테이퍼진 구멍을 갖춘 다중 Ｔ자관 혼합기 document_id A220623050795

종래 기술의 혼합 장치는 대략 두 가지 주요한 영역, 기계적 혼합기 및 정적 혼합기로 나눠질 수 있다. 기계적 혼합기는 몇몇 형식의 이동 부품 또는 혼합될 유체 성분에 에너지를 가하는 부품에 의존한다. 정적 혼합기는 일반적으로 중요한 이동 부품이 없으며, 대신 혼합 에너지의 소스로서 역할을 하도록 하나 이상의 유체에 대한 압력 강하에 의존한다. 종래의 혼합기 T자관은 정적 혼합기 형식이다. T자관 파이프 접합부와, 노즐 및 블라인드 플랜지를 갖춘 일직선 파이프 섹션을 갖는 다중 T자관 혼합기는 급속하게 개시된 반응을 위해 유용하게 사용된다. 접합부는 적어도 두 물질을 위한 개별 입구 및 출구를 갖는 혼합 챔버를 포함한다. 통상적으로, 물질들 중 하나를 위한 입구는 혼합 챔버의 축 내에 제공되고 다른 물질 또는 물질들을 위한 입구는 혼합 챔버의 주연부를 따라 축에 회전 대칭으로 배열된 복수의 노즐 또는 분출구의 형태로 구성된다. 이러한 형태의 장치에서 마련되는 생성물의 품질은 유동 물질의 혼합률 및 혼합성에 따른다. 혼합률 및 혼합성은 혼합기 T자관 입구의 분출구의 오염, 점결 또는 플러깅에 의해 영향을 받을 수 있고 성능을 감소시킨다. 기간 동안, 점결과 후속적인 막힘은 분출구를 통한 유동의 분사와 분배를 방해한다. 막힘의 위험성은 노즐을 통과하는 물질이 용매 또는 부유 매체에서 용해되거나 부유되어 용매나 부유 매체가 생성물로부터 분리되어 재사용되는 경우를 증가시킨다. 또한, 점결이 부수 반응의 결과로서 분출구의 혼합기측 표면에서 발생될 수 있다. 점결 및/또는 막힘이 발생하는 경우, 연속적인 공정이 중단되어야 하며 T자관 혼합기는 분리되어 세척된다. 이는 바람직하지 않은 유휴 기간(idle period)을 초래한다. 위험한 물질이 사용되는 경우, 산업 위생 규정은 분해 전 시스템의 완전한 플러싱, 대기의 방출, 보호복 및 작업자용 호흡 장치와 같은 비용이 많이 드는 조치를 T자관 혼합기의 분해 중에 필요로 한다. 이러한 각각의 조치는 총 비용에 부가되고 작업 처리량을 감소시켜, 공정의 효율을 감소시킨다. 몇몇 화학 반응은 최소 역혼합을 갖는 급속 혼합을 필요로 한다. 역혼합은 초기 반응의 생성물로 하여금 반응 흐름의 다른 성분과 반응하게 하여 원하지 않는 생성물을 생성한다. 역혼합은 부산물 형성 및 혼합기 오염의 원인이 될 수 있다. 그 결과, 역혼합 문제를 고려하지 않는 혼합기 설계는 원하는 생성물에 대한 더 낮은 총 생산량을 가져오거나 다운 시간 및/또는 증가된 보수 비용의 원인이 되는 반응기 시스템을 막히게 하거나 오염시키는 생성물을 생성할 수 있다. 유럽 특허 제 0 402 567호는 웨이퍼 공급장치로부터 용해된 가스 및 휘발성 유기 화학물질을 제거하기 위한 시스템을 개시한다. 복수의 통로가 접촉 챔버의 중심선에 대해 경사진다. 노즐의 각도에 대해 수직 또는 직각인 방사형 입구 및 출구를 가짐으로써 통로를 통한 속도 증가가 달성된다. WO 98/57906호는 공기-혼입 콘크리트의 제조 방법을 개시한다. 내부 튜브는 튜브의 길이를 따라 연장되는 일련의 개구를 갖는다. 개구는 벤튜리(venturi) 통로이거나 직선 면을 갖는(straight sided) 오리피스일 수 있다. 개구는 혼합물을 공기의 유동에 의해 함께 운반되는 작은 액적으로 무화(atomize)시킨다. 미국 특허 제 4761077호는 유체 출구를 향해 내향으로 경사진 복수의 개구 열을 갖는 원통형 혼합 챔버를 구비한 혼합 장치를 개시한다. 개구는 혼합 챔버의 종방향 축에 대해 각도가 기울어져, 개구를 통해 유동하는 액체가 혼합 챔버의 반경에 대해 유동하는 이동 성분을 가짐으로써 단부편을 통해 나선형으로 약간 나선형 외향 유동을 야기한다. 따라서, 반응물의 급속 혼합을 제공하며, 특히 수용할 수 없는 혼합기 T자관의 분출구 오염으로부터 어려움을 겪지 않는 반응 시스템을 제공하는 혼합 장치가 필요하다.