 특징으로 하는 믹서.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 환형상 기부의 직경은 상기 회전 구동축의 직경의 3배 이상의 치수로 설정되고, 상기 스크레이퍼의 내단부는 상기 환형상 기부의 상면에 고정되는 것을 특징으로 하는 믹서.
6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 스크레이퍼의 내단부의 중심축선은 상기 스크레이퍼의 지점 중심과 상기 회전 원반의 회전 중심을 통과하는 선분에 대하여 60도~120도의 범위 내의 각도를 이루는 방향으로 수평으로 뻗는 것을 특징으로 하는 믹서.
7. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 유로 분할 부재는 상기 슬러리 배출구의 개구를 복수의 슬릿으로 분할하는 복수의 가이드 부재, 또는 상기 슬러리 배출구의 개구를 종횡으로 분할하는 메시형상 부재 또는 격자형상 부재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 믹서.
8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 슬러리 배출구로부터 혼련 영역 밖으로 유출되는 석고 슬러리의 흐름을 조세하기 위한 핀이 상기 회전 원반의 외주부에 세워져 설치되는 것을 특징으로 하는 믹서.
9. 제 8 항에 있어서, 상기 스크레이퍼의 선단부는 상기 핀에 의해 지지되는 것을 특징으로 하는 믹서.
10. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 회전 원반은 상기 혼련 영역으로부터 상기 슬러리 배출구로 유출되는 석고 슬러리의 흐름을 조세하기 위한 치형부를 외주부에 구비하는 것을 특징으로 하는 믹서.
11. 석고 슬러리를 혼련하는 혼련 영역을 형성하는 원형 하우징과, 이 하우징 내에 배치되고, 소정의 회전 방향으로 회전하는 회전 원반과, 이 회전 원반에 일체적으로 연결된 회전 구동축과, 상기 혼련 영역에 배치된 스크레이퍼와, 상기 혼련 영역의 석고 슬러리를 생산 라인 상에 공급하기 위해서 상기 하우징에 배열설치된 슬러리 배출구를 가지는 석고 슬러리 조제용의 믹서를 사용한 석고 슬러리의 믹싱 방법에 있어서,
    상기 스크레이퍼의 내단부를 상기 회전 원반의 중심 영역에 배치하고, 이 스크레이퍼의 외단부를 상기 회전 원반의 외주 띠영역에 배치하고, 상기 슬러리 배출구를 상기 하우징의 원환벽에 배치하고, 이 슬러리 배출구의 개구를 통하여 상기 혼련 영역으로부터 유출되는 석고 슬러리의 유동 저항을 증대시키도록 이 개구를 복수의 협소 개구로 분할하고,
    상기 하우징의 상판 또는 하판을 관통하는 상기 회전 구동축에 의해, 그 회전축선을 중심으로 상기 회전 원반 및 상기 스크레이퍼를 회전시켜 상기 석고 슬러리를 상기 혼련 영역에 있어서 혼련함과 아울러, 상기 석고 슬러리에 작용하는 원심력에 의해 이 석고 슬러리를 상기 혼련 영역의 외주부에 유동시켜, 상기 슬러리 배출구로부터 혼련 영역 밖으로 유출시키는 것을 특징으로 하는 석고 슬러리의 믹싱 방법.
12. 석고 슬러리를 혼련하는 혼련 영역을 형성하는 원형 하우징과, 이 하우징 내에 배치되고, 소정의 회전 방향으로 회전하는 회전 원반과, 이 회전 원반에 일체적으로 연결된 회전 구동축과, 상기 혼련 영역에 배치된 스크레이퍼와, 상기 혼련 영역의 석고 슬러리를 생산 라인 상에 공급하기 위해서 상기 하우징에 배열설치된 슬러리 배출구를 가지는 석고 슬러리 조제용의 믹서를 사용한 석고 슬러리의 믹싱 방법에 있어서,
    상기 스크레이퍼의 내단부를 상기 회전 원반의 중심 영역에 배치하고, 이 스크레이퍼의 외단부를 상기 회전 원반의 외주 띠영역에 배치하고, 상기 내단부 및 외단부 사이에 있어서 상기 스크레이퍼를 상기 회전 원반의 회전 방향 후방으로 굴곡 또는 만곡시키고,
    상기 하우징의 상판 또는 하판을 관통하는 상기 회전 구동축에 의해, 그 회전축선을 중심으로 상기 회전 원반 및 상기 스크레이퍼를 회전시켜 상기 석고 슬러리를 상기 혼련 영역에서 혼련하는 것을 특징으로 하는 석고 슬러리의 믹싱 방법.
13. 제 11 항에 있어서, 상기 내단부 및 외단부 사이에 있어서 상기 스크레이퍼를 상기 회전 원반의 회전 방향 후방으로 굴곡 또는 만곡시키는 것을 특징으로 하는 믹싱 방법.
14. 제 11 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하우징 내에서 상기 회전 원반과 일체적으로 회전하는 환형상 기부를 상기 회전 원반의 회전 중심과 동심형상으로 상기 혼련 영역에 배치하고, 상기 스크레이퍼의 내단부를 상기 환형상 기부에 고정함으로써 이 스크레이퍼를 수평으로 지지하는 것을 특징으로 하는 믹싱 방법.
15. 제 11 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 스크레이퍼의 지점 중심과 상기 회전 원반의 회전 중심을 통과하는 선분에 대하여, 상기 스크레이퍼의 내단부의 중심축선을 60도~120도의 범위 내의 각도로 배향한 것을 특징으로 하는 믹싱 방법.
16. 제 11 항 또는 제 13 항에 있어서, 상기 개구를 복수의 협소 개구로 분할하는 수단으로서, 이 개구를 복수의 슬릿으로 분할하는 복수의 가이드 부재, 또는 상기 개구를 종횡으로 분할하는 메시형상 부재 또는 격자형상 부재를 상기 슬러리 배출구에 배치한 것을 특징으로 하는 믹싱 방법.
17. 제 11 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 회전 원반의 외주부에 핀을 세워 설치하고, 상기 슬러리 배출구로부터 혼련 영역 밖으로 유출되는 상기 석고 슬러리의 흐름을 조세하는 것을 특징으로 하는 믹싱 방법.
18. 제 17 항에 있어서, 상기 스크레이퍼의 선단부를 상기 핀에 의해 지지하는 것을 특징으로 하는 믹싱 방법.
19. 제 12 항 또는 제 13 항에 있어서, 상기 회전 원반의 외주부에 치형부를 형성하고, 상기 슬러리 배출구로부터 혼련 영역 밖으로 유출되는 상기 석고 슬러리의 흐름을 조세하는 것을 특징으로 하는 믹싱 방법.
20. 제 1 항, 제 3 항 또는 제 7 항에 있어서, 상기 슬러리 배출구의 전체 면적은 상기 원환벽의 내주면의 전체 면적에 대하여, 그 2~10%의 범위 내로 설정되고,
    상기 슬러리 배출구의 개구율은 50~80%의 범위 내로 설정되는 것을 특징으로 하는 믹서.
21. 제 2 항, 제 3 항 또는 제 10 항에 있어서, 상기 스크레이퍼는 단일의 굴곡 개소에 있어서 45±15도의 범위 내의 각도로 굴곡되어 있고, 또는 상기 스크레이퍼는 복수의 개소에서 굴곡되거나 또는 전체적으로 만곡되어 있으며, 이 스크레이퍼의 선단 부분은 상기 혼련 영역의 반경 방향에 대하여 75±15도의 범위 내의 각도를 이루는 방향으로 배향되는 것을 특징으로 하는 믹서.

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