KR20230148801A - 슬러리 제조용 믹서 냉각장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 내부 용기와 외부 용기 사이에 냉각수 통로를 형성하고 상기 냉각수 통로에 냉각수를 공급함으로써, 슬러리를 제조하는 회전 용기 및 그 내부의 슬러리를 신속하게 냉각시킬 수 있는 슬러리 제조용 믹서 냉각장치에 관한 것이다.
일례로, 슬러리를 믹싱하며 온도 측정부를 갖는 믹싱부와, 상기 믹싱부의 하부에 형성되며 슬러리가 배출되는 배출홀을 갖는 슬러리 배출부를 포함하는 회전 용기; 상기 회전 용기의 하부에 위치하며, 상기 회전 용기가 삽입되는 관통홀이 형성된 몸체; 및 상기 회전 용기와 몸체 사이에 개재된 씰링 부재를 포함하고, 상기 믹싱부는 내부 용기와 외부 용기로 이루어지고, 상기 내부 용기와 외부 용기 사이에는 냉각수 통로가 형성된 것을 특징으로 하는 슬러리 제조용 믹서 냉각장치를 개시한다.

Description

슬러리 제조용 믹서 냉각장치{Mixer cooling device for manufacturing of slurry}
본 발명은 슬러리 제조용 믹서 냉각장치에 관한 것이다.
일반적으로, 슬러리를 제조하는 믹서는 슬러리를 믹싱하기 위해 회전하는 구조로 이루어져 있다. 상기 믹서가 회전하면 마찰에 의해 발열이 일어나게 되고, 상기 믹서의 발열에 의해 슬러리가 겔화 또는 응집되는 현상이 발생한다. 이러한 발열을 최소화하기 위해 믹싱 시간 및 교반부의 RPM을 낮추면 충분하지 못한 믹싱 공정으로 인해 슬러리의 불량이 야기된다. 따라서, 믹서를 신속하게 냉각시키기 위한 장치가 필요하다.
본 발명은 슬러리를 제조하는 회전 용기 및 그 내부의 슬러리를 신속하게 냉각시킬 수 있는 슬러리 제조용 믹서 냉각장치를 제공한다.
본 발명에 의한 슬러리 제조용 믹서 냉각장치는 슬러리를 믹싱하며 온도 측정부를 갖는 믹싱부와, 상기 믹싱부의 하부에 형성되며 슬러리가 배출되는 배출홀을 갖는 슬러리 배출부를 포함하는 회전 용기; 상기 회전 용기의 하부에 위치하며, 상기 회전 용기가 삽입되는 관통홀이 형성된 몸체; 및 상기 회전 용기와 몸체 사이에 개재된 씰링 부재를 포함하고, 상기 믹싱부는 내부 용기와 외부 용기로 이루어지고, 상기 내부 용기와 외부 용기 사이에는 냉각수 통로가 형성된 것을 특징으로 한다.
상기 몸체는 냉각수가 유입되는 냉각수 유입구와 냉각수가 배출되는 냉각수 배출구를 포함할 수 있다.
상기 슬러리 배출부는 냉각수 유입관과 냉각수 배출관을 더 포함하고, 상기 냉각수 유입관의 일단은 상기 냉각수 유입구와 대응되는 위치에 형성되고 타단은 상기 외부 용기의 바닥면과 연결되며, 상기 냉각수 배출관의 일단은 상기 냉각수 배출구와 대응되는 위치에 형성되고 타단은 상기 외부 용기의 바닥면과 연결될 수 있다.
상기 냉각수 통로의 일측에는 상기 회전 용기를 냉각시킨 냉각수를 배출하기 위해 스트로우 형태로 형성된 취출관이 더 형성되고, 상기 취출관은 상기 냉각수 배출관과 연결될 수 있다.
상기 씰링 부재는 상기 슬러리 배출부와 상기 몸체 사이에 형성되며, 제 1 씰링 부재, 제 2 씰링 부재 및 제 3 씰링 부재를 포함하고, 상기 제 1 씰링 부재와 제 2 씰링 부재 사이에는 상기 냉각수 유입구가 위치하고, 상기 제 2 씰링 부재와 제 3 씰링 부재 사이에는 상기 냉각수 배출구가 형성될 수 있다.
상기 냉각수 유입구과 연결된 유입 밸브와, 상기 냉각수 배출구와 연결된 배출 밸브를 포함하는 밸브; 및 상기 밸브를 제어하는 제어부를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 온도 측정부로부터 회전 용기의 온도가 기준 온도보다 높으면 상기 밸브를 제어하여 상기 냉각수 통로에 냉각수를 공급할 수 있다.
상기 유입 밸브는 냉각수가 공급되는 제 1 포트, 상기 냉각수 유입구와 연결된 제 2 포트 및 외부 배출구와 연결된 제 3 포트를 포함하고, 상기 배출 밸브는 에어가 공급되는 제 1 포트, 상기 냉각수 배출구와 연결된 제 2 포트 및 외부 배출구와 연결된 제 3 포트를 포함할 수 있다.
상기 제어부는 회전 용기의 온도가 기준 온도보다 높으면, 상기 유입 밸브의 제 1 포트 및 제 2 포트를 개방하고 제 3 포트는 폐쇄하며, 상기 배출 밸브의 제 1 포트를 폐쇄하고 제 2 포트 및 제 3 포트는 개방할 수 있다.
상기 제어부는 회전 용기의 온도가 기준 온도보다 낮으면, 상기 배출 밸브의 제 1 포트 및 제 2 포트를 개방하고 제 3 포트는 폐쇄하며, 상기 유입 밸브의 제 1 포트를 폐쇄하고 제 2 포트 및 제 3 포트는 개방할 수 있다.
상기 몸체의 하부에는 냉각수를 외부로 흘려보내는 드레인 홀이 더 형성될 수 있다.
상기 외부 용기와 내부 용기 사이의 바닥면에는 복수의 격벽이 형성될 수 있다.
상기 외부 용기와 내부 용기 사이의 바닥면에는 복수의 포스트가 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 슬러리 제조용 믹서 냉각장치는 내부 용기와 외부 용기 사이에 냉각수 통로가 형성되며 회전 가능한 회전 용기를 구비하고, 상기 냉각수 통로로 냉각수를 공급함으로써 회전 용기 및 슬러리를 신속하게 냉각시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 슬러리 제조용 믹서 냉각장치는 회전하지 않는 몸체의 관통홀에 회전 가능한 회전 용기를 결합하고, 상기 몸체와 회전 용기 사이에 씰링 부재를 개재함으로써, 몸체로 유입된 냉각수가 누수되는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 슬러리 제조용 믹서 냉각장치를 도시한 블럭도이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 슬러리 제조용 믹서 냉각장치를 도시한 사시도이다.
도 4는 도 2의 Ⅰ-Ⅰ'선을 도시한 단면도이다.
도 5a 및 도 5b는 외부 용기의 다른 실시예를 도시한 평면도 및 단면도이다.
도 6a 및 도 6b는 외부 용기의 또다른 실시예를 도시한 평면도 및 단면도이다.
도 7은 제어부와 밸브의 구성을 도시한 개략도이다.
도 8은 슬러리 믹싱 후 시간에 따른 회전 용기의 온도를 비교하기 위한 그래프이다.
도 9는 본 발명에 따른 슬러리 제조용 믹서 냉각장치에서 슬러리 믹싱 중 시간에 따른 슬러리의 온도를 나타낸 그래프이다.
도 10은 냉각수 투입 시점에 따른 슬러리의 온도 변화를 나타낸 그래프이다.
본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 슬러리 제조용 믹서 냉각장치를 도시한 블럭도이다. 도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 슬러리 제조용 믹서 냉각장치를 도시한 사시도이다. 도 4는 도 2의 Ⅰ-Ⅰ'선을 도시한 단면도이다. 도 5a 및 도 5b는 외부 용기의 다른 실시예를 도시한 평면도 및 단면도이다. 도 6a 및 도 6b는 외부 용기의 또다른 실시예를 도시한 평면도 및 단면도이다. 도 7은 제어부와 밸브의 구성을 도시한 개략도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 슬러리 제조용 믹서 냉각장치(100)는 몸체(110), 회전 용기(120), 씰링 부재(150), 밸브(160) 및 제어부(170)를 포함한다. 본 발명은 이차 전지에 사용되는 슬러리를 제조하는 믹서를 냉각시키기 위한 믹서 냉각장치(100)이다. 여기서, 회전 용기(120) 자체를 믹서로 보거나, 몸체(110)와 회전 용기(120) 및 실링 부재(150)를 믹서로 볼 수도 있다.
상기 몸체(110)는 내부에 관통홀이 형성된 원통형으로 이루어진다. 상기 관통홀에는 상기 회전 용기(120)가 삽입된다. 상기 몸체(110)는 상기 회전 용기(120)를 지지하며, 상기 몸체(110)는 회전하지 않는다. 또한, 상기 몸체(110)는 상기 회전 용기(120)에 냉각수를 공급한다.
상기 몸체(110)는 냉각수 유입구(111), 냉각수 배출구(112) 및 드레인 홀(113)을 포함한다. 상기 냉각수 유입구(111)는 상기 몸체(110)의 측면에 형성된다. 상기 냉각수 유입구(111)에는 상기 회전 용기(120)에 공급되는 냉각수가 유입된다. 물론, 상기 냉각수 유입구(111)에는 냉각수가 공급될 수 있도록 호스가 연결될 수 있다. 또한, 상기 냉각수 배출구(112)는 상기 몸체(110)의 측면에 형성되며, 상기 냉각수 유입구(111) 보다 아래쪽에 위치한다. 상기 회전 용기(120)를 냉각시킨 냉각수는 상기 냉각수 배출구(112)를 통해 배출된다. 물론, 상기 냉각수 배출구(112)에도 냉각수가 배출될 수 있도록 호스가 연결될 수 있다. 상기 드레인 홀(113)은 상기 몸체(110)의 바닥면에 형성된다. 상기 드레인 홀(113)은 상기 몸체(110)와 회전 용기(120) 사이에서 새어 나오는 냉각수를 외부로 배출하는 홀이다.
상기 회전 용기(120)는 상기 몸체(110)의 관통홀에 결합된다. 구체적으로 상기 회전 용기(120)는 믹싱부(130)와 슬러리 배출부(140)를 포함한다. 상기 회전 용기(120)는 회전을 하면서, 내부에 투입된 물질을 믹싱하여 슬러리를 생산하는 역할을 한다.
상기 믹싱부(130)는 대략 원통형으로 이루어지며, 내부에는 슬러리를 제조하기 위한 물질이 투입된다. 상기 믹싱부(130)는 상기 몸체(110)의 지름보다 크게 형성된다. 상기 슬러리 배출부(140)는 상기 믹싱부(130)의 하부에 형성되며, 상기 믹싱부(130)에서 믹싱된 슬러리가 배출될 수 있도록 중앙에 배출홀(140a)이 형성된다. 또한, 상기 슬러리 배출부(140)는 상기 믹싱부(130)의 중앙에 형성되며, 상기 몸체(110)의 관통홀에 결합된다. 따라서, 상기 슬러리 배출부(140)의 지름은 상기 관통홀의 지름보다 작게 형성된다.
상기 슬러리 배출부(140)는 냉각수 유입관(141)과 냉각수 배출관(142)을 포함한다. 상기 냉각수 유입관(141)은 대략 'ㄴ'자 형태로 형성된다. 즉, 상기 냉각수 유입관(141)의 일측은 상기 몸체(110)의 냉각수 유입구(111)와 대응되는 위치에 형성되며, 타측은 상부로 연장되어 상기 회전 용기(120)의 바닥면과 연결된다. 상기 냉각수 배출관(142)은 대략 'ㄴ'자 형태로 형성된다. 즉, 상기 냉각수 배출관(142)의 일측은 상기 몸체(110)의 냉각부 배출구(112)와 대응되는 위치에 형성되며, 타측은 상부로 연장되어 상기 회전 용기(120)의 바닥면과 연결된다. 여기서, 상기 냉각수 유입관(141)과 냉각수 배출관(142)은 서로 경로가 겹치지 않도록 형성된다.
상기 믹싱부(130)는 내부 용기(131)와 외부 용기(132)로 이루어지며, 상기 내부 용기(131)와 외부 용기(132) 사이에는 냉각수 통로(133)가 형성된다. 즉, 상기 내부 용기(131)와 외부 용기(132) 사이에는 갭이 형성되고, 상기 갭은 냉각수가 흐르는 냉각수 통로(133)가 된다. 상기 냉각수 통로(133)는 상기 믹싱부(130)의 바닥면과 측면 전체에 형성된다. 따라서, 상기 냉각수는 상기 냉각수 통로(133)를 흐르면서 회전 용기(120)를 냉각시키고, 이에 따라 회전 용기(120)의 내부에 위치한 슬러리의 온도 또한 냉각시킬 수 있다. 또한, 상기 냉각수 통로(133)의 일측에는 취출관(134)이 형성된다. 상기 취출관(134)은 상기 믹싱부(130)의 측면에서 바닥부로 연장되어, 상기 냉각수 배출관(142)과 연결된다. 상기 취출관(134)의 상단은 상기 믹싱부(130)의 측면 상단보다 낮게 형성된다. 따라서, 냉각수 통로(133)에 흐르는 냉각수가 취출관(134)의 상단로 유입되어, 냉각수 배출관(142)으로 배출될 수 있다. 또한, 상기 취출관(134)은 스트로우 형태로 형성되어, 상기 냉각수 통로(133)를 흐르는 냉각수가 회전 용기(120)를 충분이 냉각시킨 뒤 천천히 배출될 수 있도록 한다.
상기 외부 용기(132)의 바닥면에는 상기 슬러리 배출부(140)의 냉각수 유입관(141)과 연결되는 제1홀(132a)과, 상기 슬러리 배출부(140)의 냉각수 배출관(142)와 연결되는 제2홀(132b)이 형성되어 있다. 상기 제1홀(132a)은 상기 냉각수 통로(133)와 연결되고, 상기 제2홀(132b)은 취출관(134)과 연결된다.
또한, 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이, 상기 외부 용기(132)의 바닥면에는 복수의 격벽(132c)이 형성될 수 있다. 상기 복수의 격벽(132c)은 일정 간격 이격되어 형성된다. 상기 격벽(132c)은 제1홀(132a)을 통해 유입된 냉각수가 외부 용기(132)의 바닥면 전체로 골고루 흐를 수 있게 한다. 또한, 상기 격벽(132c)은 외부 용기(132)와 내부 용기(131) 사이에 위치하여, 내부 용기(131)를 지지하는 역할을 한다. 즉, 외부 용기(132)와 내부 용기(131) 사이는 바닥면 전체에 걸쳐 냉각수 통로(133)가 형성되어 있으므로, 회전 용기(120)의 바닥면은 중심으로부터 멀어질수록 내부 용기(131)를 지지하는 힘이 부족하여 내부 용기(131)가 아래로 쳐질 수 있다. 그러나, 본 발명에서는 외부 용기(132)의 바닥면에 격벽을 형성함으로써, 내부 용기를 지지할 수 있게 된다.
또한, 도 6a 및 도 6b에 도시된 바와 같이, 상기 외부 용기(132)의 바닥면에는 복수의 포스트(132d)가 형성될 수 있다. 상기 복수의 포스트(132d)는 일정 간격 이격되어 형성된다. 상기 포스트(132d)는 제1홀(132a)을 통해 유입된 냉각수가 외부 용기(132)의 바닥면 전체로 골고루 흐를 수 있게 한다. 또한, 상기 포스트(132d)는 외부 용기(132)와 내부 용기(131) 사이에 위치하여, 내부 용기(131)를 지지하는 역할을 한다.
더불어, 상기 믹싱부(130)의 내부에는 온도 측정부(135)가 형성되어 있다. 상기 온도 측정부(135)는 상기 회전 용기(120)와 회전 용기(120) 내에 위치한 슬러리의 온도를 측정하여 제어부(170)로 전달한다. 예를 들어, 상기 온도 측정부(135)는 열전대 온도계일 수 있으나, 본 발명에서 이를 한정하는 것은 아니다.
상기 씰링 부재(150)는 상기 몸체(110)와 상기 회전 용기(120) 사이에 위치한다. 구체적으로, 상기 씰링 부재(150)는 상기 몸체(110)와 상기 슬러리 배출부(140) 사이에 위치한다. 또한, 상기 씰링 부재(150)는 몸체(110)와 슬러리 배출부(140) 사이에 링 형태로 형성된다. 예를 들어, 상기 씰링 부재(150)는 립씰(lip seal)로 이루어질 수 있다. 따라서, 상기 씰링 부재(150)는 회전 용기(120)가 회전할 때 회전 용기(120)와 씰링 부재(150) 사이의 마찰을 줄일 수 있다. 상기 씰링 부재(150)는 상부에서부터 차례로 제 1 씰링 부재(151), 제 2 씰링 부재(152) 및 제 3 씰링 부재(153)를 포함한다. 상기 제 1 씰링 부재(151)와 제 2 씰링 부재(152) 사이에는 상기 몸체(110)의 냉각수 유입구(111)가 위치하고, 상기 제 2 씰링 부재(152)와 제 3 씰링 부재(153) 사이에는 상기 몸체(110)의 냉각수 배출구(112)가 위치한다. 따라서, 상기 냉각수 유입구(111)로 유입된 냉각수는 제 1 씰링 부재(151)와 제 2 씰링 부재(152)에 의해 밀폐되고, 상기 몸체(110)와 슬러리 배출부(140) 사이에서 링 형태로 존재하게 된다. 따라서, 상기 회전 용기(120)의 슬러리 배출부(140)가 회전하더라도, 상기 냉각수는 냉각수 유입관(141)으로 유입될 수 있다. 또한, 상기 슬러리 배출부(140)의 냉각수 배출관(142)으로 배출된 냉각수는 상기 제 2 씰링 부재(152)와 제 3 씰링 부재(153)에 의해 밀폐된다. 상기 제 2 씰링 부재(152)와 제 3 씰링 부재(153) 사이에 위치하는 냉각수는 냉각수 배출구(112)를 통해서 외부로 배출된다. 이러한 씰링 부재(150)에 의해 몸체(110)와 회전 용기(120) 사이에 냉각수가 새어 나오지 않는다 그러나, 혹시라도 냉각수가 새어 나올 경우에는 상기 냉각수가 몸체(110)에 형성된 드레인 홀(113)로 배출되므로, 냉각수가 회전 용기(120) 내부로 유입되는 것을 방지할 수 있다. 본 발명에서는 씰링 부재(150)가 3개인 것으로 도시하였으나, 상기 씰링 부재(150)는 밀폐력을 향상시키기 위해 그 이상으로 형성될 수 있다.
상기 밸브(160)는 상기 몸체(110)에 연결되며, 냉각수 및/또는 에어의 공급에 따라 개폐된다. 도 7을 참조하면, 상기 밸브(160)는 냉각수 유입구(111)에 연결된 유입 밸브(161)와, 냉각수 배출구(112)에 연결된 배출 밸브(162)를 포함한다.
상기 유입 밸브(161)는 3-way 밸브로 이루어 질 수 있다. 상기 유입 밸브(161)는 냉각수와 연결된 제 1 포트(161a)와, 냉각수 유입구(111)와 연결된 제 2 포트(161b) 및 외부 배출구와 연결된 제 3 포트(161c)를 포함한다. 상기 몸체(110)에 냉각수를 공급할 때, 상기 유입 밸브(161)는 제 1 포트(161a)와 제 2 포트(161b)를 개방하고 제 3 포트(161c)는 폐쇄한다. 또한, 상기 몸체(110)로부터 에어를 배출할 때, 상기 유입 밸브(161)는 제 1 포트(161a)를 폐쇄하고 제 2 포트(161b)와 제 3 포트(161c)를 개방한다.
상기 배출 밸브(162)는 3-way 밸브로 이루어 질 수 있다. 상기 배출 밸브(162)는 에어와 연결된 제 1 포트(162a)와, 냉각수 배출구(112)와 연결된 제 2 포트(162b) 및 외부 배출구와 연결된 제 3 포트(162c)를 포함한다. 상기 냉각수를 외부로 배출할 때, 상기 배출 밸브(162)는 제 1 포트(162a)를 폐쇄하고 제 2 포트(162b)와 제 3 포트(162c)를 개방한다. 또한, 상기 몸체(110)에 에어를 공급하여 냉각수 통로(133)에 남아있는 냉각수를 외부로 배출할 때, 상기 배출 밸브(162)는 제 1 포트(162a)와 제 2 포트(162b)를 개방하고, 제 3 포트(162c)를 폐쇄한다.
상기 제어부(170)는 상기 회전 용기(120), 몸체(110) 및 밸브(160)에 연결되어, 이들을 제어한다. 구체적으로, 상기 제어부(170)는 온도 측정부(135)로부터 슬러리의 온도가 기준 온도 이상으로 올라가면, 상기 밸브(160)를 제어하여 냉각수가 공급되도록 한다. 이때, 상기 제어부(170)는 유입 밸브(161)의 제 1 포트(161a) 및 제 2 포트(161b)를 개방하고 제 3 포트(161c)를 폐쇄하도록, 상기 유입 밸브(161)를 제어한다. 또한, 상기 제어부(170)는 배출 밸브(162)의 제 1 포트(162a)를 폐쇄하고 제 2 포트(162b) 및 제 3 포트(162c)를 개방하도록, 상기 배출 밸브(162)를 제어한다. 이에 따라, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 냉각수는 유입 밸브(161)의 제 1 포트(161a)에서 제 2 포트(161b)로 흘러 냉각수 유입구(111)로 유입되고, 슬러리를 냉각시킨 냉각수는 냉각수 배출구(112)에서 배출 밸브(162)의 제 2 포트(162b) 및 제 3 포트(162c)로 흘러 외부로 배출된다.
또한, 상기 제어부(170)는 상기 슬러리의 온도가 기준 온도 이상으로 내려가면 상기 유입 밸브(161)를 제어하여 냉각수가 공급되지 않도록 하며, 몸체(110)와 회전 용기(120)에 존재하는 냉각수를 제거하기 위해 에어를 공급할 수 있다. 이때, 상기 제어부(170)는 배출 밸브(162)의 제 1 포트(162a)와 제 2 포트(162b)를 개방하고 제 3 포트(162c)를 폐쇄하도록, 상기 배출 밸브(162)를 제어한다. 또한, 상기 제어부(170)는 유입 밸브(161)의 제 1 포트(161a)를 폐쇄하고 제 2 포트(161b)와 제 3 포트(161c)를 개방하도록, 상기 유입 밸브(161)를 제어한다. 이에 따라, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 에어는 배출 밸브(162)의 제 1 포트(162a)에서 제 2 포트(162b)로 흘러 냉각수 배출구(112)로 유입되고, 상기 에어에 의해 몸체(110)와 회전 용기(120)에 남아있던 냉각수는 냉각수 유입구(111)에서 유입 밸브(161)의 제 2 포트(161b) 및 제 3 포트(161c)를 통해 외부로 배출된다.
상기와 같은 구성에 따라, 냉각수가 이동하는 경로를 살펴보면 다음과 같다. 냉각수는 몸체(110)의 냉각수 유입구(111)로 유입되어 슬러리 배출부(140)의 냉각수 유입관(141)을 지나, 외부 용기(132)의 제1홀(132a)을 통해 냉각수 통로(133)로 흘러 들어온다. 상기 냉각수는 외부 용기(132)의 바닥면에서 측면으로 이동하면서 회전 용기(120) 및 슬러리를 냉각시킨다. 그리고 나서, 상기 냉각수는 냉각수 통로(133)의 일측에 형성된 취출관(134)으로 흐르고, 외부 용기(132)의 제2홀(132b)을 통해 슬러리 배출부(140)의 냉각수 배출관(142)으로 이동하여 몸체(110)의 냉각수 배출구(112)로 배출된다.
이와 같이, 본 발명에 따른 슬러리 제조용 믹서 냉각장치(100)는 내부 용기(131)와 외부 용기(132) 사이에 냉각수 통로(133)가 형성되며 회전 가능한 회전 용기(120)를 구비하고, 상기 냉각수 통로(133)로 냉각수를 공급함으로써 회전 용기(120) 및 슬러리를 신속하게 냉각시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 슬러리 제조용 믹서 냉각장치(100)는 회전하지 않는 몸체(110)의 관통홀에 회전 가능한 회전 용기(120)를 결합하고, 상기 몸체(110)와 회전 용기(120) 사이에 씰링 부재(150)를 개재함으로써, 몸체(110)로 유입된 냉각수가 누수되는 것을 방지할 수 있다.
도 8은 슬러리 믹싱 후 시간에 따른 회전 용기의 온도를 비교하기 위한 그래프이다.
여기서, 제 1 실시예, 제 2 실시예 및 제 3 실시예는 본 발명에 따른 냉각 장치를 적용한 예를 도시한 것이고, 제 4 실시예는 본 발명에 따른 냉각 장치를 적용하지 않은 예를 도시한 것이다. 도 8에 도시된 바와 같이, 제 1,2,3 실시예는 4분(240초) 이내에 회전 용기의 온도가 60℃에서 45℃ 이하로 냉각된 것을 알 수 있다. 그러나, 제 4 실시예는 회전 용기의 온도가 4분이 지나도 여전히 60℃ 근처에 머물고 있는 것을 알 수 있다. 또한, 제 4 실시예의 회전 용기가 충분히 냉각되는 데에는 약 30분 정도가 소용된다. 즉, 본 발명에 따른 슬러리 제조용 믹서 냉각장치는 회전 용기를 신속하게 냉각시킬 수 있다.
도 9는 본 발명에 따른 슬러리 제조용 믹서 냉각장치에서 슬러리 믹싱 중 시간에 따른 슬러리의 온도를 나타낸 그래프이다.
도 9에 도시된 바와 같이, 슬러리 믹싱 중 슬러리의 온도가 75℃에 가까워지면 냉각수가 공급되어 슬러러의 온도가 약 10초 내에 50℃ 이하로 급속하게 냉각되는 것을 알 수 있다. 여기서, 슬러리 제조용 믹서 냉각장치는 슬러리의 온도가 75℃ 이하를 유지시키도록 설정시킨 상태이다. 이는 슬러리가 75℃ 이상이 되면 도전제 응집으로 인해 겔화가 발생되어 슬러리를 제조하기 어렵기 때문이다.
도 10은 냉각수 투입 시점에 따른 슬러리의 온도 변화를 나타낸 그래프이다.
여기서, A는 슬러러의 온도가 60℃ 일 때 냉각수를 투입시킨 것을 나타낸 것이고, B 및 C는 슬러리의 온도가 65℃ 일 때 냉각수를 투입시킨 것을 나타낸 것이다.
도 10에 도시된 바와 같이, 슬러리의 온도가 60℃ 일 때 냉각수를 투입하면 슬러리의 온도가 70℃ 이하로 유지되는 반면, 슬러리의 온도가 65℃ 일 때 냉각수를 투입하면 슬러리의 온도가 72℃까지 올라 간 뒤 냉각되는 것을 알 수 있다. 즉, 슬러리의 겔화를 방지하고 고품질의 슬러리를 생산하기 위해서는 냉각수 투입 시점을 슬러리의 온도가 60℃ 일 때로 설정하는 것이 바람직하다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 의한 슬러리 제조용 믹서 냉각장치를 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
100: 슬러리 제조용 믹서 냉각장치 110: 몸체
111: 냉각수 유입구 112: 냉각수 배출구
120: 회전 용기 130: 믹싱부
131: 내부 용기 132: 외부 용기
133: 냉각수 통로 134: 취출관
135: 온도 측정부 140: 슬러리 배출부
141: 냉각수 유입관 142: 냉각수 배출관
150: 씰링 부재 151: 제 1 씰링 부재
152: 제 2 씰링 부재 153: 제 3 씰링 부재
160: 밸브 161: 유입 밸브
162: 배출 밸브 170: 제어부

Claims (14)

  1. 슬러리를 믹싱하며 온도 측정부를 갖는 믹싱부와, 상기 믹싱부의 하부에 형성되며 슬러리가 배출되는 배출홀을 갖는 슬러리 배출부를 포함하는 회전 용기;
    상기 회전 용기의 하부에 위치하며, 상기 회전 용기가 삽입되는 관통홀이 형성된 몸체; 및
    상기 회전 용기와 몸체 사이에 개재된 씰링 부재를 포함하고,
    상기 믹싱부는 내부 용기와 외부 용기로 이루어지고, 상기 내부 용기와 외부 용기 사이에는 냉각수 통로가 형성되며,
    상기 냉각수 통로의 일측에는 상기 회전 용기를 냉각시킬 냉각수를 배출하기 위한 취출관이 형성상기 내부 용기는 복수의 격벽 또는 복수의 포스트에 의해 상기 외부 용기의 바닥면에 지지되고,
    상기 복수의 격벽 또는 상기 복수의 포스트는 공통의 중심을 기반으로 적어도 2개의 원주에 방사상으로 배치되며, 상기 냉각수가 상기 외부 용기의 바닥면 전체에 고르게 흐를 수 있도록 각각의 상기 격벽 또는 포스트의 길이(length)가 상기 외부 용기의 바닥면의 중심을 향하도록 배치된 것을 특징으로 하는 슬러리 제조용 믹서 냉각장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 몸체는 냉각수가 유입되는 냉각수 유입구와 냉각수가 배출되는 냉각수 배출구를 포함하는 것을 특징으로 하는 슬러리 제조용 믹서 냉각장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 슬러리 배출부는 냉각수 유입관과 냉각수 배출관을 더 포함하고,
    상기 냉각수 유입관의 일단은 상기 냉각수 유입구와 대응되는 위치에 형성되고 타단은 상기 외부 용기의 바닥면과 연결되며,
    상기 냉각수 배출관의 일단은 상기 냉각수 배출구와 대응되는 위치에 형성되고 타단은 상기 외부 용기의 바닥면과 연결된 것을 특징으로 하는 슬러리 제조용 믹서 냉각장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 냉각수 통로의 일측에는 상기 회전 용기를 냉각시킬 냉각수를 배출하기 위한 스트로우 형태의 취출관이 더
    상기 취출관은 스트로우 형태로 형성되며, 상기 냉각수 배출관과 연결된 것을 특징으로 하는 슬러리 제조용 믹서 냉각장치.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 씰링 부재는 상기 슬러리 배출부와 상기 몸체 사이에 형성되며, 제 1 씰링 부재, 제 2 씰링 부재 및 제 3 씰링 부재를 포함하고,
    상기 제 1 씰링 부재와 제 2 씰링 부재 사이에는 상기 냉각수 유입구가 위치하고, 상기 제 2 씰링 부재와 제 3 씰링 부재 사이에는 상기 냉각수 배출구가 형성된 것을 특징으로 하는 슬러리 제조용 믹서 냉각장치.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 냉각수 유입구과 연결된 유입 밸브와, 상기 냉각수 배출구와 연결된 배출 밸브를 포함하는 밸브; 및
    상기 밸브를 제어하는 제어부를 더 포함하고,
    상기 제어부는 상기 온도 측정부로부터 회전 용기의 온도가 기준 온도보다 높으면 상기 밸브를 제어하여 상기 냉각수 통로에 냉각수를 공급하는 것을 특징으로 하는 슬러리 제조용 믹서 냉각장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 유입 밸브는 냉각수가 공급되는 제 1 포트, 상기 냉각수 유입구와 연결된 제 2 포트 및 외부 배출구와 연결된 제 3 포트를 포함하고,
    상기 배출 밸브는 에어가 공급되는 제 1 포트, 상기 냉각수 배출구와 연결된 제 2 포트 및 외부 배출구와 연결된 제 3 포트를 포함하는 것을 특징으로 하는 슬러리 제조용 믹서 냉각장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제어부는 회전 용기의 온도가 기준 온도보다 높으면,
    상기 유입 밸브의 제 1 포트 및 제 2 포트를 개방하고 제 3 포트는 폐쇄하며, 상기 배출 밸브의 제 1 포트를 폐쇄하고 제 2 포트 및 제 3 포트는 개방하는 것을 특징으로 하는 슬러리 제조용 믹서 냉각장치.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 제어부는 회전 용기의 온도가 기준 온도보다 낮으면,
    상기 배출 밸브의 제 1 포트 및 제 2 포트를 개방하고 제 3 포트는 폐쇄하며, 상기 유입 밸브의 제 1 포트를 폐쇄하고 제 2 포트 및 제 3 포트는 개방하는 것을 특징으로 하는 슬러리 제조용 믹서 냉각장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 몸체의 하부에는 냉각수를 외부로 흘려 보내는 드레인 홀이 더 형성된 것을 특징으로 하는 슬러리 제조용 믹서 냉각장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 격벽은 서로 소정의 이격 거리를 두고 배치된
    상기 외부 용기와 내부 용기 사이의 바닥면에는 복수의 격벽이 형성된 것을 특징으로 하는 슬러리 제조용 믹서 냉각장치.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 포스트는 서로 소정의 이격 거리를 두고 배치된
    상기 외부 용기와 내부 용기 사이의 바닥면에는 복수의 포스트가 형성된 것을 특징으로 하는 슬러리 제조용 믹서 냉각장치.
  13. 슬러리를 믹싱하며 온도 측정부를 갖는 믹싱부와, 상기 믹싱부의 하부에 형성되며 슬러리가 배출되는 배출홀을 갖는 슬러리 배출부를 포함하는 회전 용기;
    상기 회전 용기의 하부에 위치하며, 상기 회전 용기가 삽입되는 관통홀이 형성된 몸체; 및
    상기 회전 용기와 몸체 사이에 개재된 씰링 부재를 포함하고,
    상기 믹싱부는 내부 용기와 외부 용기로 이루어지고, 상기 내부 용기와 외부 용기 사이에는 냉각수 통로가 형성되며,
    상기 내부 용기는 복수의 격벽 또는 복수의 포스트에 의해 상기 외부 용기의 바닥면에 지지되고,
    상기 복수의 격벽 또는 상기 복수의 포스트는 공통의 중심을 기반으로 적어도 2개의 원주에 방사상으로 배치되며, 상기 냉각수가 상기 외부 용기의 바닥면 전체에 고르게 흐를 수 있도록 각각의 상기 격벽 또는 포스트의 길이(length)가 상기 외부 용기의 바닥면의 중심을 향하도록 배치되며,
    상기 회전 용기를 냉각시킬 냉각수를 배출하기 위한 취출관이 더 형성되고, 상기 취출관은 상기 냉각수 배출관과 연결되며, 상기 취출관은 상기 내부 용기와 상기 외부 용기 사이에서 상기 믹싱부의 측면으로부터 바닥부까지 연장되어 상기 냉각수 배출관에 연결되고, 상기 취출관의 상단은 상기 믹싱부의 측면 상단보다 낮게 형성된 것을 특징으로 하는 슬러리 제조용 믹서 냉각장치.
  14. 슬러리를 믹싱하며 온도 측정부를 갖는 믹싱부와, 상기 믹싱부의 하부에 형성되며 슬러리가 배출되는 배출홀을 갖는 슬러리 배출부를 포함하는 회전 용기;
    상기 회전 용기의 하부에 위치하며, 상기 회전 용기가 삽입되는 관통홀이 형성된 몸체; 및
    상기 회전 용기와 몸체 사이에 개재된 씰링 부재를 포함하고,
    상기 씰링 부재는 상기 몸체와 상기 슬러리 배출부 사이에 위치하여, 링 및 립씰(lip seal) 형태로 형성되며,
    상기 믹싱부는 내부 용기와 외부 용기로 이루어지고, 상기 내부 용기와 외부 용기 사이에는 냉각수 통로가 형성되고,
    상기 냉각수 통로의 일측에는 상기 회전 용기를 냉각시킬 냉각수를 배출하기 위한 취출관이 형성상기 내부 용기는 복수의 격벽 또는 복수의 포스트에 의해 상기 외부 용기의 바닥면에 지지되고,
    상기 복수의 격벽 또는 상기 복수의 포스트는 공통의 중심을 기반으로 적어도 2개의 원주에 방사상으로 배치되며, 상기 냉각수가 상기 외부 용기의 바닥면 전체에 고르게 흐를 수 있도록 각각의 상기 격벽 또는 포스트의 길이(length)가 상기 외부 용기의 바닥면의 중심을 향하도록 배치되며,
    상기 회전 용기를 냉각시킬 냉각수를 배출하기 위한 취출관이 더 형성되고, 상기 취출관은 상기 냉각수 배출관과 연결되며, 상기 취출관은 상기 내부 용기와 상기 외부 용기 사이에서 상기 믹싱부의 측면으로부터 바닥부까지 연장되어 상기 냉각수 배출관에 연결되고, 상기 취출관의 상단은 상기 믹싱부의 측면 상단보다 낮게 형성된 것을 특징으로 하는 슬러리 제조용 믹서 냉각장치.
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