KR101569523B1

KR101569523B1 - 온도 제어용 교반탱크

Info

Publication number: KR101569523B1
Application number: KR1020140141763A
Authority: KR
Inventors: 김봉준
Original assignee: 주식회사 윈테크
Priority date: 2014-10-20
Filing date: 2014-10-20
Publication date: 2015-11-16

Abstract

본 발명은 온도 제어용 교반탱크에 관한 것으로, 그 구성은 내부에 혼합될 물질을 수용할 수 있는 공간이 형성되는 용기;와, 상기 용기의 상부에서 상기 용기 내부로 수직 관통하여 위치되되, 내부에 공간이 형성되며, 상부는 개방되고 하부는 폐쇄되는 교반파이프;와, 길이가 길게 형성되어 상기 교반파이프의 내부 중심에 위치되되, 내부가 관통되며, 외주면은 상기 교반파이프의 내주면과 이격되게 위치되는 유입파이프;와, 상기 교반파이프와 유입파이프 사이에 위치 결합되어 상기 교반파이프와 유입파이프 사이를 폐쇄하되, 내부에는 다수의 유통구멍이 형성되는 다수의 고정판;과, 내부가 관통된 긴 파이프 형상을 가지되, 상기 용기 내부에 위치되며, 일단은 상기 교반파이프의 하부에 연통되게 연결되고, 타단은 상기 교반파이프의 상부에 연통되게 연결되는 제1열전도파이프;와, 상기 교반파이프를 기준으로 대칭되게 위치되는 것으로, 내부가 관통된 긴 파이프 형상을 가지되, 일단은 상기 교반파이프의 하부에 연통되게 연결되고, 타단은 상기 교반파이프의 상부에 연통되게 연결되는 제2열전도파이프;와, 상기 용기의 상부로 노출되는 상기 교반파이프 상에 형성되는 제1풀리;와, 회전력을 제공하는 구동모터;와, 상기 구동모터와 연결되어 상기 구동모터로부터 회전력을 제공받아 회전하는 제2풀리;와, 상기 제1풀리와 제2풀리를 상호 연결하여 상기 구동모터로부터 제공되는 회전력을 상기 제1풀리로 공급하여 상기 제1풀리와 함께 상기 교반파이프가 회전되도록 유도하는 연결벨트;와, 상기 용기의 상부에 위치되어 상기 교반파이프의 위치를 고정하는 메카니컬 씰;과, 상기 용기의 상부에 위치되어 상기 유입파이프로 냉매 또는 열매를 투입하고, 그 투입된 냉매 또는 열매는 상기 교반파이프를 통해 회수하는 제1온도제어수단;으로 된 것을 특징으로 하는 것으로서,
제1온도제어수단을 통해 용기 내부에 위치되는 열전도파이프로 냉매 또는 열매를 유통시켜 용기 내부에 수용되는 물질과 냉매 또는 열매가 열전도파이프를 통해 직접적으로 열교환되도록 유도하여 용기에 수용되는 물질이 골고루 냉각 또는 가열되는데 소요되는 시간이 종래의 교반탱크에 대비하여 대폭 절감되어 물질의 반응을 완료하는데 소요되는 시간 역시 대폭 절감될 뿐만 아니라, 용기에 수용되는 물질이 골고루 냉각 또는 가열되어 매우 효율적인 반응을 기대할 수 있는 효과가 있다.
더욱이, 제2온도제어수단을 통해 용기에 수용되는 물질을 더욱 신속하고 효과적으로 냉각 또는 가열할 수 있어 더욱 신속하고 효율적인 반응을 기대할 수 있는 효과가 있다.

Description

온도 제어용 교반탱크{Temperature control of stirred tank}

본 발명은 온도 제어용 교반탱크에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 제1온도제어수단을 통해 용기 내부에 위치되는 열전도파이프로 냉매 또는 열매를 유통시켜 용기 내부에 수용되는 물질과 냉매 또는 열매가 열전도파이프를 통해 직접적으로 열교환되도록 유도하여 용기에 수용되는 물질이 골고루 냉각 또는 가열되는데 소요되는 시간이 종래의 교반탱크에 대비하여 대폭 절감되어 물질의 반응을 완료하는데 소요되는 시간 역시 대폭 절감될 뿐만 아니라, 용기에 수용되는 물질이 골고루 냉각 또는 가열되어 매우 효율적인 반응을 기대할 수 있는 온도 제어용 교반탱크에 관한 것이다.

일반적으로 각종 화학설비에 사용되는 교반탱크는 내부에 위치하는 임펠러를 통해 두가지 이상의 물질을 교반 혼합하는 용도로 널리 사용되고 있다.

이러한 교반탱크에는 두가지 이상의 물질이 효과적으로 반응할 수 있도록 교반탱크를 적정 온도로 가열하거나 냉각할 수 있는 가열장치 및 냉각장치가 마련된다.

하지만, 종래의 교반탱크에는 가열장치 및 냉각장치가 교반탱크의 외부에 설치되는 구조로 인해 교반탱크의 외부만 가열 및 냉각되어 교반탱크의 내주면에 인접하는 물질만이 원활한 반응이 유도되어 효율적인 반응을 기대하기 곤란한 문제점이 있었다.

더욱이, 종래의 교반탱크는 외부에 설치되는 가열장치 및 냉각장치의 구조로 인해 교반탱크에 수용되는 물질과 열교환 속도가 너무 느려 교반탱크 내부에 수용되는 물질을 전체적으로 가열 또는 냉각하는데 너무 많은 시간이 소요되어 물질의 반응을 완료하는데 너무 많은 시간이 낭비되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 바와 같은 제반 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 그 목적은 제1온도제어수단을 통해 용기 내부에 위치되는 열전도파이프로 냉매 또는 열매를 유통시켜 용기 내부에 수용되는 물질과 냉매 또는 열매가 열전도파이프를 통해 직접적으로 열교환되도록 유도하여 용기에 수용되는 물질이 골고루 냉각 또는 가열되는데 소요되는 시간이 종래의 교반탱크에 대비하여 대폭 절감되어 물질의 반응을 완료하는데 소요되는 시간 역시 대폭 절감될 뿐만 아니라, 용기에 수용되는 물질이 골고루 냉각 또는 가열되어 매우 효율적인 반응을 기대할 수 있는 온도 제어용 교반탱크를 제공함에 있다.

더욱이, 제2온도제어수단을 통해 용기에 수용되는 물질을 더욱 신속하고 효과적으로 냉각 또는 가열할 수 있어 더욱 신속하고 효율적인 반응을 기대할 수 있는 온도 제어용 교반탱크를 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 온도 제어용 교반탱크는 내부에 혼합될 물질을 수용할 수 있는 공간이 형성되는 용기;와, 상기 용기의 상부에서 상기 용기 내부로 수직 관통하여 위치되되, 내부에 공간이 형성되며, 상부는 개방되고 하부는 폐쇄되는 교반파이프;와, 길이가 길게 형성되어 상기 교반파이프의 내부 중심에 위치되되, 내부가 관통되며, 외주면은 상기 교반파이프의 내주면과 이격되게 위치되는 유입파이프;와, 상기 교반파이프와 유입파이프 사이에 위치 결합되어 상기 교반파이프와 유입파이프 사이를 폐쇄하되, 내부에는 다수의 유통구멍이 형성되는 다수의 고정판;과, 내부가 관통된 긴 파이프 형상을 가지되, 상기 용기 내부에 위치되며, 일단은 상기 교반파이프의 하부에 연통되게 연결되고, 타단은 상기 교반파이프의 상부에 연통되게 연결되는 제1열전도파이프;와, 상기 교반파이프를 기준으로 대칭되게 위치되는 것으로, 내부가 관통된 긴 파이프 형상을 가지되, 일단은 상기 교반파이프의 하부에 연통되게 연결되고, 타단은 상기 교반파이프의 상부에 연통되게 연결되는 제2열전도파이프;와, 상기 용기의 상부로 노출되는 상기 교반파이프 상에 형성되는 제1풀리;와, 회전력을 제공하는 구동모터;와, 상기 구동모터와 연결되어 상기 구동모터로부터 회전력을 제공받아 회전하는 제2풀리;와, 상기 제1풀리와 제2풀리를 상호 연결하여 상기 구동모터로부터 제공되는 회전력을 상기 제1풀리로 공급하여 상기 제1풀리와 함께 상기 교반파이프가 회전되도록 유도하는 연결벨트;와, 상기 용기의 상부에 위치되어 상기 교반파이프의 위치를 고정하는 메카니컬 씰;과, 상기 용기의 상부에 위치되어 상기 유입파이프로 냉매 또는 열매를 투입하고, 그 투입된 냉매 또는 열매는 상기 교반파이프를 통해 회수하는 제1온도제어수단;을 포함하여 구성되어,

상기 제1온도제어수단을 통해 상기 유입파이프에 냉매 또는 열매가 투입되면, 투입된 냉매 또는 열매가 상기 유입파이프를 타고 하강하여 상기 교반파이프의 하부로 배출되고, 그 배출된 냉매 또는 열매는 상기 교반파이프의 하부에 연통되게 연결되는 상기 열전도파이프를 유통하면서 상기 교반탱크에 수용되는 물질과 열교환한 후에 상기 열전도파이프의 타단과 연통되게 연결되는 상기 교반파이프로 다시 유입 유통되어 외부로 복귀되도록 하며,
상기 제1온도제어수단은 상기 유입파이프의 상부에 위치하는 것으로, 내부는 관통되되, 일단은 냉매 또는 열매가 유입되는 제1입구가 형성되고, 타단은 상기 유입파이프와 연통되게 연결되는 제1파이프와, 상기 교반파이프의 상부에 위치되는 것으로, 내부는 관통되되, 일단은 냉매 또는 열매가 배출되는 제1출구가 형성되고, 타단은 상기 교반파이프와 연통되게 연결되는 제2파이프와, 상기 제1파이프와 유입파이프, 상기 제2파이프와 교반파이프를 상호 연결하는 로터리 조인트와, 내부에 냉매 또는 열매가 수용되는 저장탱크와, 상기 저장탱크와 상기 제1파이프를 서로 연통되게 연결하여 상기 저장탱크에 수용된 냉매 또는 열매가 상기 제1파이프로 유입되도록 안내하는 제3파이프와, 상기 저장탱크와 상기 제2파이프를 서로 연통되게 연결하여 상기 제2파이프로 유통되는 냉매 또는 열매를 상기 저장탱크로 복귀되도록 안내하는 제4파이프와, 상기 제3파이프 상에 형성되어 상기 저장탱크에 수용된 냉매 또는 열매를 상기 제3파이프를 통해 상기 제1파이프로 강제 이송시키는 제1펌프를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다

삭제

또한, 상기 용기의 외측면에 위치하여 상기 용기의 온도를 하강 또는 승강시키는 제2온도제어수단;을 더 포함하여 구성하되,

상기 제2온도제어수단은 상기 용기의 외측면을 감싸서 내부에 밀폐된 공간을 형성하되, 하부에는 냉매 또는 열매가 유입되는 제2입구가 형성되고, 상부에는 상기 제2입구로 유입된 냉매 또는 열매가 배출되는 제2출구가 형성되는 수조실과, 상기 저장탱크와 상기 제2입구를 서로 연통되게 연결하여 상기 저장탱크에 수용된 냉매 또는 열매가 상기 제2입구로 유입되도록 안내하는 제5파이프와, 상기 저장탱크와 상기 제2출구를 서로 연통되게 연결하여 상기 제2출구로 배출되는 냉매 또는 열매를 상기 저장탱크로 복귀되도록 안내하는 제6파이프와, 상기 제5파이프 상에 형성되어 상기 저장탱크에 수용된 냉매 또는 열매를 상기 제5파이프를 통해 상기 제2입구로 강제 이송시키는 제2펌프와, 상기 수조실 내부에 형성되되, 상기 용기의 외주면을 나선형으로 감싸면서 형성되어 상기 제2입구로 유입되는 냉매 또는 열매가 상기 용기의 외주면을 나선형으로 돌면서 유통되어 상기 제2출구로 배출되도록 안내하는 안내판을 포함하여 구성되어,

상기 수조실로 유통되는 냉매 또는 열매를 통해 상기 용기 표면의 온도를 하강 또는 승강시켜 상기 용기에 수용되는 물질의 온도를 제어하도록 하는 것을 특징으로 한다.

삭제

이상에서와 같이 본 발명에 따른 온도 제어용 교반탱크에 의하면, 제1온도제어수단을 통해 용기 내부에 위치되는 열전도파이프로 냉매 또는 열매를 유통시켜 용기 내부에 수용되는 물질과 냉매 또는 열매가 열전도파이프를 통해 직접적으로 열교환되도록 유도하여 용기에 수용되는 물질이 골고루 냉각 또는 가열되는데 소요되는 시간이 종래의 교반탱크에 대비하여 대폭 절감되어 물질의 반응을 완료하는데 소요되는 시간 역시 대폭 절감될 뿐만 아니라, 용기에 수용되는 물질이 골고루 냉각 또는 가열되어 매우 효율적인 반응을 기대할 수 있는 효과가 있다.

더욱이, 제2온도제어수단을 통해 용기에 수용되는 물질을 더욱 신속하고 효과적으로 냉각 또는 가열할 수 있어 더욱 신속하고 효율적인 반응을 기대할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 온도 제어용 교반탱크의 단면도
도 2는 도 1에 도시된 온도 제어용 교반탱크의 부분 절개 사시도
도 3은 도 1에 도시된 온도 제어용 교반탱크의 사용상태도

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 온도 제어용 교반탱크를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명한다. 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략한다.

도 1 내지 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 온도 제어용 교반탱크를 도시한 것으로, 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 온도 제어용 교반탱크의 단면도를, 도 2는 도 1에 도시된 온도 제어용 교반탱크의 부분 절개 사시도를, 도 3은 도 1에 도시된 온도 제어용 교반탱크의 사용상태도를 각각 나타낸 것이다.

상기 도면에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 온도 제어용 교반탱크(100)는 용기(10)와, 교반파이프(20)와, 유입파이프(30)와, 고정판(40)과, 제1열전도파이프(50)와, 제2열전도파이프(60)와, 제1풀리(70)와, 구동모터(80)와, 제2풀리(90)와, 연결벨트(110)와, 메카니컬 씰(120)과, 제1온도제어수단(130)을 포함하고 있다.

도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 용기(10)는 내부에 혼합될 물질(1)을 용이하게 수용할 수 있는 공간이 형성되도록 구성된다.

도 1에 도시된 바와 같이, 상기 교반파이프(20)는 상기 용기(10)의 상부에서 상기 용기(10) 내부로 수직 관통하여 위치되되, 내부에 공간이 형성되며, 상부는 개방되고 하부는 폐쇄되도록 형성된다.

여기서, 도 3c에 도시된 바와 같이 상기 교반파이프(20) 내부는 후설될 상기 제1온도제어수단(130)에서 공급되는 냉매 또는 열매가 복귀되는 통로로 사용되며, 상기 교반파이프(20)의 상부는 상기 용기(10)의 외부로 노출되어 후설될 상기 구동모터(80)의 회전력을 받아 회전하게 된다.

도 1에 도시된 바와 같이, 상기 유입파이프(30)는 길이가 길게 형성되어 상기 교반파이프(20)의 내부 중심에 위치되되, 내부가 관통되며, 외주면은 상기 교반파이프(20)의 내주면과 이격되게 위치되도록 구성된다.

여기서, 도 3a에 도시된 바와 같이 상기 유입파이프(30) 내부로는 상기 제1온도제어수단(130)에서 공급되는 냉매 또는 열매가 유입 유통되어 상기 교반파이프(20)의 하부로 배출된다.

한편, 상기 유입파이프(30)는 상기 교반파이프(20)에 결합되는 후설될 상기 고정판(40)에 의해 견고히 위치가 고정된다.

도 1에 도시된 바와 같이, 상기 고정판(40)은 상기 교반파이프(20)와 유입파이프(30) 사이에 다수가 위치 결합되어 상기 교반파이프(20)와 유입파이프(30) 사이를 폐쇄하되, 내부에는 다수의 유통구멍(41)이 형성되도록 구성된다.

여기서, 상기 교반파이프(20)로 유통되어 승강하는 냉매 또는 열매는 상기 고정판(40)의 유통구멍(41)을 통과하여 연속 승강하게 된다.

도 1에 도시된 바와 같이, 상기 제1열전도파이프(50)는 내부가 관통된 긴 파이프 형상을 가지되, 상기 용기(10) 내부에 위치되며, 일단은 상기 교반파이프(20)의 하부에 연통되게 연결되고, 타단은 상기 교반파이프(20)의 상부에 연통되게 연결되도록 구성된다.

여기서, 도 3b에 도시된 바와 같이 상기 유입파이프(30)를 통해 상기 교반파이프(20)의 하부로 배출되는 냉매 또는 열매가 상기 제1열전도파이프(50)로 유통되면서 상기 제1열전도파이프(50)를 냉각하거나 가열함으로, 상기 용기(10)에 수용되어 상기 제1열전도파이프(50)와 직접적으로 접촉되는 물질(1)이 효율적으로 냉각 또는 가열된다.

이때, 상기 제1열전도파이프(50) 및 후설될 상기 제2열전도파이프(60)와 상기 용기(10)에 수용되는 물질(1)의 효율적인 열교환을 위해 상기 열전도파이프(50,60)는 물질(1)과 넓은 면적으로 접촉되어 용이하게 열교환될 수 있도록 나선형 구조로 구성함이 바람직하나, 이러한 구조로 한정하여 사용하는 것은 물론 아니다.

한편, 도 3d에 도시된 바와 같이 상기 열전도파이프(50,60)는 상기 구동모터(80)의 회전력을 받아 회전하는 상기 교반파이프(20)와 결합되는 구조로 인해 상기 교반파이프(20)와 함께 회전하면서 상기 용기(10)에 수용되는 물질(1)을 교반하는 임펠러 기능을 수행하면서 상기 용기(10)에 수용된 물질(1) 사이를 연속 이송하여 상기 용기(10)에 수용되는 물질(1)과 골고루 열교환하여 물질 전체를 골고루 가열하거나 냉각하도록 한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 상기 제2열전도파이프(60)는 상기 교반파이프(20)를 기준으로 대칭되게 위치되는 것으로, 내부가 관통된 긴 파이프 형상을 가지되, 일단은 상기 교반파이프(20)의 하부에 연통되게 연결되고, 타단은 상기 교반파이프(20)의 상부에 연통되게 연결되도록 구성된다.

여기서, 상기 제2열전도파이프(60)의 구조 및 기능은 상기에 설명한 제1열전도파이프(50)와 동일함으로 상세한 설명은 생략하도록 한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 상기 제1풀리(70)는 상기 용기(10)의 상부로 노출되는 상기 교반파이프(20) 상에 형성되어 상기 교반파이프(20)와 함께 회전하도록 한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 상기 구동모터(80)는 회전력을 제공하여 상기 교반파이프(20)를 회전하도록 유도한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 상기 제2풀리(90)는 상기 구동모터(80)와 연결되어 상기 구동모터(80)로부터 회전력을 제공받아 회전하도록 한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 상기 연결벨트(110)는 상기 제1풀리(70)와 제2풀리(90)를 상호 연결하여 상기 구동모터(80)로부터 제공되는 회전력을 상기 제1풀리(70)로 공급하여 상기 제1풀리(70)와 함께 상기 교반파이프(20)가 회전되도록 한다.

즉, 도 3d에 도시된 바와 같이 상기 구동모터(80)에서 제공되는 회전력은 상기 풀리(70,90)와 연결벨트(110)를 통해 상기 교반파이프(20)로 전달되어 상기 교반파이프(20)가 회전하게 되는데, 이때 상기 교반파이프(20)와 결합되는 상기 열전도파이프(50,60)가 함께 회전하면서 상기 용기(10)에 수용된 물질(1)을 교반하게 된다.

도 1에 도시된 바와 같이, 상기 메카니컬 씰(120)은 상기 용기(10)의 상부에 위치되어 상기 교반파이프(20)의 위치를 고정하도록 한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 상기 제1온도제어수단(130)은 상기 용기(10)의 상부에 위치되어 상기 유입파이프(30)로 냉매 또는 열매를 투입하고, 그 투입된 냉매 또는 열매는 상기 교반파이프(20)를 통해 회수하는 것으로,

상기 유입파이프(30)의 상부에 위치하는 것으로, 내부는 관통되되, 일단은 냉매 또는 열매가 유입되는 제1입구(131a)가 형성되고, 타단은 상기 유입파이프(30)와 연통되게 연결되는 제1파이프(131)와, 상기 교반파이프(20)의 상부에 위치되는 것으로, 내부는 관통되되, 일단은 냉매 또는 열매가 배출되는 제1출구(132a)가 형성되고, 타단은 상기 교반파이프(20)와 연통되게 연결되는 제2파이프(132)와, 상기 제1파이프(131)와 유입파이프(30), 상기 제2파이프(132)와 교반파이프(20)를 상호 연결하는 로터리 조인트(133)와, 내부에 냉매 또는 열매가 수용되는 저장탱크(134)와, 상기 저장탱크(134)와 상기 제1파이프(131)를 서로 연통되게 연결하여 상기 저장탱크(134)에 수용된 냉매 또는 열매가 상기 제1파이프(131)로 유입되도록 안내하는 제3파이프(135)와, 상기 저장탱크(134)와 상기 제2파이프(132)를 서로 연통되게 연결하여 상기 제2파이프(132)로 유통되는 냉매 또는 열매를 상기 저장탱크(134)로 복귀되도록 안내하는 제4파이프(136)와, 상기 제3파이프(135) 상에 형성되어 상기 저장탱크(134)에 수용된 냉매 또는 열매를 상기 제3파이프(135)를 통해 상기 제1파이프(131)로 강제 이송시키는 제1펌프(137)를 포함하여 구성된다.

즉, 도 3a에 도시된 바와 같이 상기 제1펌프(137)의 작동으로 상기 저장탱크(134)에 수용된 냉매 또는 열매가 상기 제3파이프(135)를 통해 상기 제1파이프(131)로 강제 유통되고, 상기 제1파이프(131)로 유통된 냉매 또는 열매는 상기 유입파이프(30)로 유통되어 상기 교반파이프(20)의 하부에 배출되고, 도 3b에 도시된 바와 같이 상기 교반파이프(20)의 하부에 배출된 냉매 또는 열매는 상기 열전도파이프(50,60)로 유입 유통되어 다시 상기 교반파이프(20)의 상부로 유입(복귀)되는데, 이때 상기 열전도파이프(50,60)로 유통되는 냉매 또는 열매로 인해 상기 열전도파이프(50,60)가 냉각 또는 가열되므로 상기 열전도파이프(50,60)와 직접 접촉되는 물질(1)은 상기 열전도파이프(50,60)와 열교환되어 신속하게 냉각 또는 가열된다.

여기서, 도 3c에 도시된 바와 같이 상기 열전도파이프(50,60)를 통해 상기 교반파이프(20)로 유입되는 냉매 또는 열매는 상기 교반파이프(20)와 연통되는 상기 제2파이프(132)로 유입되고, 상기 제2파이프(132)로 유입된 냉매 또는 열매는 상기 제4파이프(136)를 통해 상기 저장탱크(134)로 강제 복귀되어 연속 순환된다.

한편, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 제1열전도파이프(50)와 상기 교반파이프(20)를 서로 연통되게 연결하여 상기 교반파이프(20)로 유통되는 냉매 또는 열매가 상기 제1열전도파이프(50)로 유입되도록 유도하여 상기 제1열전도파이프(50)와 상기 용기(10)에 수용되는 물질(1)과의 효율적인 열교환을 유도하는 동시에, 상기 제1열전도파이프(50)의 위치를 견고히 지지하는 하나 이상의 제1보강파이프(150)와, 상기 제2열전도파이프(60)와 상기 교반파이프(20)를 서로 연통되게 연결하여 상기 교반파이프(20)로 유통되는 냉매 또는 열매가 상기 제2열전도파이프(60)로 유입되도록 유도하여 상기 제2열전도파이프(60)와 상기 용기(10)에 수용되는 물질(1)과의 효율적인 열교환을 유도하는 동시에, 상기 제2열전도파이프(60)의 위치를 견고히 지지하는 하나 이상의 제2보강파이프(160)를 더 포함하여 구성된다.

즉, 도 3b에 도시된 바와 같이 상기 유입파이프(30)를 통해 상기 교반파이프(20) 하부로 배출되는 냉매 또는 열매는 상기 열전도파이프(50,60)로 유입되어 유통되지만, 일부는 상기 교반파이프(20)를 타고 승강하게 되는데, 이때 상기 교반파이프(20)를 타고 승강하는 냉매 또는 열매를 상기 보강파이프(150,160)를 통해 상기 열전도파이프(50,60)로 유입시켜 상기 열전도파이프(50,60) 및 보강파이프(150,160)를 통한 더욱 효율적인 열교환을 유도한다.

한편, 상기 용기(10)의 외측면에 위치하여 상기 용기(10)의 온도를 하강 또는 승강시키는 제2온도제어수단(140);을 더 포함하여 구성하되,

도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 제2온도제어수단(140)은 상기 용기(10)의 외측면을 감싸서 내부에 밀폐된 공간을 형성하되, 하부에는 냉매 또는 열매가 유입되는 제2입구(141a)가 형성되고, 상부에는 상기 제2입구(141a)로 유입된 냉매 또는 열매가 배출되는 제2출구(141b)가 형성되는 수조실(141)과, 상기 저장탱크(134)와 상기 제2입구(141a)를 서로 연통되게 연결하여 상기 저장탱크(134)에 수용된 냉매 또는 열매가 상기 제2입구(141a)로 유입되도록 안내하는 제5파이프(142)와, 상기 저장탱크(134)와 상기 제2출구(141b)를 서로 연통되게 연결하여 상기 제2출구(141b)로 배출되는 냉매 또는 열매를 상기 저장탱크로 복귀되도록 안내하는 제6파이프(143)와, 상기 제5파이프(142) 상에 형성되어 상기 저장탱크(134)에 수용된 냉매 또는 열매를 상기 제5파이프(142)를 통해 상기 제2입구(141a)로 강제 이송시키는 제2펌프(144)와, 상기 수조실(141) 내부에 형성되되, 상기 용기(10)의 외주면을 나선형으로 감싸면서 형성되어 상기 제2입구(141a)로 유입되는 냉매 또는 열매가 상기 용기(10)의 외주면을 나선형으로 돌면서 유통되어 상기 제2출구(141b)로 배출되도록 안내하는 안내판(145)을 포함하여 구성된다.

즉, 도 3e에 도시된 바와 같이 상기 제2펌프(144)의 작동으로 상기 저장탱크(134)에 수용된 냉매 또는 열매가 상기 제5파이프(142)를 통해 상기 수조실(141)의 제2입구(141a)로 강제 유입되고, 상기 수조실(141)에 유입된 냉매 또는 열매는 상기 안내판(145)에 안내되어 상기 용기(10)의 표면을 나선형으로 접촉하면서 승강하여 상기 용기(10)의 표면을 냉각하거나 가열하여 상기 용기(10)에 수용되는 물질을 냉각 또는 가열하도록 하되, 상기 안내판(145)에 안내되어 승강하는 냉매 또는 열매는 상기 제2출구(141b)로 배출되어 상기 제6파이프(143)를 통해 상기 저장탱크(134)로 강제 복귀되어 연속 순환된다.

상기와 같은 구성요소로 이루어진 본 발명의 온도 제어용 교반탱크(100)는 제1온도제어수단(130)을 통해 상기 용기(10) 내부에 위치되는 상기 열전도파이프(50,60)로 냉매 또는 열매를 유통시켜 상기 용기(10) 내부에 수용되는 물질(1)과 냉매 또는 열매가 상기 열전도파이프(50,60)를 통해 직접적으로 열교환되도록 유도하여 상기 용기(10)에 수용되는 물질(1)이 골고루 냉각 또는 가열되는데 소요되는 시간이 종래의 교반탱크에 대비하여 대폭 절감되어 물질(1)의 반응을 완료하는데 소요되는 시간 역시 대폭 절감될 뿐만 아니라, 상기 용기(10)에 수용되는 물질(1)이 골고루 냉각 또는 가열되어 매우 효율적인 반응을 기대할 수 있는 효과가 있다.

더욱이, 상기 제2온도제어수단(140)을 통해 상기 용기(10)에 수용되는 물질(1)을 더욱 신속하고 효과적으로 냉각 또는 가열할 수 있어 더욱 신속하고 효율적인 반응을 기대할 수 있는 효과가 있다.

상기와 같은 구성을 가진 본 발명의 실시예에 따른 온도 제어용 교반탱크(100)이 다음과 같이 물질을 교반 혼합한다.

먼저, 도 3a에 도시된 바와 같이 용기(10) 내부에 교반하고자 하는 물질(1)이 수용되면 제1온도제어단(130)의 제1펌프(137)의 작동으로 저장탱크(134)에 수용된 냉매 또는 열매가 제3파이프(135)를 통해 상기 제1파이프(131)로 강제 유통되고, 제1파이프(131)로 유통된 냉매 또는 열매는 유입파이프(30)로 유통되어 교반파이프(20)의 하부에 배출되도록 한다.

그러면, 도 3b에 도시된 바와 같이 상기 교반파이프(20)의 하부에 배출된 냉매 또는 열매는 열전도파이프(50,60)로 유입 유통되어 다시 상기 교반파이프(20)의 상부로 유입(복귀)되는데, 이때 상기 열전도파이프(50,60)로 유통되는 냉매 또는 열매로 인해 상기 열전도파이프(50,60)가 냉각 또는 가열되므로 상기 열전도파이프(50,60)와 직접 접촉되는 물질(1)은 상기 열전도파이프(50,60)와 열교환되어 신속하게 냉각 또는 가열되어 효율적인 반응이 수행된다.

이때, 상기 교반파이프(20)를 타고 승강하는 냉매 또는 열매를 보강파이프(150,160)를 통해 상기 열전도파이프(50,60)로 유입시켜 상기 열전도파이프(50,60) 및 보강파이프(150,160)를 통한 더욱 효율적인 열교환을 유도된다.

그런 후, 도 3c에 도시된 바와 같이 상기 열전도파이프(50,60)를 통해 상기 교반파이프(20)로 유입되는 냉매 또는 열매는 상기 교반파이프(20)와 연통되는 상기 제2파이프(132)로 유입되고, 상기 제2파이프(132)로 유입된 냉매 또는 열매는 상기 제4파이프(136)를 통해 상기 저장탱크(134)로 강제 복귀되어 연속 순환된다.

한편, 도 3d에 도시된 바와 같이 상기 열전도파이프(50,60)는 상기 구동모터(80)의 회전력을 받아 회전하는 상기 교반파이프(20)와 결합되는 구조로 인해 상기 교반파이프(20)와 함께 회전하면서 상기 용기(10)에 수용되는 물질(1)을 교반하는 동시에, 상기 용기(10)에 수용된 물질(1) 사이를 연속 이송하여 상기 용기(10)에 수용되는 물질(1)과 골고루 열교환하여 물질(1) 전체를 골고루 가열하거나 냉각하도록 한다.

한편, 도 3e에 도시된 바와 같이 제2온도제어수단(140)의 수조실(141)로 유통되는 냉매 또는 열매를 통해 상기 용기(10) 표면의 온도를 하강 또는 승강시켜 상기 용기(10)에 수용되는 물질(1)의 온도를 제어하여 더욱 신속하고 효율적으로 상기 용기(10)에 수용되는 물질(1)의 온도를 제어할 수 있다.

본 발명은 첨부된 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것으로 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명의 사상을 해치지 않는 범위 내에서 당업자에 의한 변형이 가능함은 물론이다. 따라서, 본 발명에서 권리를 청구하는 범위는 상세한 설명의 범위 내로 정해지는 것이 아니라 후술되는 청구범위와 이의 기술적 사상에 의해 한정될 것이다.

1. 물질
10. 용기 20. 교반파이프
30. 유입파이프 40. 고정판
41. 유통구멍 50. 제1열전도파이프
60. 제2열전도파이프 70. 제1풀리
80. 구동모터 90. 제2풀리
110. 연결벨트 120. 메카니컬 씰
130. 제1온도제어수단 131. 제1파이프
131a. 제1입구 132. 제2파이프
132a. 제1출구 133. 로터리 조인트
134. 저장탱크 135. 제3파이프
136. 제4파이프 137. 제1펌프
140. 제2온도제어수단 141. 수조실
141a. 제2입구 141b. 제2출구
142. 제5파이프 143. 제6파이프
144. 제2펌프 145. 안내판
150. 제1보강파이프 160. 제2보강파이프
100. 온도 제어용 교반탱크

Claims

두가지 이상의 물질을 교반 혼합하는 교반탱크에 있어서,
내부에 혼합될 물질(1)을 수용할 수 있는 공간이 형성되는 용기(10);
상기 용기(10)의 상부에서 상기 용기(10) 내부로 수직 관통하여 위치되되, 내부에 공간이 형성되며, 상부는 개방되고 하부는 폐쇄되는 교반파이프(20);
길이가 길게 형성되어 상기 교반파이프(20)의 내부 중심에 위치되되, 내부가 관통되며, 외주면은 상기 교반파이프(20)의 내주면과 이격되게 위치되는 유입파이프(30);
상기 교반파이프(20)와 유입파이프(30) 사이에 위치 결합되어 상기 교반파이프(20)와 유입파이프(30) 사이를 폐쇄하되, 내부에는 다수의 유통구멍(41)이 형성되는 다수의 고정판(40);
내부가 관통된 긴 파이프 형상을 가지되, 상기 용기(10) 내부에 위치되며, 일단은 상기 교반파이프(20)의 하부에 연통되게 연결되고, 타단은 상기 교반파이프(20)의 상부에 연통되게 연결되는 제1열전도파이프(50);
상기 교반파이프(20)를 기준으로 대칭되게 위치되는 것으로, 내부가 관통된 긴 파이프 형상을 가지되, 일단은 상기 교반파이프(20)의 하부에 연통되게 연결되고, 타단은 상기 교반파이프(20)의 상부에 연통되게 연결되는 제2열전도파이프(60);
상기 용기(10)의 상부로 노출되는 상기 교반파이프(20) 상에 형성되는 제1풀리(70);
회전력을 제공하는 구동모터(80);
상기 구동모터(80)와 연결되어 상기 구동모터(80)로부터 회전력을 제공받아 회전하는 제2풀리(90);
상기 제1풀리(70)와 제2풀리(90)를 상호 연결하여 상기 구동모터(80)로부터 제공되는 회전력을 상기 제1풀리(70)로 공급하여 상기 제1풀리(70)와 함께 상기 교반파이프(20)가 회전되도록 유도하는 연결벨트(110);
상기 용기(10)의 상부에 위치되어 상기 교반파이프(20)의 위치를 고정하는 메카니컬 씰(120); 및
상기 용기(10)의 상부에 위치되어 상기 유입파이프(30)로 냉매 또는 열매를 투입하고, 그 투입된 냉매 또는 열매는 상기 교반파이프(20)를 통해 회수하는 제1온도제어수단(130);을 포함하여 구성되어,
상기 제1온도제어수단(130)을 통해 상기 유입파이프(30)에 냉매 또는 열매가 투입되면, 투입된 냉매 또는 열매가 상기 유입파이프(30)를 타고 하강하여 상기 교반파이프(20)의 하부로 배출되고, 그 배출된 냉매 또는 열매는 상기 교반파이프(20)의 하부에 연통되게 연결되는 상기 열전도파이프(50,60)를 유통하면서 상기 용기(10)에 수용되는 물질(1)과 열교환한 후에 상기 열전도파이프(50,60)의 타단과 연통되게 연결되는 상기 교반파이프(20)로 다시 유입 유통되어 외부로 복귀되도록 하며,
상기 제1온도제어수단(130)은 상기 유입파이프(30)의 상부에 위치하는 것으로, 내부는 관통되되, 일단은 냉매 또는 열매가 유입되는 제1입구(131a)가 형성되고, 타단은 상기 유입파이프(30)와 연통되게 연결되는 제1파이프(131)와, 상기 교반파이프(20)의 상부에 위치되는 것으로, 내부는 관통되되, 일단은 냉매 또는 열매가 배출되는 제1출구(132a)가 형성되고, 타단은 상기 교반파이프(20)와 연통되게 연결되는 제2파이프(132)와, 상기 제1파이프(131)와 유입파이프(30), 상기 제2파이프(132)와 교반파이프(20)를 상호 연결하는 로터리 조인트(133)와, 내부에 냉매 또는 열매가 수용되는 저장탱크(134)와, 상기 저장탱크(134)와 상기 제1파이프(131)를 서로 연통되게 연결하여 상기 저장탱크(134)에 수용된 냉매 또는 열매가 상기 제1파이프(131)로 유입되도록 안내하는 제3파이프(135)와, 상기 저장탱크(134)와 상기 제2파이프(132)를 서로 연통되게 연결하여 상기 제2파이프(132)로 유통되는 냉매 또는 열매를 상기 저장탱크(134)로 복귀되도록 안내하는 제4파이프(136)와, 상기 제3파이프(135) 상에 형성되어 상기 저장탱크(134)에 수용된 냉매 또는 열매를 상기 제3파이프(135)를 통해 상기 제1파이프(131)로 강제 이송시키는 제1펌프(137)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 온도 제어용 교반탱크.
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제 1 항에 있어서,
상기 용기(10)의 외측면에 위치하여 상기 용기(10)의 온도를 하강 또는 승강시키는 제2온도제어수단(140);을 더 포함하여 구성하되,
상기 제2온도제어수단(140)은,
상기 용기(10)의 외측면을 감싸서 내부에 밀폐된 공간을 형성하되, 하부에는 냉매 또는 열매가 유입되는 제2입구(141a)가 형성되고, 상부에는 상기 제2입구(141a)로 유입된 냉매 또는 열매가 배출되는 제2출구(141b)가 형성되는 수조실(141)과,
상기 저장탱크(134)와 상기 제2입구(141a)를 서로 연통되게 연결하여 상기 저장탱크(134)에 수용된 냉매 또는 열매가 상기 제2입구(141a)로 유입되도록 안내하는 제5파이프(142)와,
상기 저장탱크(134)와 상기 제2출구(141b)를 서로 연통되게 연결하여 상기 제2출구(141b)로 배출되는 냉매 또는 열매를 상기 저장탱크로 복귀되도록 안내하는 제6파이프(143)와,
상기 제5파이프(142) 상에 형성되어 상기 저장탱크(134)에 수용된 냉매 또는 열매를 상기 제5파이프(142)를 통해 상기 제2입구(141a)로 강제 이송시키는 제2펌프(144)와,
상기 수조실(141) 내부에 형성되되, 상기 용기(10)의 외주면을 나선형으로 감싸면서 형성되어 상기 제2입구(141a)로 유입되는 냉매 또는 열매가 상기 용기(10)의 외주면을 나선형으로 돌면서 유통되어 상기 제2출구(141b)로 배출되도록 안내하는 안내판(145)을 포함하여 구성되어,
상기 수조실(141)로 유통되는 냉매 또는 열매를 통해 상기 용기(10) 표면의 온도를 하강 또는 승강시켜 상기 용기(10)에 수용되는 물질의 온도를 제어하도록 하는 것을 특징으로 하는 온도 제어용 교반탱크.
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