BRPI1012063A2 - Rotor de agitação e dispositivo de agitação - Google Patents

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BRPI1012063A2
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Abstract

rotor de agitação e dispositivo de agitação. a presente invenção refere-se a um rotor de agitação e a um dispositivo de agitação capazes de executar uma operação de agitação em 5 um modo seguro e eficiente, independente de propósitos pretendidos. um rotor de agitação (1) da presente invenção compreende um corpo de rotor (10) adaptado para ser girado em volta de um eixo de rotação c, uma porta de entrada (12) fornecida em uma superfície externa do corpo de rotor (10), uma porta de saída (14) fornecida na superfície externa do 10 corpo de rotor (10), e uma passagem de fluxo (16) comunicando a porta de entrada (12) com a porta de saída (14). a porta de entrada (12) é fornecida em uma posição mais próxima ao eixo de rotação c do que a porta de saída (14), e a porta de saída (14) é fornecida em uma posição mais para fora em uma direção centrífuga a partir do eixo de rotação c do que a porta de en-15 trada (12).

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "ROTOR DE AGITAÇÃO E DISPOSITIVO DE AGITAÇÃO". Campo Técnico A presente invenção refere-se a um rotor de agitação e a um 5 dispositivo de agitação para agitar um líquido ou vários outros fluidos para executar uma operação de mistura, uma operação de dispersão ou similar.
Técnica Anterior Até agora, por exemplo, em uma operação de misturar dois ou mais tipos de fluidos ou dispersar uniformemente vários materiais, tal como 10 um pó, em um fluido, um agitador ou misturador tem sido usado que é proje- tado para girar um impulsor em um fluido.
Tipicamente, o impulsor é provido com lâminas propulsoras ou pás de turbina, e adaptado, ao ser girado, para causar um fluxo do fluido a fim de agitar o fluido.
O agitador inclui um tipo dominante que é usado em uma condi- 15 ção em que ele é instalado permanentemente em um tanque para receber um fluido no mesmo.
Ele também inclui um tipo operado manualmente que é frequentemente usado para agitar um fluido, tal como tinta, em um local de trabalho exatamente antes do uso do fluido.
Tipicamente, o agitador do tipo operado manualmente é projetado de tal maneira que o impulsor é fornecido 20 em uma extremidade distal de um eixo de acionamento de uma unidade de acionamento modelada como furadeira de mão, em que um usuário segura a unidade de acionamento com ambas as mãos e insere o impulsor em um recipiente contendo uma substância agitável a ser agitada, tal como tinta, para mexer a substância agitável de acordo com rotação do impulsor. 25 Entretanto, o agitador do tipo operado manualmente tem um problema em que ele exige manuseio cuidadoso por causa do perigo resul- tante das pontas de lâminas afiadas do impulsor serem giradas em uma alta velocidade.
Existe um outro problema em que, se o impulsor com muitas protuberâncias se chocar contra o recipiente, ou o impulsor sofrer fratura por 30 fadiga, uma parte do recipiente ou de uma borda do impulsor provavelmente será lascada ou raspada, e misturada na substância agitável.
O impulsor é adaptado para causar um fluxo de uma substância agitável por meio de colisão com a substância agitável.
Assim, o agitador com o impulsor ainda tem um outro problema em que o impulsor fica apto para ser sacudido por causa de uma força agindo contra ocorrendo quando o impulsor é colocado na substância agitável enquanto sendo girado, ou ini- 5 cia a ser girado dentro da substância agitável.
Consequentemente, um usuá- rio sem experiência na operação do agitador frequentemente causa uma situação indesejável, tal como choque do impulsor contra o recipiente ou espalhamento da substância agitável para fora do recipiente.
Em casos onde a substância agitável inclui um precipitado, o 10 precipitado somente pode ser dispersado adequadamente se a substância agitável for agitada enquanto mantendo o impulsor em contato com uma pa- rede de fundo do recipiente.
Assim, o agitador com o impulsor ainda tem um outro problema em que fragmentos ou lascas causadas pelo contato entre o impulsor e uma superfície de parede do recipiente provavelmente serão mis- 15 turadas na substância agitável.
O agitador com o impulsor ainda tem um outro problema em que partículas de pó misturadas na substância agitável provavelmente serão pul- verizadas por causa de colisão com o impulsor.
Assim, nos casos onde é exigido evitar que as partículas de pó misturadas sejam pulverizadas, por 20 exemplo, tal como em tinta metálica, é difícil agitar de forma suficiente a substância agitável.
Entretanto, também tem sido proposto um misturador para um fluido muito viscoso, em que o impulsor compreende um corpo cilíndrico que tem um contorno na forma de coluna de 6 faces com uma superfície lateral 25 provida com uma pluralidade de furos, em vez de usar lâminas propulsoras ou pás de turbina (ver, por exemplo, o Documento de Patente 1 seguinte). Documentos de Técnica Anterior Documentos de Patente Documento de Patente 1: JP 5-154368A. 30 Sumário da Invenção Problema a Ser Resolvido Pela Invenção Entretanto, o misturador para fluido muito viscoso revelado no
Documento de Patente 1 é provido com um impulsor tendo um contorno na forma de coluna de 6 faces, e projetado para causar um fluxo de uma subs- tância agitável, primariamente por meio de colisão entre uma parede externa do impulsor e a substância agitável, de maneira que ele não pode resolver o 5 problema de uma força agindo contra ocorrendo quando o impulsor inicia a ser girado, e o problema de pulverização de partículas de pó em uma subs- tância agitável.
O misturador é pretendido para permitir que a substância agitá- vel flua para fora através dos furos na superfície lateral.
Entretanto, um es- 10 paço interno do impulsor tem um grande volume em relação aos furos na superfície lateral, de maneira que uma taxa de fluxo da substância agitável no espaço interno do impulsor se torna menor, o que causa um problema em que, quando o misturador é usado por um longo período de tempo, uma substância estagnada fica propensa a grudar e acumular em uma superfície 15 interna do impulsor, resultando em deterioração de capacidade de agitação.
Em virtude das circunstâncias indicadas anteriormente, é um ob- jetivo da presente invenção fornecer um rotor de agitação e um dispositivo de agitação capazes de executar uma operação de agitação em um modo seguro e eficiente, independente de propósitos pretendidos. 20 Dispositivos Para Resolver o Problema A presente invenção fornece um rotor de agitação que compre- ende: um corpo de rotor adaptado para ser girado em volta de um eixo de rotação; 25 uma porta de entrada fornecida em uma superfície externa do corpo de rotor; uma porta de saída fornecida na superfície externa do corpo de rotor; e uma passagem de fluxo comunicando a porta de entrada com a por- ta de saída, em que a porta de entrada é fornecida em uma posição mais 30 próxima ao eixo de rotação do que a porta de saída, e a porta de saída é fornecida em uma posição mais para fora em uma direção centrífuga a partir do eixo de rotação do que a porta de entrada.
No rotor de agitação da presente invenção, o corpo de rotor po- de ser configurado de tal maneira que uma seção transversal do mesmo perpendicular ao eixo de rotação tem uma forma circular.
No rotor de agitação indicado acima, o corpo de rotor pode ter 5 uma forma semiesférica ou semielipsoidal.
Alternativamente, no rotor de agitação indicado acima, o corpo de rotor pode ser configurado em uma forma esférica ou elipsoidal.
No rotor de agitação indicado acima, o corpo de rotor pode ser configurado em uma forma onde pelo menos uma das superfícies de bases 10 opostas de uma coluna circular ou de um disco é formada como uma super- fície esférica.
No rotor de agitação da presente invenção, o corpo de rotor po- de ser configurado de tal maneira que uma forma periférica externa de uma seção transversal de pelo menos uma parte do mesmo perpendicular a uma 15 direção do eixo de rotação tem uma forma onde uma pluralidade de segmen- tos convexos ou côncavos é fornecida em um círculo.
No rotor de agitação indicado acima, cada um dos segmentos convexos ou côncavos pode ser configurado de tal maneira que uma forma de contorno do mesmo na seção transversal perpendicular à direção do eixo 20 de rotação tem uma forma de uma maneira geral triangular.
No rotor de agitação indicado acima, a forma periférica externa da seção transversal de pelo menos uma parte do corpo de rotor perpendi- cular à direção do eixo de rotação pode ser configurada como uma forma poligonal pelos segmentos convexos ou côncavos. 25 No rotor de agitação indicado acima, a forma periférica externa da seção transversal de pelo menos uma parte do corpo de rotor perpendi- cular à direção do eixo de rotação pode ser configurada como uma forma poligonal de doze ou mais lados pelos segmentos convexos ou côncavos.
No rotor de agitação indicado acima, um canto de uma parte su- 30 perior de cada um dos segmentos convexos pode ser arredondado.
Alternativamente, no rotor de agitação indicado acima, cada um dos segmentos convexos ou côncavos pode ser configurado de tal maneira que uma forma de contorno do mesmo na seção transversal perpendicular à direção do eixo de rotação tem uma forma de uma maneira geral de arco.
No rotor de agitação da presente invenção, o corpo de rotor po- de ser configurado em uma forma onde uma espessura de pelo menos uma 5 parte do mesmo em uma direção do eixo de rotação diminui gradualmente na direção de um lado externo na direção centrífuga.
No rotor de agitação da presente invenção, o corpo de rotor tem uma superfície inclinada que se estende para se tornar gradualmente mais distante do eixo de rotação, em uma direção de um lado para o outro lado do 10 eixo de rotação, em que pelo menos uma parte da porta de saída é localiza- da na superfície inclinada.
No rotor de agitação da presente invenção, uma razão de uma área seccional transversal da porta de entrada perpendicular a um fluxo na mesma para uma área seccional transversal da porta de saída perpendicular 15 a um fluxo na mesma é estabelecida em uma faixa de 1/3 a 3. O rotor de agitação da presente invenção pode incluir uma plura- lidade das portas de saída, em que a porta de entrada e a passagem de flu- xo são fornecidas com relação a uma respectiva porta de saída da pluralida- de de portas de saída. 20 No rotor de agitação da presente invenção, a porta de entrada pode ser fornecida em um lado oposto a um eixo de acionamento a ser co- nectado ao corpo de rotor a fim de girar o corpo de rotor.
No rotor de agitação da presente invenção, a porta de entrada pode ser fornecida em um lado externo na direção centrífuga com relação ao 25 eixo de rotação.
No rotor de agitação da presente invenção, a passagem de fluxo é configurada para comunicar a porta de entrada com a porta de saída na relação de pluralidade para uma, em que a pluralidade de portas de entrada que se comunicam com uma porta de saída é disposta de tal maneira que 30 elas sejam diferentes umas das outras em termos de uma distância a partir do eixo de rotação na direção centrífuga.
O rotor de agitação da presente invenção pode compreender a-
dicionalmente uma porta de sucção de gás fornecida na superfície externa do corpo de rotor em uma posição mais próxima ao eixo de rotação do que a porta de saída, e uma passagem de gás comunicando a porta de sucção de gás com a porta de saída, em que o rotor de agitação é utilizável em uma 5 disposição onde a porta de sucção de gás fica exposta ao gás externo a uma substância agitável, a fim de permitir que o gás externo seja sugado pela porta de sucção de gás e introduzido na substância agitável.
O rotor de agitação da presente invenção pode compreender a- dicionalmente um elemento guia para guiar um fluxo da porta de saída em 10 uma dada direção.
No rotor de agitação da presente invenção, o corpo de rotor po- de ser conectado a um eixo de acionamento para girar o corpo de rotor, em que o eixo de acionamento tem uma passagem dentro do eixo comunicando uma abertura fornecida no mesmo com a passagem de fluxo. 15 No rotor de agitação indicado acima, a abertura pode ser forne- cida em uma parte do eixo de acionamento para ficar localizada fora da substância agitável.
No rotor de agitação indicado acima, a abertura é fornecida em uma parte do eixo de acionamento para ficar localizada dentro da substância 20 agitável.
No rotor de agitação indicado acima, um dispositivo de abaste- cimento é conectado à passagem dentro do eixo para fornecer um fluido ou uma mistura de um fluido e um sólido para a passagem de fluxo via passa- gem dentro do eixo. 25 A presente invenção também fornece um dispositivo de agitação que compreende uma pluralidade dos rotores de agitação tais como descri- tos anteriormente, em que a pluralidade de rotores de agitação é disposta em uma direção do eixo de rotação.
Efeito da Invenção 30 A presente invenção pode alcançar um efeito benéfico de ser capaz de executar uma operação de agitação em um modo seguro e eficien- te, independente de propósitos pretendidos.
Breve Descrição dos Desenhos A figura 1(a) é uma vista superior plana de um rotor de agitação de acordo com uma primeira modalidade da presente invenção.
A figura 1(b) é uma vista frontal do rotor de agitação. 5 A figura 2(a) é uma vista superior plana ilustrando uma operação do rotor de agitação.
A figura 2(b) é uma vista frontal ilustrando a operação do rotor de agitação.
As figuras 3(a) e 3(b) são diagramas esquemáticos ilustrando 10 um exemplo de como o rotor de agitação é usado.
As figuras 4(a) e 4(b) são diagramas esquemáticos ilustrando outros exemplos de como o rotor de agitação é usado.
As figuras 5(a) e 5(b) são vistas frontais ilustrando exemplos de uma configuração modificada de uma passagem de fluxo. 15 As figuras 6(a) a 6(c) ilustram exemplos de uma configuração modificada de uma porta de entrada, uma porta de saída e passagem de fluxo.
As figuras 7(a) e 7(b) são vistas frontais ilustrando exemplos de uma forma modificada de um corpo de rotor. 20 As figuras 8(a) e 8(b) são vistas frontais ilustrando outros exem- plos da forma modificada do corpo de rotor.
A figura 9(a) é uma vista frontal ilustrando um exemplo onde a porta de entrada é fornecida no lado de um eixo de acionamento.
A figura 9(b) é uma vista frontal ilustrando um exemplo onde o 25 rotor de agitação é provido com uma porta de sucção de gás para puxar um gás que esteja fora de um fluido, e uma passagem de gás comunicando a porta de sucção de gás com a porta de saída.
As figuras 10(a) e 10(b) são vistas frontais ilustrando exemplos onde o rotor de agitação é configurado para ser capaz de capturar substân- 30 cias estranhas.
A figura 11 é uma vista frontal ilustrando um exemplo de um dis- positivo de agitação baseado na primeira modalidade.
A figura 12(a) é uma vista superior plana de um rotor de agitação de acordo com uma segunda modalidade da presente invenção.
A figura 12(b) é uma vista frontal (vista lateral) do rotor de agita- ção. 5 A figura 12(c) é uma vista inferior do rotor de agitação.
A figura 13(a) é uma vista superior plana ilustrando uma opera- ção do rotor de agitação.
A figura 13(b) é uma vista seccional ilustrando a operação do ro- tor de agitação. 10 As figuras 14(a) e 14(b) são diagramas esquemáticos ilustrando um exemplo de como o rotor de agitação é usado.
As figuras 15(a) a 15(c) ilustram exemplos de uma configuração modificada de uma porta de entrada, uma porta de saída e uma passagem de fluxo. 15 As figuras 16(a) a 16(c) ilustram exemplos adicionais da configu- ração modificada da porta de entrada, a porta de saída e passagem de fluxo.
As figuras 17(a) a 17(c) ilustram outros exemplos da configura- ção modificada da porta de entrada, a porta de saída e a passagem de fluxo.
A figura 18(a) ilustra uma forma periférica externa de uma seção 20 transversal de um corpo de rotor do rotor de agitação perpendicular a um eixo geométrico central do corpo de rotor.
A figura 18(b) é uma vista ampliada da área A na figura 18(a). As figuras 19(a) a 19(d) ilustram exemplos de uma forma modifi- cada de um segmento convexo. 25 As figuras 20(a) a 20(d) ilustram exemplos de uma forma de um segmento côncavo.
As figuras 21(a) a 21(c) ilustram um exemplo de uma forma mo- dificada do corpo de rotor do rotor de agitação.
As figuras 22(a) a 22(c) ilustram um outro exemplo da forma 30 modificada do corpo de rotor do rotor de agitação.
As figuras 23(a) a 23(c) ilustram também um outro exemplo da forma modificada do corpo de rotor do rotor de agitação.
As figuras 24(a) a 24(c) ilustram ainda um outro exemplo da for- ma modificada do corpo de rotor do rotor de agitação.
As figuras 25(a) a 25(c) ilustram também ainda um outro exem- plo da forma modificada do corpo de rotor do rotor de agitação. 5 As figuras 26(a) a 26(c) ilustram um outro exemplo adicional da forma modificada do corpo de rotor do rotor de agitação.
As figuras 27(a) a 27(c) ilustram ainda um exemplo adicional da forma modificada do corpo de rotor do rotor de agitação.
As figuras 28(a) a 28(c) ilustram um exemplo adicional da forma 10 modificada do corpo de rotor do rotor de agitação.
As figuras 29(a) a 29(c) ilustram também um exemplo adicional da forma modificada do corpo de rotor do rotor de agitação.
As figuras 30(a) a 30(c) ilustram outro exemplo da forma modifi- cada do corpo de rotor do rotor de agitação. 15 As figuras 31(a) e 31(b) são vistas frontais ilustrando exemplos de um dispositivo de agitação baseado na segunda modalidade.
A figura 32(a) é uma vista superior plana de um rotor de agitação de acordo com uma segunda modalidade da presente invenção.
A figura 32(b) é uma vista frontal do rotor de agitação. 20 A figura 32(c) é uma vista inferior do rotor de agitação.
A figura 33 é uma vista seccional parcial do rotor de agitação.
A figura 34(a) é uma vista superior plana ilustrando uma opera- ção do rotor de agitação.
A figura 34(b) é uma vista frontal ilustrando a operação do rotor 25 de agitação.
As figuras 35(a) e 35(b) são diagramas esquemáticos ilustrando um exemplo de como o rotor de agitação é usado.
As figuras 36(a) a 36(c) são vistas seccionais parciais ilustrando exemplos de como o rotor de agitação é usado. 30 As figuras 37(a) a 37(c) são vistas frontais mostrando exemplos de um arranjo modificado de uma porta de entrada e de uma porta de saída.
A figura 38 é uma vista frontal ilustrando um exemplo de uma forma modificada de um corpo de rotor.
A figura 39 é uma vista frontal ilustrando um exemplo da forma modificada do corpo de rotor. 5 As figuras 40(a) a 40(d) são vistas seccionais ilustrando exem- plos de uma configuração modificada de uma porta de conexão.
A figura 41 é uma vista frontal ilustrando um exemplo de um dis- positivo de agitação baseado na segunda modalidade.
A figura 42(a) é uma vista superior plana de um rotor de agitação 10 de acordo com uma terceira modalidade da presente invenção.
A figura 42(b) é uma vista frontal do rotor de agitação.
A figura 42(c) é uma vista inferior do rotor de agitação.
A figura 43(a) é uma vista superior plana ilustrando uma opera- ção do rotor de agitação. 15 A figura 43(b) é uma vista frontal ilustrando a operação do rotor de agitação.
As figuras 44(a) e 44(b) são diagramas esquemáticos ilustrando um exemplo de como o rotor de agitação é usado.
As figuras 45(a) a 45(c) são vistas frontais ilustrando exemplos 20 onde um corpo de rotor é configurado em uma forma esférica.
As figuras 46(a) a 46(c) são vistas frontais ilustrando outros exemplos onde o corpo de rotor é configurado em uma forma esférica.
As figuras 47(a) a 47(c) são vistas frontais ilustrando exemplos de uma forma modificada do corpo de rotor. 25 As figuras 48(a) a 48(c) são vistas frontais ilustrando exemplos onde o corpo de rotor é provido com um elemento guia.
As figuras 49(a) a 49(c) são vistas frontais ilustrando exemplos onde a porta de entrada se comunica com a porta de saída em relação de pluralidade para uma. 30 As figuras 50(a) a 50(c) são vistas seccionais parciais ilustrando um exemplo onde uma passagem dentro do eixo é fornecida em um eixo de acionamento conectado ao corpo de rotor.
As figuras 51(a) a 51(d) são vistas seccionais ilustrando exem- plos de uma configuração modificada de uma porta de conexão.
A figura 52 é uma vista frontal ilustrando um exemplo de um dis- positivo de agitação baseado na terceira modalidade. 5 Descrição de Modalidades Com referência aos desenhos anexos, várias modalidades da presente invenção serão agora descritas.
Primeira Modalidade Uma estrutura de um rotor de agitação 1 de acordo com uma 10 primeira modalidade da presente invenção será descrita a seguir.
A figura 1(a) é uma vista superior plana do rotor de agitação 1, e a figura 1(b) é uma vista frontal do rotor de agitação 1 (uma vista lateral é idêntica a isto). Tal como ilustrado nas figuras 1(a) e 1(b), o rotor de agitação 1 compreende um corpo de rotor de uma maneira geral de forma semiesférica 10, uma plurali- 15 dade das portas de entrada 12 fornecidas em uma superfície externa do cor- po de rotor 10, uma pluralidade das portas de saída 14 fornecidas na super- fície externa do corpo de rotor 10, e uma passagem de fluxo 16 formada dentro do corpo de rotor 10 para comunicar as portas de entrada 12 com as portas de saída 14. 20 Na primeira modalidade, o corpo de rotor 10 é configurado em uma forma de uma maneira geral semiesférica, especificamente, em uma forma onde uma superfície 10b de superfícies de bases opostas de um disco é formada como uma superfície esférica.
O corpo de rotor 10 tem uma parte de conexão 18 fornecida no centro da outra superfície de base 10a do mes- 25 mo para permitir que um eixo de acionamento 20 de uma unidade de acio- namento tal como um motor seja conectado a isto.
Assim, o rotor de agita- ção 1 é adaptado para ser girado em volta de um eixo de rotação definido por um eixo geométrico central C do corpo de rotor 10. Uma técnica para a conexão entre o eixo de acionamento 20 e a parte de conexão 18 pode ser 30 qualquer uma de dispositivos convencionais, tais como conexão de rosca ou conexão de encaixe.
Na primeira modalidade, uma parte do corpo de rotor 10 a não ser a passagem de fluxo 16 é configurada como uma estrutura sólida para fornecer resistência aprimorada para o corpo de rotor 10. Um material para formar o corpo de rotor 10 não é limitado particularmente, mas um material apropriado adequado para suas condições de uso, tal como metal, cerâmica, 5 resina, borracha ou madeira, pode ser empregado.
O corpo de rotor 10 na primeira modalidade é projetado com uma configuração simples e facilmente fabricável ou usinável, de maneira que se torna possível formar o corpo de rotor 10 a partir de uma grande variedade de materiais sem ser restringido por processos de produção. 10 As portas de entrada 12 são fornecidas na superfície de base 10b do corpo de rotor 10 em um lado oposto à parte de conexão 18. Na pri- meira modalidade, o número das portas de entrada 12 é quatro, em que as quatro portas de entrada 12 são dispostas lado a lado em um círculo tendo um centro no eixo geométrico central C, em relação de espaçadas igualmen- 15 te umas das outras, e cada uma das quatro portas de entrada 12 é formada na mesma direção que aquela do eixo geométrico central C.
As portas de saída 14 são fornecidas em uma superfície lateral 10c do corpo de rotor 10. Na primeira modalidade, o número das portas de saída 14 é quatro, em que cada uma das quatro portas de saída 14 é fornecida em uma posição para 20 fora em uma direção radial do corpo de rotor 10 (em uma direção centrífuga) (em uma posição longe do eixo geométrico central C em uma direção per- pendicular ao eixo geométrico central C) com relação a uma porta de entra- da correspondente das portas de entrada 12. Adicionalmente, cada uma das portas de saída 14 é formada em uma direção perpendicular ao eixo geomé- 25 trico central C.
A passagem de fluxo 16 é formada como uma passagem comu- nicando cada uma das portas de entrada 12 com uma porta de saída corres- pondente das portas de saída 14. Em outras palavras, na primeira modalida- de, o número das passagens de fluxo 16 formadas dentro do corpo de rotor 30 10 é quatro.
Cada uma das passagens de fluxo 16 é formada para se esten- der linearmente a partir da porta de entrada 12 ao longo do eixo geométrico central C, e então, após dobrar em um ângulo reto, se estender linearmente para fora na direção radial do corpo de rotor 10 para alcançar a porta de saí- da 14 correspondente.
Na primeira modalidade, cada uma das passagens de fluxo 16 é configurada exatamente como descrito para permitir que um conjunto com- 5 posto pela porta de entrada 12, a porta de saída 14 e a passagem de fluxo 16 seja facilmente formado por meio de uma operação de furação usando uma furadeira.
Especificamente, o conjunto composto pela porta de entrada 12, a porta de saída 14 e a passagem de fluxo 16 pode ser facilmente for- mado ao fazer um furo a partir de uma posição da porta de entrada 12 ao 10 longo do eixo geométrico central C, e fazer um furo a partir de uma posição da porta de saída 14 na direção do eixo geométrico central C.
Embora a passagem de fluxo 16 na primeira modalidade esteja configurada de tal ma- neira que uma seção transversal da mesma tem uma forma circular, a forma seccional transversal não está limitada a isto, mas pode ser qualquer outra 15 forma adequada tal como uma forma elíptica ou uma forma poligonal.
Uma operação do rotor de agitação 1 será descrita a seguir.
A figura 2(a) é uma vista superior plana ilustrando a operação do rotor de agitação 1, e a figura 2(b) é uma vista frontal ilustrando a operação do rotor de agitação 1. O rotor de agitação 1 é adaptado para ser acionado e girado 20 em volta do eixo geométrico central C pelo eixo de acionamento 20, dentro de uma substância agitável que é um fluido, a fim de mexer a substância agitável.
Ao girar o rotor de agitação 1 em uma condição em que ele está imerso em um fluido, uma parte do fluido entrando em cada uma das passa- 25 gens de fluxo 16 também é girada juntamente com o rotor de agitação 1. Então, uma força centrífuga é aplicada ao fluido dentro da passagem de flu- xo 16, e assim o fluido dentro da passagem de fluxo 16 flui na direção de um lado externo na direção radial do rotor de agitação 1, tal como ilustrado nas figuras 2(a) e 2(b). Cada uma das portas de saída 14 é fornecida mais exter- 30 namente na direção radial do corpo de rotor 10 do que uma porta de entrada correspondente das portas de entrada 12, de maneira que a força centrífuga se torna mais forte na porta de saída 14 do que na porta de entrada 12.
Assim, desde que o rotor de agitação 1 esteja sendo girado, o fluido flui da porta de entrada 12 na direção da porta de saída 14. Mais especificamente, o fluido dentro da passagem de fluxo 16 é jateado para fora pela porta de saída 14, e simultaneamente o fluido no lado de fora é sugado pela porta de 5 entrada 12 para dentro da passagem de fluxo 16. Consequentemente, um fluxo irradiando para fora da superfície lateral 10c com a porta de saída 14 e um fluxo direcionado para uma extremidade distal do rotor de agitação 1 com a porta de entrada 12 serão gerados no fluido em volta do rotor de agi- tação 1. 10 Adicionalmente, ao girar o rotor de agitação 1 em uma condição em que ele está imerso no fluido, uma parte do fluido adjacente a uma su- perfície externa do rotor de agitação 1 é girada juntamente com o rotor de agitação 1 pelo efeito de viscosidade.
Assim, uma força centrífuga também é aplicada ao fluido adjacente à superfície externa do rotor de agitação 1, de 15 maneira que o fluido adjacente à superfície externa flui para a superfície late- ral 10c ao longo da superfície externa do rotor de agitação 1, e se torna um fluxo acompanhado com o fluxo de jato da porta de saída 14, tal como ilus- trado nas figuras 2(a) e 2(b). Na primeira modalidade, a superfície de base 10b é formada 20 como uma superfície esférica, isto é, o corpo de rotor 10 é configurado em uma forma onde uma espessura axial do mesmo diminui gradualmente na direção do lado externo da direção radial, de maneira que ele torna possível combinar uniformemente um fluxo adjacente à superfície de base 10b do rotor de agitação 1 com o fluxo irradiando para fora da superfície lateral 10c. 25 Além do mais, com base na configuração da superfície de base 10b na for- ma indicada acima, uma parte do fluxo direcionado para a extremidade distal do rotor de agitação 1 pode ser guiada uniformemente para a superfície late- ral 10c ao longo da superfície de base 10b, e combinada com o fluxo irradi- ando para fora da superfície lateral 10c.
Isto torna possível gerar fluxos for- 30 tes no fluido circundante, de maneira que o rotor de agitação 1 se torna ca- paz de executar uma operação de agitação eficiente.
As figuras 3(a), 3(b), 4(a) e 4(b) são diagramas esquemáticos ilustrando exemplos de como o rotor de agitação 1 é usado.
Tal como ilus- trado nas figuras 3(a) a 4(b), o rotor de agitação 1 é usado em uma condição em que ele é conectado a um eixo de acionamento 20 de uma unidade de acionamento 30 tal como um motor, e imerso em uma substância agitável 50 5 que é um fluido contido em um recipiente 40. A unidade de acionamento 30 pode ser um tipo fixado ao recipiente 40, uma armação ou similar, ou pode ser um tipo adaptado para ser retido e operado manualmente por um usuário.
Ao girar o rotor de agitação 1 pela unidade de acionamento 30, um fluxo irradiando para fora do rotor de agitação 1 e um fluxo direcionado 10 para a extremidade distal do rotor de agitação 1 são gerados, tal como des- crito anteriormente.
Como resultado, tal como ilustrado nas figuras 3(a) e 3(b), fluxos de circulação confusa são gerados na substância agitável 50, de maneira que a substância agitável 50 será suficientemente agitada pelos fluxos de circulação.
Na primeira modalidade, o corpo de rotor 10 é configu- 15 rado de tal maneira que uma seção transversal do mesmo perpendicular à direção do eixo de rotação tem uma forma circular, isto é, configurado para se tornar livre de uma parte que colide com a substância agitável 50 durante a rotação, de maneira que ele torna possível quase eliminar uma força agin- do contra que de outro modo ocorreria durante início da rotação. 20 Em uma operação de dispersar uma substância estagnada acu- mulada no fundo do recipiente 40, a extremidade distal do rotor de agitação 1 pode ser deslocada para uma posição próxima ao fundo do recipiente 40, tal como ilustrado na figura 4(a). Isto torna possível puxar a substância es- tagnada pelas portas de entrada 12 e jateá-la para fora pelas portas de saí- 25 da 14 a fim de dispersar de forma suficiente a substância estagnada na substância agitável 50. Adicionalmente, em uma operação de dispersar uma substância estagnada acumulada em um canto do recipiente 40, a extremi- dade distal do rotor de agitação 1 pode ser deslocada para uma posição próxima ao canto do recipiente 40, tal como ilustrado na figura 4(b). Na pri- 30 meira modalidade, a superfície de base 10b é formada como uma superfície esférica, de maneira que as portas de entrada 12 podem ser deslocadas mesmo para uma posição nas proximidades um canto estreito.
Na primeira modalidade, o corpo de rotor 10 é configurado de tal maneira que uma seção transversal do mesmo perpendicular à direção do eixo de rotação tem uma forma circular, isto é, configurado para não ter ne- nhuma protuberância, de maneira que ele torna possível reduzir um risco em 5 que o rotor de agitação 1 ou o recipiente 40 é danificado ou lascado, mesmo se o rotor de agitação 1 se chocar contra uma superfície de parede do reci- piente 40. Assim, um usuário pode deslocar o rotor de agitação 1 para uma posição próxima à superfície de parede do recipiente 40 com um sentimento de segurança a fim de executar de forma suficiente a operação de agitação 10 por todo o recipiente 40. Além do mais, torna-se possível impedir que frag- mentos ou lascas do rotor de agitação 1 ou do recipiente 40, etc., sejam fa- cilmente misturadas na substância agitável 50. Na primeira modalidade, cada uma das portas de entrada 12 é fornecida em uma posição levemente para fora de um centro da extremidade 15 distal do rotor de agitação 1 (levemente para fora do eixo geométrico central C como o eixo de rotação) a fim de impedir que a porta de entrada 12 seja fechada mesmo quando a extremidade distal do rotor de agitação 1 é colo- cada em contato com a superfície de parede do recipiente 40. Isto torna possível operar de forma estável o rotor de agitação 1 mesmo em uma posi- 20 ção adjacente à superfície de parede do recipiente 40. Uma modificação do rotor de agitação 1 será descrita a seguir.
As figuras 5(a) e 5(b) são vistas frontais ilustrando exemplos de uma confi- guração modificada da passagem de fluxo 16. A figura 5(a) ilustra um exem- plo onde cada uma das passagens de fluxo 16 é configurada como uma 25 passagem curvada uniformemente.
Com base na configuração da passagem de fluxo 16 neste modo, uma resistência ao fluxo na passagem de fluxo 16 pode ser reduzida, de maneira que se torna possível fortalecer adicional- mente um fluxo a ser gerado pelo rotor de agitação 1, a fim de melhorar ca- pacidade de agitação.
Por exemplo, esta passagem de fluxo 16 modificada 30 pode ser formada ao produzir o corpo de rotor 10 por meio de fundição.
A figura 5(b) ilustra um exemplo onde cada uma das passagens de fluxo 16 é configurada em uma forma reta.
A passagem de fluxo 16 confi-
gurada neste modo também pode reduzir a resistência ao fluxo na mesma.
Além do mais, esta passagem de fluxo 16 modificada torna fácil executar limpeza de um lado de dentro da mesma.
As figuras 6(a) a 6(c) ilustram exemplos de uma configuração 5 modificada de uma porta de entrada 12, de uma porta de saída 14 e da passagem de fluxo 16, em que a figura 6(a) é uma vista superior plana do rotor de agitação 1, e as figuras 6(b) e 6(c) são vistas frontais do rotor de agitação 1. A figura 6(a) ilustra um exemplo onde cada uma das portas de 10 saída 14 é disposta deslocada em uma direção de rotação do rotor de agita- ção 1 de uma tal maneira que uma região de uma passagem de fluxo cor- respondente das passagens de fluxo 16 em relação contínua para a porta de saída 14 é configurada para formar um ângulo com relação à direção radial do rotor de agitação 1. Com base em mudar uma orientação da porta de sa- 15 ída 14 neste modo, por exemplo, quando o rotor de agitação 1 é girado no sentido anti-horário indicado na figura 6(a), um fluxo de jato da porta de saí- da 14 pode ser formado uniformemente.
Por outro lado, quando o rotor de agitação 1 é girado no sentido horário indicado na figura 6(a), o fluxo de jato da porta de saída 14 pode ser levado para um estado turbulento.
Em outras 20 palavras, nesta modificação, o arranjo e orientação da passagem de fluxo 16 e da porta de saída 14 são estabelecidos de forma apropriada, dependendo de propósitos pretendidos do rotor de agitação, de maneira que se torna possível obter um fluxo ideal para agitação eficiente.
A figura 6(b) ilustra um exemplo onde cada uma das portas de 25 saída 14 é disposta deslocada na direção do eixo de rotação de uma tal ma- neira que uma região de uma passagem de fluxo correspondente das pas- sagens de fluxo 16 em relação contínua para a porta de saída 14 é configu- rada para ser orientada no lado da extremidade distal (lado de extremidade distal) do rotor de agitação 1. Com base em orientar a porta de saída 14 no 30 lado de extremidade distal neste modo, um fluxo na direção de um nível de fluido pode ser enfraquecido, de maneira que se torna possível reduzir açoi- tamento, carreamento de bolhas de gás ou similar por causa de fluxos fortes ou turbulências adjacentes ao nível de fluido.
Alternativamente, a porta de saída 14 pode ser orientada no lado do eixo de acionamento (lado de eixo de acionamento) para permitir intencionalmente que um gás fora de um flui- do seja arrastado para o fluido. 5 A figura 6(c) ilustra um exemplo onde a porta de entrada 12 é fornecida com relação à porta de saída 14 correspondente em relação de uma para pluralidade, em que a passagem de fluxo 16 é configurada para se estender a partir da uma porta de entrada 12 e então ramificar na direção da pluralidade das portas de saída 14. Desta maneira, a porta de entrada 12 10 pode ser fornecida como uma porta comum para a pluralidade das portas de saída 14. Neste caso, uma área seccional transversal de uma região comum 16a da passagem de fluxo 16 pode ser estabelecida para ser igual ou apro- ximadamente igual a uma soma das respectivas áreas seccionais transver- sais de uma pluralidade das regiões ramificadas 16b da passagem de fluxo 15 16, a fim de evitar que uma taxa de fluxo se torne menor em cada uma das regiões ramificadas 16b.
Isto torna possível impedir que uma substância es- tagnada seja acumulada na passagem de fluxo 16. As figuras 7(a), 7(b), 8(a) e 8(b) são vistas frontais ilustrando e- xemplos de uma forma modificada do corpo de rotor 10. A figura 7(a) ilustra 20 um exemplo onde o corpo de rotor 10 é configurado em uma forma esférica, e a figura 7(b) ilustra um exemplo onde o corpo de rotor 10 é configurado em uma forma elipsoidal.
O corpo de rotor 10 pode ter qualquer outra forma (por exemplo, uma forma de coluna circular ou uma forma de disco) desde que ele seja configurado de tal maneira que uma seção transversal do mesmo 25 perpendicular à direção do eixo de rotação tenha uma forma circular.
Entre- tanto, a fim de permitir que um fluxo adjacente à superfície externa do corpo de rotor 10 seja formado uniformemente como um fluxo acompanhado por um fluxo de jato da porta de saída 14, é preferível empregar uma forma onde uma espessura do corpo de rotor 10 na direção do eixo de rotação diminui 30 gradualmente na direção do lado externo na direção radial, tal como ilustra- do nas figuras 7(a) ou 7(b). Particularmente, é preferível reduzir a espessura na direção do eixo de rotação por inteiro, tal como ilustrado na figura 7(b).
Neste caso, torna-se possível fortalecer adicionalmente o fluxo irradiando para fora do rotor de agitação 1. A expressão "forma esférica" na presente invenção representa um amplo conceito que inclui uma forma compreendida de uma parte de 5 uma esfera, e uma forma similar a uma esfera.
A expressão "forma elipsoi- dal" na presente invenção representa um amplo conceito que inclui uma forma compreendida de uma parte de uma elipsoide, e uma forma similar a uma elipsoide.
A figura 8(a) ilustra um exemplo onde o corpo de rotor 10 é con- 10 figurado em uma forma onde uma espessura do mesmo na direção do eixo de rotação diminui gradualmente na direção do lado externo na direção radi- al e ao longo de uma curva cavada.
Com base nesta forma, uma parte de um fluxo direcionado para as portas de entrada 12 e de um fluxo do lado do eixo de rotação podem ser guiadas uniformemente ao longo da superfície 15 externa do corpo de rotor 10 e formadas como um fluxo acompanhado por um fluxo de jato da porta de saída 14, de maneira que se torna possível ge- rar um fluxo mais forte.
A figura 8(b) ilustra um exemplo onde o corpo de rotor 10 é con- figurado em uma forma onde uma espessura de uma parte do mesmo na 20 direção do eixo de rotação diminui gradualmente na direção do lado externo na direção radial.
Neste caso, a parte tendo uma espessura decrescente pode ser fornecida externamente na direção radial com relação à parte re- manescente tendo uma espessura constante.
Alternativamente, a parte ten- do uma espessura constante pode ser fornecida externamente na direção 25 radial com relação à parte tendo uma espessura decrescente.
Além da configuração da forma do corpo de rotor 10, a superfície externa do corpo de rotor 10 pode ser ajustada para ter uma aspereza apro- priada ou fabricada em uma superfície côncavo-convexa ou com cavidades, para controlar mais exatamente fluxos em volta do rotor de agitação 1. Adi- 30 cionalmente, uma maçã, uma bola de futebol ou similar pode ser pintada na superfície externa do corpo de rotor 10 configurado, por exemplo, em uma forma esférica, para melhorar qualidade estética.
A figura 9(a) é uma vista frontal ilustrando um exemplo onde a porta de entrada 12 é fornecida no lado de eixo de acionamento.
Mais espe- cificamente, a figura 9(a) ilustra um exemplo onde duas das quatro portas de entrada são fornecidas na superfície de base 10a no lado de eixo de acio- 5 namento.
Tal como nesta modificação, a pluralidade das portas de entrada 12 pode ser disposta de tal maneira que uma parte da mesma é fornecida no lado de extremidade distal e uma parte remanescente da mesma é fornecida no lado de eixo de acionamento.
Alternativamente, dependendo de propósi- tos pretendidos, todas as portas de entrada 12 podem ser fornecidas no lado 10 de eixo de acionamento.
Com base em estabelecer de forma apropriada o arranjo das portas de entrada 12, um fluxo ideal para um propósito pretendido pode ser gerado.
Adicionalmente, as portas de entrada 12 no lado de eixo de acio- namento podem ser deslocadas para uma posição próxima de um nível do 15 fluido a fim de puxar um gás que esteja fora do fluido para incorporar posi- tivamente o gás externo ao fluido.
Isto torna possível permitir que um gás seja dissolvido no fluido ou permitir que bolhas de gás sejam arrastadas no fluido.
A figura 9(b) é uma vista frontal ilustrando um exemplo onde o 20 rotor de agitação 1 é provido com uma porta de sucção de gás 13 para puxar um gás que esteja fora do fluido, e uma passagem de gás 17 comunicando a porta de sucção de gás 13 com a porta de saída 14. Mais especificamente, a figura 9(b) ilustra um exemplo onde duas portas de sucção de gás 13 são fornecidas em uma região de superfície ao lado do eixo de acionamento do 25 corpo de rotor 10 configurado em uma forma esférica, e uma passagem de gás 17 é formada dentro do corpo de rotor 10 para comunicar cada uma das portas de sucção de gás 13 com uma porta de saída correspondente das portas de saída 14 por meio de uma passagem de fluxo correspondente das passagens de fluxo 16. Nesta modificação, em uma condição em que o cor- 30 po de rotor 10 provido com as portas de sucção de gás 13 e as passagens de gás 17 é colocado em uma disposição onde as portas de sucção de gás 13 ficam expostas para um lado de fora do fluido, o rotor de agitação 1 é gi-
rado.
Isto torna fácil permitir que um gás seja dissolvido no fluido ou permitir que bolhas de gás sejam arrastadas no fluido.
Neste caso, cada uma das portas de sucção de gás 13 é forne- cida em uma posição mais para dentro na direção radial (mais próxima do 5 eixo de rotação) do que uma porta de entrada correspondente das portas de entrada 12, de maneira que se torna possível incorporar de forma eficiente um gás ao fluido enquanto impedindo fluxo de saída do fluido pelas portas de sucção de gás 13. Em vez de comunicar a passagem de gás 17 com a porta de saída 14 para jatear para fora o fluido, a passagem de gás 17 pode 10 se comunicar com uma porta de saída dedicada que seja fornecida adicio- nalmente no corpo de rotor 10 para jatear para fora um gás do fluido.
As figuras 10(a) e 10(b) são vistas frontais ilustrando exemplos onde o rotor de agitação 1 é configurado para ser capaz de capturar subs- tâncias estranhas.
A figura 10(a) ilustra um exemplo onde um filtro 60 para 15 capturar substâncias estranhas tais como partículas estranhas é fornecido em cada uma das passagens de fluxo 16 em uma posição adjacente a uma porta de saída correspondente das portas de saída 14. Com base em inter- por o filtro 60 na passagem de fluxo 16 neste modo, agitação do fluido e re- moção de substâncias estranhas contidas no fluido podem ser executadas 20 simultaneamente.
O filtro 60 pode ser feito de um material adequado para um propósito pretendido, tal como malha de fios ou esponja.
Uma posição para instalar o filtro 60 não está limitada à posição ilustrada na figura 10(a), mas pode ser qualquer outra posição adequada.
A figura 10(b) ilustra um exemplo onde, no corpo de rotor indica- 25 do acima onde a porta de entrada 12 é fornecida como uma porta comum tal como descrito anteriormente, uma parte côncava 62 para capturar substân- cias estranhas é formada em uma parede periférica interna da região comum 16a da passagem de fluxo 16. No corpo de rotor onde a porta de entrada 12 é fornecida como uma porta comum, o fluido atravessando a região comum 30 16a da passagem de fluxo 16 é formado como um fluxo redemoinhado de acordo com a rotação do rotor de agitação 1. Assim, com base em formar a parte côncava 62 na parede periférica interna da região comum 16a da pas-
sagem de fluxo 16, substâncias estranhas no fluido podem ser capturadas dentro da parte côncava 62 pelo mesmo mecanismo que o de separação centrífuga.
O filtro 60 pode ser fornecido dentro da parte côncava 62 para permitir que as substâncias estranhas capturadas sejam retidas com segu- 5 rança na parte côncava 62. Um dispositivo de agitação 2 formado ao acoplar uma pluralidade dos rotores de agitação 1 será descrito a seguir.
As figuras 11(a) e 11(b) são vistas frontais ilustrando exemplos do dispositivo de agitação 2. Mais especifi- camente, a figura 11(a) ilustra um exemplo onde os três rotores de agitação 1 10 são acoplados conjuntamente por meio do eixo de acionamento, e a figura 11(b) ilustra um exemplo onde os dois rotores de agitação 1 são acoplados integralmente de forma conjunta.
Tal como ilustrado nas figuras 11(a) e 11(b), a pluralidade dos rotores de agitação 1 é acoplada conjuntamente na direção do eixo de rotação, de maneira que se torna possível melhorar adicionalmente 15 a capacidade de agitação.
Isto é efetivo, particularmente, quando um fluido a ser agitado tem uma grande profundidade.
O dispositivo de agitação 2 ilustra- do na figura 11(b) pode ser usado para puxar um gás que esteja fora do fluido pelas portas de entrada 12 no lado de eixo de acionamento.
Neste caso, o gás pode ser incorporado de forma mais eficiente ao fluido. 20 Com base em acoplar a pluralidade dos rotores de agitação 1, o dispositivo de agitação 2 pode ser concretizado em uma forma tendo alta qualidade estética.
Por exemplo, o dispositivo de agitação 2 ilustrado na figu- ra 11(b) pode ser pintado como um boneco de neve para aprimorar comerci- alidade como um batedor de ovos doméstico. 25 Tal como descrito anteriormente, o rotor de agitação 1 de acordo com a primeira modalidade compreende: um corpo de rotor 10 configurado de tal maneira que uma seção transversal do mesmo perpendicular a uma direção de um eixo de rotação do mesmo tem uma forma circular; uma porta de entrada 12 fornecida em uma superfície externa do corpo de rotor 10; 30 uma porta de saída 14 fornecida na superfície externa do corpo de rotor 10 em uma posição mais para fora em uma direção radial (direção centrífuga) do que a porta de entrada 12; e uma passagem de fluxo comunicando a por-
ta de entrada 12 com a porta de saída 14. Assim, o rotor de agitação 1 pode ser produzido em um custo muito menor que o de um impulsor ou similar, enquanto assegurando sufici- ente capacidade de agitação.
Além do mais, o corpo de rotor 10 é configura- 5 do de tal maneira que uma seção transversal do mesmo perpendicular à di- reção do eixo de rotação tem uma forma circular.
Assim, torna-se possível eliminar uma força agindo contra durante início da rotação, e permitir que dano, raspagem ou similar do rotor de agitação 1 ou de um recipiente con- tendo uma substância agitável se torne menos provável de ocorrer mesmo 10 se o rotor de agitação 1 se chocar contra o recipiente ou similar.
Isto torna possível executar uma operação de agitação em um modo seguro e eficien- te, independente de propósitos pretendidos.
Adicionalmente, com base em configurar o corpo de rotor 10 de tal maneira que a seção transversal do mesmo perpendicular à direção do 15 eixo de rotação tenha uma forma circular, a ocorrência de desequilíbrio com relação ao eixo de rotação pode ser minimizada.
Assim, diferentemente de um impulsor ou similar que provavelmente causa desequilíbrio, torna-se possível quase eliminar vibração, sacudida ou similar que de outro modo ocorreriam durante a rotação. 20 Na primeira modalidade, o corpo de rotor 10 é configurado em uma forma onde uma espessura do mesmo na direção do eixo de rotação diminui gradualmente na direção de um lado externo na direção radial (dire- ção centrífuga). Assim, um fluxo adjacente à superfície externa do corpo de rotor 10 pode ser formado uniformemente como um fluxo acompanhado por 25 um fluxo de jato da porta de saída 14. Isto torna possível gerar um fluxo mais forte a fim de melhorar adicionalmente capacidade de agitação.
Na primeira modalidade, o corpo de rotor 10 é configurado em uma forma de coluna circular ou de disco onde pelo menos uma das superfí- cies de bases opostas do mesmo é formada como uma forma esférica.
Isto 30 torna possível gerar um fluxo forte, e permitir que a porta de entrada 12 seja deslocada para uma posição próxima a uma área estreita, tal como um canto do recipiente, a fim de puxar uma substância estagnada.
Em outras pala-
vras, torna-se possível executar de forma suficiente a operação de agitação por todo o recipiente.
O corpo de rotor 10 pode ser configurado em uma for- ma esférica ou elipsoidal.
Na primeira modalidade, o rotor de agitação 1 inclui uma plurali- 5 dade das portas de saída 14, em que a porta de entrada 12 e a passagem de fluxo 16 são fornecidas com relação a uma respectiva porta de saída da pluralidade das portas de saída 14. Assim, uma taxa de fluxo na passagem de fluxo 16 pode ser mantida em um valor alto de forma apropriada.
Isto tor- na possível impedir deterioração na capacidade de agitação por causa de 10 acúmulo de substâncias estagnadas dentro da passagem de fluxo 16. Na primeira modalidade, a porta de entrada 12 é fornecida em um lado oposto a um eixo de acionamento 20 a ser conectado ao corpo de rotor 10 a fim de girar o corpo de rotor 10. Isto torna possível puxar uma substância estagnada no fundo do recipiente a fim de executar uma opera- 15 ção de agitação segura livre de desigualdade.
Além do mais, torna-se possí- vel executar a operação de agitação sem desestabilizar um nível da subs- tância agitável.
Na primeira modalidade, a porta de entrada 12 é fornecida no lado externo na direção radial (direção centrífuga) com relação ao eixo de 20 rotação (eixo geométrico central C). Assim, mesmo se o rotor de agitação 1 for deslocado para uma posição próxima a uma superfície de parede do re- cipiente, torna-se possível evitar uma situação onde o rotor de agitação 1 puxando é colocado em contato com a superfície de parede e assim a porta de entrada 12 é fechada.
Isto torna possível executar uma operação de agi- 25 tação estável mesmo nos casos onde o rotor de agitação 1 é operado ma- nualmente.
O rotor de agitação 1 pode compreender adicionalmente uma porta de sucção de gás 13 para puxar um gás que esteja fora da substância agitável, e uma passagem de gás 17 comunicando a porta de sucção de gás 30 13 com a porta de saída 14. Isto torna possível permitir que bolhas de gás sejam arrastadas facilmente na substância agitável.
O dispositivo de agitação 2 baseado na primeira modalidade compreende a pluralidade dos rotores de agitação 1 dispostos na direção do eixo de rotação.
Isto torna possível melhorar adicionalmente a capacidade de agitação e melhorar a qualidade estética.
Embora a primeira modalidade tenha sido descrita com base em 5 um exemplo onde a espessura do corpo de rotor 10 na direção do eixo de rotação diminui gradualmente na direção do lado externo na direção radial, a presente invenção não está limitada a isto.
Por exemplo, dependendo de propriedades de um fluido como uma substância agitável, tal como viscosi- dade, e propósitos pretendidos de agitação, o corpo de rotor 10 pode ser 10 configurado em uma forma de disco ou de coluna circular ou similar sem uma parte onde uma espessura do mesmo na direção do eixo de rotação diminui gradualmente na direção do lado externo na direção radial.
Segunda Modalidade Uma estrutura de um rotor de agitação 100 de acordo com uma 15 segunda modalidade da presente invenção será descrita a seguir.
A figura 12(a) é uma vista superior plana do rotor de agitação 100. A figura 12(b) é uma vista frontal do rotor de agitação 100 (uma vista lateral é idêntica a isto), e a figura 12(c) é uma vista inferior do rotor de agitação 100. Tal como ilus- trado nas figuras 12(a) a 12(c), o rotor de agitação 100 compreende um cor- 20 po de rotor na forma colunar 110, uma pluralidade das portas de entrada 112 fornecidas em uma superfície externa do corpo de rotor 110 (uma superfície inferior 110b), uma pluralidade das portas de saída 114 fornecidas na super- fície externa do corpo de rotor 110 (uma superfície lateral 110c), e uma pas- sagem de fluxo 116 formada dentro do corpo de rotor 110 para comunicar as 25 portas de entrada 112 com as portas de saída 114. O corpo de rotor 110 é configurado em uma forma de coluna de 12 faces onde doze segmentos convexos 110d são fornecidos em uma su- perfície periférica externa (a superfície lateral 110c) de uma coluna circular (os detalhes serão descritos mais tarde). O corpo de rotor 110 tem uma par- 30 te de conexão 118 fornecida no centro de uma superfície superior 110a do mesmo para permitir que um eixo de acionamento 20 de uma unidade de acionamento tal como um motor seja conectado a isto.
Assim, o rotor de agi-
tação 100 é adaptado para ser girado em volta de um eixo de rotação defini- do por um eixo geométrico central C do corpo de rotor 110. Uma técnica pa- ra a conexão entre o eixo de acionamento 20 e a parte de conexão 118 pode ser qualquer uma de dispositivos convencionais, tais como conexão de rosca 5 ou conexão de encaixe.
Na segunda modalidade, uma parte do corpo de rotor 110 a não ser a passagem de fluxo 116 é configurada como uma estrutura sólida para fornecer resistência aprimorada para o corpo de rotor 110. Um material para formar o corpo de rotor 110 não está limitado particularmente, mas um mate- 10 rial apropriado adequado para suas condições de uso, tal como metal, cerâ- mica, resina, borracha ou madeira, pode ser empregado.
O corpo de rotor 110 na primeira modalidade é projetado em uma configuração simples e fa- cilmente fabricável ou usinável, de maneira que se torna possível formar o corpo de rotor 110 a partir de uma grande variedade de materiais sem ser 15 restringido por processos de produção.
Com base em configurar o corpo de rotor 110 em uma forma sim- ples como esta, a ocorrência de desequilíbrio com relação ao eixo de rotação pode ser minimizada.
Assim, diferentemente de um impulsor ou similar que provavelmente causaria desequilíbrio, torna-se possível quase eliminar vibra- 20 ção, sacudida ou similar que de outro modo ocorreria durante a rotação.
As portas de entrada 112 são fornecidas na superfície inferior 110b do corpo de rotor 110 (região de superfície em um lado oposto à parte de conexão 118). Na segunda modalidade, o número das portas de entrada 112 é quatro, em que as quatro portas de entrada 112 são dispostas lado a 25 lado em um círculo tendo um centro no eixo geométrico central C, em rela- ção de espaçadas igualmente umas das outras, e cada uma das quatro por- tas de entrada 112 é formada na mesma direção que aquela do eixo geomé- trico central C.
As portas de saída 114 são fornecidas na superfície lateral 110c do corpo de rotor 110. Mais especificamente, na segunda modalidade, 30 o número das portas de saída 114 é quatro, em que cada uma das quatro portas de saída 114 é fornecida em uma posição mais para fora em uma direção centrífuga a partir do eixo geométrico central C do corpo de rotor 110
(em uma posição mais distante do eixo geométrico central C em uma dire- ção perpendicular ao eixo geométrico central C) do que uma porta de entra- da correspondente das portas de entrada 112. Adicionalmente, cada uma das portas de saída 114 é formada em uma direção perpendicular ao eixo 5 geométrico central C.
A passagem de fluxo 116 é formada como uma passagem co- municando cada uma das portas de entrada 112 com uma porta de saída correspondente das portas de saída 114. Em outras palavras, na segunda modalidade, o número das passagens de fluxo 116 formadas dentro do cor- 10 po de rotor 110 é quatro.
Cada uma das passagens de fluxo 116 é formada para se estender linearmente a partir da porta de entrada 112 ao longo do eixo geométrico central C, e então, após dobrar em um ângulo reto, se es- tender linearmente na direção centrífuga do corpo de rotor 110 para alcançar a porta de saída 114 correspondente. 15 Na segunda modalidade, cada uma das passagens de fluxo 116 é configurada exatamente como descrito para permitir que um conjunto composto pela porta de entrada 112, a porta de saída 114 e a passagem de fluxo 116 seja facilmente formado por meio de uma operação de furação u- sando uma furadeira.
Especificamente, o conjunto composto pela porta de 20 entrada 112, a porta de saída 114 e a passagem de fluxo 116 pode ser fa- cilmente formado ao fazer um furo a partir de uma posição da porta de en- trada 112 ao longo do eixo geométrico central C, e fazer um furo a partir de uma posição da porta de saída 114 na direção do eixo geométrico central C.
Embora a passagem de fluxo 116 na segunda modalidade esteja configura- 25 da de tal maneira que uma seção transversal da mesma tem uma forma cir- cular, a forma seccional transversal não está limitada a isto, mas pode ser qualquer outra forma adequada tal como uma forma elíptica ou uma forma poligonal.
Uma operação do rotor de agitação 100 será descrita a seguir.
A 30 figura 13(a) é uma vista superior plana ilustrando a operação do rotor de agi- tação 100, e a figura 13(b) é uma vista seccional ilustrando a operação do rotor de agitação 100. O rotor de agitação 100 é adaptado para ser acionado e girado em volta do eixo geométrico central C pelo eixo de acionamento 20, dentro de uma substância agitável que é um fluido, a fim de mexer a subs- tância agitável.
Ao girar o rotor de agitação 100 em uma condição em que ele 5 está imerso em um fluido, uma parte do fluido entrando em cada uma das passagens de fluxo 116 também é girada juntamente com o rotor de agita- ção 100. Então, uma força centrífuga é aplicada ao fluido dentro da passa- gem de fluxo 116, e assim o fluido dentro da passagem de fluxo 116 flui na direção centrífuga do rotor de agitação 100, tal como ilustrado nas figuras 10 13(a) e 13(b). Cada uma das portas de saída 114 é fornecida mais externa- mente na direção centrífuga do corpo de rotor 110 do que uma porta de en- trada correspondente das portas de entrada 112, de maneira que a força centrífuga se torna mais forte na porta de saída 114 do que na porta de en- trada 112. Assim, desde que o rotor de agitação 100 esteja sendo girado, o 15 fluido flui da porta de entrada 112 na direção da porta de saída 114. Mais especificamente, o fluido dentro da passagem de fluxo 116 é jateado para fora pela porta de saída 114, e simultaneamente o fluido no lado de fora é sugado pela porta de entrada 112 para dentro da passagem de fluxo 116. Consequentemente, um fluxo irradiando para fora da superfície lateral 110c 20 com a porta de saída 114 e um fluxo direcionado para a superfície inferior 110b com a porta de entrada 112 serão gerados no fluido em volta do rotor de agitação 100. Adicionalmente, ao girar o rotor de agitação 100 em uma condi- ção em que ele está imerso no fluido, fluxos redemoinhados ou turbulentos 25 são gerados no fluido em volta do rotor de agitação 100 pelos segmentos convexos 110d fornecidos na superfície lateral 110c.
Juntamente com a ro- tação do rotor de agitação 100, os fluxos redemoinhados ou turbulentos são integrados com fluxos das portas de saída 114, de maneira que fluxos mais confusos (fluxos turbulentos) serão gerados no fluido em volta do rotor de 30 agitação 100. Tal como indicado anteriormente, na segunda modalidade, ba- seado em um efeito sinérgico dos influxos do fluido para dentro das portas de entrada 112, dos fluxos de saída do fluido pelas portas de saída 114 e dos fluxos redemoinhados ou turbulentos pelos segmentos convexos 110d, fluxos confusos (fluxos turbulentos) podem ser gerados no fluido em volta do rotor de agitação 100 a fim de obter uma capacidade de agitação não con- 5 vencional.
Na segunda modalidade, com base em fornecer os doze seg- mentos convexos 110d, o corpo de rotor 110 é configurado em uma forma de coluna de 12 faces, isto é, uma forma periférica externa de uma seção transversal do corpo de rotor 110 perpendicular ao eixo geométrico central 10 (eixo de rotação) é configurada como uma forma poligonal de 12 lados.
Al- ternativamente, o corpo de rotor 110 pode ser configurado em qualquer outra forma de coluna de múltiplas faces, dependendo de viscosidade ou de outra propriedade da substância agitável, etc.
Entretanto, nos casos onde o corpo de rotor 110 é configurado em uma forma de coluna de múltiplas faces, o 15 número de faces preferivelmente é estabelecido para 12 ou mais, mais pre- ferivelmente para 16 ou mais, preferivelmente de modo particular para 18 ou mais, em virtude de a forma máxima evitar colisão do corpo de rotor 110 com o fluido circundante (substância agitável), e não ter protuberância agu- çada. 20 Na segunda modalidade, uma área seccional transversal da por- ta de entrada 112 (área seccional transversal da porta de entrada 112 per- pendicular a um fluxo passando através dela) é estabelecida para ser apro- ximadamente igual a uma área seccional transversal da porta de saída 114 (área seccional transversal da porta de saída 114 perpendicular a um fluxo 25 passando através dela). Alternativamente, as duas áreas seccionais trans- versais podem ser estabelecidas para serem diferentes uma da outra, de- pendendo de propósitos pretendidos do rotor de agitação 100, etc.
Entretan- to, a fim de permitir que o fluido flua uniformemente através da passagem de fluxo 116 sem estagnação a fim de obter uma capacidade de agitação efeti- 30 va, uma razão da área seccional transversal da porta de entrada 112 (área seccional transversal da porta de entrada 112 perpendicular a um fluxo pas- sando através dela) para a área seccional transversal da porta de saída 114
(área seccional transversal da porta de saída 114 perpendicular a um fluxo passando através dela) preferivelmente é estabelecida em uma faixa de 1/3 para 3, mais preferivelmente em uma faixa de 1/2 para 2, preferivelmente de modo particular em uma faixa de 5/6 a 1,2. 5 As figuras 14(a) e 14(b) são diagramas esquemáticos ilustrando um exemplo de como o rotor de agitação 100 é usado.
Tal como ilustrado nas figuras 14(a) a 14(b), o rotor de agitação 100 é usado em uma condição em que ele é conectado a um eixo de acionamento 20 de uma unidade de acionamento 30 tal como um motor, e imerso em um material agitável 50 10 que é um fluido contido em um recipiente 40. A unidade de acionamento 30 pode ser um tipo fixado ao recipiente 40, uma armação ou similar, ou pode ser um tipo adaptado para ser retido e operado manualmente por um usuá- rio.
Ao girar o rotor de agitação 100 pela unidade de acionamento 15 30, um fluxo irradiando para fora da superfície lateral 110c do rotor de agita- ção 100 e um fluxo direcionado para uma extremidade distal do rotor de agi- tação 100 (a superfície inferior 110b em um lado oposto ao eixo de aciona- mento 20) são gerados, tal como descrito anteriormente.
Adicionalmente, fluxos redemoinhados ou turbulentos são gerados nas proximidades da su- 20 perfície lateral 110c do rotor de agitação 100. Como resultado, tal como ilus- trado nas figuras 14(a) e 14(b), fluxos de circulação confusos são gerados na substância agitável 50, de maneira que a substância agitável 50 é agitada de forma suficiente de acordo com os fluxos de circulação.
Em uma opera- ção de dispersar uma substância estagnada acumulada no fundo do recipi- 25 ente 40, a extremidade distal do rotor de agitação 100 pode ser deslocada para uma posição próxima ao fundo do recipiente 40. Isto torna possível pu- xar para cima a substância estagnada pelas portas de entrada 112 e jateá-la para fora pelas portas de saída 114 a fim de dispersar de forma suficiente a substância estagnada na substância agitável 50. 30 Na segunda modalidade, o corpo de rotor 110 é configurado em uma forma de coluna de 12 faces, isto é, configurada para reduzir colisão com a substância agitável 50 durante a rotação, de maneira que se torna possível quase eliminar uma força agindo contra que de outro modo ocorre- ria durante início da rotação. Além do mais, diferentemente de um impulsor ou similar, o corpo de rotor 110 não tem protuberância aguçada, de maneira que se torna possível reduzir um risco em que o rotor de agitação 100 ou o 5 recipiente 40 é danificado ou raspado, mesmo se o rotor de agitação 100 se chocar contra uma superfície de parede do recipiente 40. Assim, um usuário pode deslocar o rotor de agitação 100 para uma posição próxima à superfí- cie de parede do recipiente 40 com um sentimento de segurança a fim de executar de forma suficiente a operação de agitação por todo o recipiente 10 40. Além do mais, torna-se possível impedir que fragmentos ou lascas do rotor de agitação 100 ou do recipiente 40, etc., sejam facilmente misturados na substância agitável 50. Uma modificação do rotor de agitação 100 será descrita a se- guir. 15 As figuras 15 a 17 ilustram exemplos de uma configuração modi- ficada da porta de entrada 112, a porta de saída 114 e a passagem de fluxo
116. A figura 15(a) é uma vista frontal ilustrando um exemplo onde cada uma das passagens de fluxo 116 é configurada como uma passagem 20 curvada uniformemente. Com base em configurar a passagem de fluxo 116 neste modo, uma resistência ao fluxo na passagem de fluxo 116 pode ser reduzida, de maneira que se torna possível fortalecer adicionalmente um fluxo a ser gerado pelo rotor de agitação 100, a fim de melhorar capacidade de agitação. Por exemplo, esta passagem de fluxo 116 modificada pode ser 25 formada ao produzir o corpo de rotor 110 por meio de fundição. A figura 15(b) é uma vista frontal ilustrando um exemplo onde cada uma das passagens de fluxo 116 é configurada em uma forma reta. A passagem de fluxo 116 configurada neste modo também pode reduzir a re- sistência ao fluxo na mesma. Além do mais, esta passagem de fluxo 116 30 modificada torna fácil executar limpeza de um lado de dentro da mesma. A figura 15(c) é uma vista frontal ilustrando um exemplo onde a porta de entrada 112 é fornecida com relação à porta de saída 114 corres-
pondente em relação de uma para pluralidade, em que a passagem de fluxo 116 é configurada para se estender a partir da uma porta de entrada 112 e então ramificar na direção da pluralidade das portas de saída 114. Tal como nesta modificação, a porta de entrada 112 pode ser fornecida como uma 5 porta comum para a pluralidade das portas de saída 114. Neste caso, a fim de permitir que um fluido (substância agitável) flua uniformemente através da passagem de fluxo 116 sem estagnação a fim de obter uma capacidade de agitação efetiva, uma razão de uma área seccional transversal da porta de entrada 112 (área seccional transversal da porta de entrada 112 perpendicu- 10 lar a um fluxo passando através dela) para uma soma das respectivas áreas seccionais transversais das portas de saída 114 (áreas seccionais transver- sais das portas de saída 114 perpendiculares a um fluxo passando através delas) preferivelmente é estabelecida em uma faixa de 1/3 para 3, mais pre- ferivelmente em uma faixa de 1/2 para 2, preferivelmente de modo particular 15 em uma faixa de 5/6 para 1,2. A figura 16(a) é uma vista superior plana ilustrando um exemplo onde cada uma das portas de saída 114 é disposta deslocada em uma dire- ção de rotação do rotor de agitação 100 de uma tal maneira que uma região de uma passagem de fluxo correspondente das passagens de fluxo 116 em 20 relação contínua para a porta de saída 114 é configurada para formar um ângulo com relação à direção centrífuga do rotor de agitação 100. Com base em mudar uma orientação da porta de saída 114 neste modo, por exemplo, quando o rotor de agitação 100 é girado no sentido anti-horário indicado (pe- la seta L) na figura 16(a), um fluxo de jato da porta de saída 114 pode ser 25 gerado uniformemente.
Por outro lado, quando o rotor de agitação 100 é gi- rado no sentido horário indicado (pela seta R) na figura 16(a), o fluxo de jato da porta de saída 114 pode ser levado para um estado turbulento.
Em outras palavras, nesta modificação, o arranjo e orientação da passagem de fluxo 116 e da porta de saída 114 são estabelecidos de forma apropriada, depen- 30 dendo de propósitos pretendidos do rotor de agitação, de maneira que se torna possível obter um fluxo ideal para agitação eficiente.
A figura 16(b) é uma vista frontal ilustrando um exemplo onde cada uma das portas de saída 114 é disposta deslocada na direção do eixo de rotação de uma tal maneira que uma região de uma passagem de fluxo correspondente das passagens de fluxo 116 em relação contínua para a por- ta de saída 114 é configurada para ser orientada no lado da extremidade 5 distal (lado de extremidade distal) do rotor de agitação 100 (em um lado o- posto ao eixo de acionamento 20). Com base em orientar a porta de saída 114 no lado de extremidade distal exatamente como descrito, um fluxo na direção de um nível de fluido pode ser enfraquecido, de maneira que se tor- na possível reduzir açoitamento, carreamento de bolhas de gás ou similar 10 por causa de fluxos fortes ou turbulências adjacentes ao nível de fluido.
A figura 16(c) é uma vista frontal ilustrando um exemplo onde cada uma das portas de saída 114 é disposta deslocada na direção do eixo de rotação de uma tal maneira que uma região de uma passagem de fluxo correspondente das passagens de fluxo 116 em relação contínua para a por- 15 ta de saída 114 é configurada para ser orientada no lado do eixo de aciona- mento (lado de eixo de acionamento). Neste caso, mesmo se o rotor de agi- tação 100 for girado em uma posição de profundidade distante do nível de fluido, a substância agitável total pode ser agitada de forma suficiente.
Adi- cionalmente, com base em gerar um fluxo orientado na direção do nível de 20 fluido, um gás que esteja fora da substância agitável pode ser arrastado in- tencionalmente para a substância agitável.
A figura 17(a) é uma vista frontal ilustrando um exemplo onde a porta de entrada 112 é fornecida no lado de eixo de acionamento.
Mais es- pecificamente, a figura 17(a) ilustra um exemplo onde as quatro portas de 25 entrada 112 são fornecidas na superfície superior 110a no lado de eixo de acionamento.
Tal como nesta modificação, todas da pluralidade das portas de entrada 112 podem ser fornecidas no lado de eixo de acionamento.
Alter- nativamente, dependendo de propósitos pretendidos, a pluralidade das por- tas de entrada 112 pode ser disposta de tal maneira que uma parte da mes- 30 ma é fornecida no lado de extremidade distal e uma parte remanescente da mesma é fornecida no lado de eixo de acionamento.
Com base em configurar de forma apropriada o arranjo das por-
tas de entrada 112, um fluxo ideal para um propósito pretendido pode ser gerado.
Adicionalmente, as portas de entrada 112 no lado de eixo de acio- namento podem ser deslocadas para uma posição próxima de um nível do fluido a fim de puxar um gás que esteja fora do fluido para incorporar positi- 5 vamente o gás externo ao fluido.
Isto torna possível permitir que um gás seja dissolvido no fluido ou permitir que bolhas de gás sejam arrastadas no fluido.
A figura 17(b) é uma vista frontal ilustrando um exemplo onde o rotor de agitação 100 é provido com uma porta de sucção de gás 113 para puxar um gás que esteja fora do fluido, e uma passagem de gás 117 comu- 10 nicando a porta de sucção de gás 113 com a porta de saída 114. Mais espe- cificamente, a figura 17(b) ilustra um exemplo onde duas portas de sucção de gás 113 são fornecidas na superfície superior 110a do corpo de rotor 110 no lado de eixo de acionamento, e uma passagem de gás 117 é formada dentro do corpo de rotor 110 para comunicar cada uma das portas de suc- 15 ção de gás 113 com uma porta de saída correspondente das portas de saída 114 por meio de uma passagem de fluxo correspondente das passagens de fluxo 116. Nesta modificação, em uma condição em que o corpo de rotor 110 provido com as portas de sucção de gás 113 e as passagens de gás 117 é colocado em uma disposição onde as portas de sucção de gás 113 ficam 20 expostas para um lado de fora do fluido, o rotor de agitação 100 é girado.
Isto torna fácil permitir que um gás seja dissolvido no fluido ou permitir que bolhas de gás sejam arrastadas no fluido.
Neste caso, cada uma das portas de sucção de gás 113 é forne- cida em uma posição mais para dentro na direção radial (mais próxima ao 25 eixo de rotação) do que uma porta de entrada correspondente das portas de entrada 112, de maneira que se torna possível incorporar de forma eficiente um gás ao fluido enquanto impedindo fluxo de saída do fluido pelas portas de sucção de gás 113. Em vez de comunicar a passagem de gás 117 com a porta de saída 114 para jatear para fora o fluido, a passagem de gás 117 30 pode se comunicar com uma porta de saída dedicada que seja fornecida adicionalmente no corpo de rotor 110 para jatear para fora um gás do fluido.
A figura 17(c) ilustra um exemplo onde, no corpo de rotor indica-
do acima provido com uma porta de entrada 112, uma região comum 116a da passagem de fluxo 116 tem uma parte ampliada 119 formada ao ampliar um diâmetro interno da mesma a fim de capturar substâncias estranhas na mesma.
No corpo de rotor tendo a uma porta de entrada 112, o fluido atra- 5 vessando a região comum 116a da passagem de fluxo 116 é formado como um fluxo redemoinhado de acordo com a rotação do rotor de agitação 100. Assim, com base na formação da parte ampliada 119 em uma parede perifé- rica interna da região comum 116a da passagem de fluxo 116, substâncias estranhas no fluido podem ser capturadas dentro da parte ampliada 119 pelo 10 mesmo mecanismo que o de separação centrífuga.
Em outras palavras, o rotor de agitação 100 pode executar simultaneamente agitação e remoção de substâncias estranhas.
Uma armadilha pode ser fornecida dentro da par- te ampliada 119 para reter com segurança as substâncias estranhas captu- radas. 15 Embora a ilustração esteja omitida, em vez de fornecer a parte ampliada 119, um filtro de captura de substância estranha pode ser interpos- to na passagem de fluxo 116. Neste caso, a remoção de substâncias estra- nhas pode ser executada em uma maneira fácil e simples.
O filtro pode ser feito de um material adequado para um propósito pretendido, tal como malha 20 de fios ou esponja.
A figura 18(a) ilustra uma forma periférica externa de uma seção transversal do corpo de rotor 110 do rotor de agitação 100 perpendicular ao eixo geométrico central C, e a figura 18(b) é uma vista ampliada da área A na figura 18(a). Tal como descrito anteriormente, na segunda modalidade, o 25 corpo de rotor 110 é configurado em uma forma de coluna de múltiplas faces (forma de coluna de 12 faces), isto é, a forma periférica externa da seção transversal do corpo de rotor 110 perpendicular ao eixo geométrico central (eixo de rotação) C é configurada como uma forma poligonal.
Especifica- mente, tal como ilustrado na figura 18(a), a forma periférica externa da seção 30 transversal do corpo de rotor 110 perpendicular ao eixo geométrico central (eixo de rotação) C é configurada como uma forma onde uma pluralidade dos segmentos convexos 110d é fornecida em um círculo virtual 101, em que cada um dos segmentos convexos 110d é configurado de tal maneira que uma forma de contorno do mesmo na seção transversal perpendicular ao eixo geométrico central C tem uma forma de uma maneira geral triangu- lar.
Adicionalmente, tal como ilustrado na figura 18(b), a forma de cada um 5 dos segmentos convexos 110d é estabelecida para permitir que os respecti- vos lados 110d1 de segmentos adjacentes dos mesmos fiquem alinhados em uma linha reta, de maneira que a forma periférica externa da seção transversal do corpo de rotor 110 perpendicular ao eixo geométrico central (eixo de rotação) C é configurada como uma forma poligonal (forma poligo- 10 nal convexa). Na segunda modalidade, a pluralidade dos segmentos convexos 110d é fornecida neste modo para gerar fluxos redemoinhados ou turbulen- tos moderados em volta do rotor de agitação 100 a fim de aprimorar a capa- cidade de agitação.
Entretanto, a forma de cada um dos segmentos conve- 15 xos 110d não está limitada à forma indicada acima, mas pode ser qualquer outra forma adequada.
As figuras 19(a) a 19(d) ilustram exemplos de uma forma modifi- cada do segmento convexo 110d.
Por exemplo, a forma de contorno do segmento convexo 110d na seção transversal perpendicular ao eixo geomé- 20 trico central C pode ser uma forma que permita à forma periférica externa da seção transversal do corpo de rotor 110 perpendicular ao eixo geométrico central (eixo de rotação) C ser configurada como uma forma poligonal côn- cava tal como ilustrado na figura 19(a); ou pode ser uma forma que permita à forma periférica externa da seção transversal do corpo de rotor 110 per- 25 pendicular ao eixo geométrico central (eixo de rotação) C ser configurada como uma forma onde uma pluralidade de protuberâncias de forma triangu- lar é fornecida em um círculo, tal como ilustrado na figura 19(b). Alternativamente, a forma de contorno do segmento convexo 110d na seção transversal perpendicular ao eixo geométrico central C pode 30 ser uma forma a não ser uma forma de uma maneira geral triangular.
Por exemplo, a forma de contorno do segmento convexo 110d na seção trans- versal perpendicular ao eixo geométrico central C pode ser uma forma de uma maneira geral de arco tal como ilustrado nas figuras 19(a) e 19(b). Al- ternativamente, embora a ilustração esteja omitida, ela pode ser qualquer outra forma poligonal adequada ou pode ser qualquer outra forma adequada configurada ao combinar linhas curvas e/ou linhas retas. 5 Em outras palavras, a forma do segmento convexo 110d pode ser estabelecida de forma apropriada dependendo de propósitos pretendidos e condições de uso do rotor de agitação 100. Adicionalmente, é para ser en- tendido que o número ou arranjo dos segmentos convexos 110d também pode ser estabelecido de forma apropriada dependendo de propósitos pre- 10 tendidos e condições de uso.
Em vez do segmento convexo 110d, um segmento côncavo 110e pode ser fornecido no corpo de rotor 110. Especificamente, a forma periférica externa da seção transversal do corpo de rotor 110 perpendicular ao eixo geométrico central (eixo de rotação) C pode ser configurada como 15 uma forma onde uma pluralidade dos segmentos côncavos 110e é fornecida em um círculo virtual 101. Neste caso, o mesmo efeito que aqueles no rotor de agitação provido com os segmentos convexos 110d também pode ser alcançado.
As figuras 20(a) a 20(d) ilustram exemplos de uma forma do 20 segmento côncavo 110e.
Por exemplo, uma forma de contorno do segmento côncavo 110e na seção transversal perpendicular ao eixo geométrico central C pode ser uma forma de uma maneira geral triangular tal como ilustrado na figura 20(a) ou 20(b), ou pode ser uma forma de uma maneira geral de arco tal como ilustrado na figura 20(c) ou 20(d). Alternativamente, embora a ilus- 25 tração esteja omitida, ela pode ser qualquer outra forma adequada.
Em um arranjo da pluralidade dos segmentos côncavos 110e, segmentos adjacen- tes dos mesmos podem ser dispostos em relação de acoplados, ou podem ser dispostos em relação de espaçados lado a lado.
Tal como indicado anteriormente, a forma periférica externa da 30 seção transversal do corpo de rotor 110 perpendicular ao eixo geométrico central (eixo de rotação) C é configurada como uma forma onde a pluralida- de dos segmentos convexos 110d ou dos segmentos côncavos 110e é for-
necida no círculo virtual 101. Isto torna possível gerar fluxos redemoinhados ou turbulentos moderados em volta do rotor de agitação 100 a fim de apri- morar a capacidade de agitação.
As figuras 21 a 30 ilustram exemplos de uma forma modificada 5 do corpo de rotor 110 do rotor de agitação 100. O corpo de rotor 110 pode ter qualquer forma, desde que ele seja configurado de tal maneira que uma forma periférica externa de uma seção transversal de pelo menos uma parte do mesmo perpendicular à direção do eixo de rotação C tenha uma forma onde a pluralidade dos segmentos convexos 110d ou dos segmentos cônca- 10 vos 110e é fornecida em um círculo.
Embora exemplos típicos da forma do corpo de rotor 110 sejam descritos a seguir, é entendido que a forma do cor- po de rotor 110 não está limitada a tais exemplos.
As figuras 21(a) a 21(c) ilustram um exemplo onde o corpo de rotor 110 é configurado para ter uma forma poligonal de 12 lados em seção 15 transversal, e um canto de uma parte superior de cada um dos segmentos convexos 110d é arredondado, em que a figura 21(a), a figura 21(b) e a figu- ra 21(c) são uma vista superior plana, uma vista frontal (vista lateral) e uma vista inferior, respectivamente.
Com base em arredondar o canto do topo do segmento convexo 110d, segurança do rotor de agitação 100 pode ser apri- 20 morada.
Além do mais, torna-se possível reduzir adicionalmente um risco de que, quando o rotor de agitação 100 sendo girado é colocado em contato com o recipiente 40 ou similar, fragmentos ou lascas sejam gerados e mistu- rados na substância agitável.
As figuras 22(a) a 22(c) ilustram um exemplo onde a forma peri- 25 férica externa da seção transversal do corpo de rotor 110 perpendicular ao eixo geométrico central (eixo de rotação) C é configurada como uma forma poligonal côncava (forma poligonal de 12 lados), em que a figura 22(a), a figura 22(b) e a figura 22(c) são uma vista superior plana, uma vista frontal (vista lateral) e uma vista inferior, respectivamente.
Tal como ilustrado nas 30 figuras 22(a) a 22(c), o corpo de rotor 110 pode ser configurado em uma forma de coluna de múltiplas faces, em que cada uma de a superfície supe- rior 110a e a superfície inferior 110b tem uma forma poligonal côncava.
De-
pendendo de propriedades de um fluido como uma substância agitável, tal como viscosidade, etc., o corpo de rotor 110 configurado na forma indicada acima pode fornecer uma operação de agitação eficiente.
As figuras 23(a) a 23(c) ilustram um exemplo onde a forma de 5 contorno do segmento convexo 110d na seção transversal perpendicular ao eixo geométrico central (eixo de rotação) C é configurada como uma forma de uma maneira geral de arco, em que os doze segmentos convexos 110d são fornecidos na superfície lateral 110c do corpo de rotor 110, e em que a figura 23(a), a figura 23(b) e a figura 23(c) são uma vista superior plana, uma 10 vista frontal (vista lateral) e uma vista inferior, respectivamente.
Dependendo de propriedades de um fluido como uma substância agitável, tal como visco- sidade, etc., o corpo de rotor 110 configurado na forma indicada acima pode fornecer uma operação de agitação eficiente.
Neste caso, cada um dos segmentos convexos 110d tem uma forma arredondada, de maneira que se 15 torna possível reduzir adicionalmente o risco de que, quando o rotor de agi- tação 100 sendo girado é colocado em contato com um recipiente ou similar, fragmentos ou lascas sejam gerados e misturados na substância agitável.
As figuras 24(a) a 24(c) ilustram um exemplo onde a forma de contorno do segmento convexo 110d na seção transversal perpendicular ao 20 eixo geométrico central (eixo de rotação) C é configurada como uma forma de uma maneira geral trapezoidal, em que os doze segmentos convexos 110d são fornecidos sobre a superfície lateral 110c do corpo de rotor 110, e em que a figura 24(a), a figura 24(b) e a figura 24(c) são uma vista superior plana, uma vista frontal (vista lateral) e uma vista inferior, respectivamente. 25 Dependendo de propriedades de um fluido como uma substância agitável, tal como viscosidade, etc., o corpo de rotor 110 configurado na forma indica- da acima pode fornecer uma operação de agitação eficiente.
Em vez de for- mar o segmento convexo 110d em paralelo ao eixo geométrico central C, ele pode ser concretizado em forma de espiral. 30 Adicionalmente, o segmento convexo 110d não é necessaria- mente fornecido sobre o comprimento total do corpo de rotor 110 na direção do eixo geométrico central C, mas pode ser fornecido sobre uma parte do comprimento total, tal como ilustrado na figura 24(b). Em outras palavras, o segmento convexo 110d pode ser fornecido somente em uma parte neces- sária para gerar fluxos redemoinhados ou turbulentos.
De acordo com a ne- cessidade, o segmento convexo 110d pode ser fornecido na superfície supe- 5 rior 110a e na superfície inferior 110b.
As figuras 25(a) a 25(c) ilustram um exemplo onde a forma de contorno do segmento convexo 110d na seção transversal perpendicular ao eixo geométrico central (eixo de rotação) C é configurada como uma forma de uma maneira geral trapezoidal, em que uma pluralidade dos segmentos 10 convexos 110d é disposta sobre a superfície lateral 110c do corpo de rotor 110 em um padrão de zigue-zague, e em que a figura 25(a), a figura 25(b) e a figura 25(c) são uma vista superior plana, uma vista frontal (vista lateral) e uma vista inferior, respectivamente.Dependendo de propriedades de um flui- do como uma substância agitável, tal como viscosidade, etc., o corpo de ro- 15 tor 110 configurado na forma indicada acima pode fornecer uma operação de agitação eficiente.
Nesta modificação, uma superfície superior do segmento conve- xo 110d é configurada em uma forma retangular tal como ilustrado na figura 25(b). Alternativamente, a superfície superior pode ser configurada em qual- 20 quer outra forma adequada, tal como uma forma circular ou uma forma elíp- tica.
Uma forma do segmento convexo total 110d pode ser configurada como uma de várias formas, tal como uma forma piramidal ou cônica, ou uma for- ma semiesférica.
Em vez do padrão de zigue-zague, os segmentos conve- xos 110d podem ser dispostos em um padrão de matriz. 25 As figuras 26(a) a 26(c) ilustram um exemplo onde a forma de contorno do segmento côncavo 110e na seção transversal perpendicular ao eixo geométrico central (eixo de rotação) C é configurada como uma forma de uma maneira geral de arco, em que os doze segmentos côncavos 110e são fornecidos na superfície lateral 110c do corpo de rotor 110, e em que a 30 figura 26(a), a figura 26(b) e a figura 26(c) são uma vista superior plana, uma vista frontal (vista lateral) e uma vista inferior, respectivamente.
Dependendo de propriedades de um fluido como uma substância agitável, tal como visco-
sidade, etc., o corpo de rotor 110 configurado na forma indicada acima pode fornecer uma operação de agitação eficiente.
O segmento côncavo 110e pode ser formado em um padrão de espiral.
Adicionalmente, tal como com o segmento convexo 110d, o 5 segmento côncavo 110e não é necessariamente fornecido sobre o compri- mento total do corpo de rotor 110 na direção do eixo geométrico central C, mas pode ser fornecida sobre uma parte do comprimento total.
De acordo com a necessidade, o segmento côncavo 110e pode ser fornecido na super- fície superior 110a e na superfície inferior 110b. 10 As figuras 27(a) a 27(c) ilustram um exemplo onde uma plurali- dade dos segmentos côncavos de forma de uma maneira geral semiesférica 110e é disposta na superfície lateral 110c do corpo de rotor 110 em um pa- drão de matriz, e cada uma de a superfície superior 110a e a superfície infe- rior 110b é cavada em uma forma de uma maneira geral semiesférica, em 15 que a figura 27(a), a figura 27(b) e a figura 27(c) são uma vista superior pla- na, uma vista frontal (vista lateral) e uma vista inferior, respectivamente.
De- pendendo de propriedades de um fluido como uma substância agitável, tal como viscosidade, etc., o corpo de rotor 110 configurado na forma indicada acima pode fornecer uma operação de agitação eficiente. 20 A forma do segmento côncavo total 110e pode ser configurada como uma de várias formas a não ser a forma semiesférica, tal como uma forma piramidal ou uma forma cônica.
Em vez do padrão de matriz, os seg- mentos côncavos 110e podem ser dispostos em um padrão de zigue-zague.
Adicionalmente, cada uma dentre a superfície superior 110a e a 25 superfície inferior 110b pode ser cavada em qualquer forma a não ser a for- ma semiesférica, ou somente uma de a superfície superior 110a e a superfí- cie inferior 110b pode ser cavada.
Em vez de cavar a superfície superior 110a e/ou a superfície inferior 110b, a superfície superior 110a e/ou a super- fície inferior 110b podem ser abauladas.
A superfície superior cavada ou a- 30 baulada 110a ou a superfície inferior cavada ou abaulada 110b pode ser for- necida adicionalmente com o segmento convexo 110d ou o segmento côn- cavo 110e.
É entendido que a superfície superior 110a (região de superfície no lado de eixo de acionamento) ou a superfície inferior 110b (região de su- perfície no lado de extremidade distal) pode ser cavada ou abaulada em qualquer corpo de rotor 110 configurado em outra forma. 5 As figuras 28(a) a 28(c) ilustram um exemplo onde a superfície lateral 110c é configurada como uma superfície curva para permitir que o corpo de rotor 110 seja configurado em uma forma de uma maneira geral esférica, em que a figura 28(a), a figura 28(b) e a figura 28(c) são uma vista superior plana, uma vista frontal (vista lateral) e uma vista inferior, respecti- 10 vamente.
O corpo de rotor 110 nesta modificação é configurado de tal ma- neira que ele tem uma forma poligonal em vista superior plana (figura 28(a)), e uma forma de uma maneira geral circular em vista frontal (vista lateral) (fi- gura 28(b)). Em outras palavras, o corpo de rotor 110 é configurado em uma 15 forma onde uma espessura do mesmo na direção do eixo geométrico central (eixo de rotação) C diminui gradualmente na direção do lado externo na di- reção centrífuga, de maneira que se torna possível combinar uniformemente um fluxo adjacente à superfície lateral 110c do rotor de agitação 100 com um fluxo causado por um jato da porta de saída 114. Isto torna possível fortale- 20 cer um fluxo irradiando para fora do rotor de agitação 100 a fim de aprimorar a capacidade de agitação.
O corpo de rotor 110 pode ser configurado de maneira que ele tenha uma forma de uma maneira geral elíptica, uma forma de uma maneira geral rômbica, uma forma de uma maneira geral semicircular, uma forma de 25 uma maneira geral triangular ou uma forma de uma maneira geral trapezoi- dal em vista frontal (vista lateral). Alternativamente, o corpo de rotor 110 po- de ser configurado como um poliedro próximo de uma esfera, tal como um poliedro regular ou um poliedro semirregular.
Alternativamente, o corpo de rotor 110 pode ser configurado em uma forma onde uma pluralidade de 30 segmentos côncavos 110e (ou segmentos convexos 110d) é fornecida em um corpo esférico (ou em um corpo elipsoidal), tal como uma forma de uma bola de golfe.
As figuras 29(a) a 29(c) ilustram um exemplo onde o corpo de rotor 110 é configurado em uma forma de uma combinação de uma coluna circular e um tronco piramidal de múltiplas faces, em que a figura 29(a), a figura 29(b) e a figura 29(c) são uma vista superior plana, uma vista frontal 5 (vista lateral) e uma vista inferior, respectivamente.
Tal como nesta modifica- ção, o corpo de rotor 110 pode ser configurado ao combinar uma pluralidade de corpos tridimensionais tendo formas diferentes.
Nesta modificação, o corpo de rotor 110 é configurado ao empi- lhar uma coluna circular e um tronco piramidal de 12 faces, de uma tal ma- 10 neira que uma espessura do corpo de rotor 110 na direção do eixo geométri- co central (eixo de rotação) C diminui gradualmente na direção do lado ex- terno na direção centrífuga.
Isto torna possível combinar uniformemente um fluxo adjacente a uma superfície lateral 110c1 da parte de tronco piramidal de 12 faces com um fluxo causado por um jato da porta de saída 114. Nesta 15 modificação, uma superfície lateral 110c2 da parte de coluna circular é loca- lizada mais externamente na direção centrífuga do que a superfície lateral 110c1 da parte de tronco piramidal de 12 faces.
Em outras palavras, os segmentos convexos 110d são configurados a fim de não se estenderem da superfície lateral 110c2 externamente na direção centrífuga para permitir que 20 um contorno mais externo do corpo de rotor 110 em uma direção perpendi- cular ao eixo geométrico central C tenha uma forma circular.
Isto torna pos- sível aprimorar segurança do rotor de agitação 100, enquanto impedindo que fragmentos ou lascas sejam gerados por causa de contato com um recipien- te ou similar. 25 Alternativamente, a parte de tronco piramidal de múltiplas faces e a parte de coluna circular podem ser fornecidas, respectivamente, no lado de eixo de acionamento e em um lado oposto ao eixo de acionamento.
Adi- cionalmente, a parte de tronco piramidal de múltiplas faces pode ser forneci- da em um respectivo lado de ambos os lados da parte de coluna circular, ou 30 a parte de coluna circular pode ser fornecida em um respectivo lado de lados opostos da parte de tronco piramidal de múltiplas faces.
O corpo de rotor 110 não está limitado à combinação de uma coluna circular e um tronco pi-
ramidal de múltiplas faces, tal como ilustrado na figura 29 (figuras 29(a) a 29(c)), mas pode ser configurado ao combinar dois ou mais de vários corpos tridimensionais, tais como coluna circular, cone circular, tronco de cone, co- luna de múltiplas faces, pirâmide de múltiplas faces, tronco piramidal de múl- 5 tiplas faces, esfera, semiesfera, poliedro regular e poliedro semirregular.
As figuras 30(a) a 30(c) ilustram um exemplo onde o corpo de rotor 110 é dividido em dois subcorpos, e uma folga é fornecida entre os subcorpos divididos para servir como uma parte da passagem de fluxo 116, em que a figura 30(a), a figura 30(b) e a figura 30(c) são uma vista superior 10 plana, uma vista frontal (vista lateral) e uma vista inferior, respectivamente.
Mais especificamente, o corpo de rotor 110 nesta modificação compreende um subcorpo de lado de eixo de acionamento 110f para permitir que o eixo de acionamento 20 seja conectado a ele, e um subcorpo de lado de extremi- dade distal 110g provido com as portas de entrada 112, em que o subcorpo 15 de lado de eixo de acionamento 110f e o subcorpo de lado de extremidade distal 110g são conectados conjuntamente por meio de quatro elementos de conexão 110h.
A passagem de fluxo 116 é formada dentro do subcorpo de lado de extremidade distal 110g para comunicar cada uma das portas de entrada 112 com uma folga entre o subcorpo de lado de eixo de acionamen- 20 to 110f e o subcorpo de lado de extremidade distal 110g, de maneira que a folga entre o subcorpo de lado de eixo de acionamento 110f e o subcorpo de lado de extremidade distal 110g serve como uma parte da passagem de flu- xo 116, e uma periferia externa da folga entre o subcorpo de lado de eixo de acionamento 110f e o subcorpo de lado de extremidade distal 110g serve 25 como a porta de saída 114. Em outras palavras, a porta de saída 114 nesta modificação é fornecida ao longo da região circunferencial total da superfície lateral 110c do corpo de rotor 110. Dependendo de propriedades de um fluido como uma substân- cia agitável, tal como viscosidade, etc., o corpo de rotor 110 configurado na 30 forma indicada acima pode fornecer uma operação de agitação eficiente.
O subcorpo de lado de eixo de acionamento 110f e o subcorpo de lado de ex- tremidade distal 110g do corpo de rotor 110 podem ter formas diferentes,
tais como uma forma de coluna circular e uma forma de coluna de múltiplas faces, respectivamente. Além da configuração da forma do corpo de rotor 110 tal como descrita anteriormente, um grau de aspereza ou uma forma côncavo- 5 convexa mais fina da superfície externa do corpo de rotor 110 pode ser ajus- tada para controlar mais exatamente fluxos em volta do rotor de agitação
100. Adicionalmente, a superfície externa do corpo de rotor 110 pode ser pintada ou colorida de forma variável para melhorar qualidade estética. Um dispositivo de agitação 200 formado ao acoplar uma plurali- 10 dade dos rotores de agitação 100 será descrito a seguir. As figuras 31(a) e 31(b) são vistas frontais ilustrando exemplos do dispositivo de agitação 200. Mais especificamente, a figura 31(a) ilustra um exemplo onde três rotores de agitação 100 são acoplados conjuntamente por meio do eixo de acionamen- to, e a figura 31(b) ilustra um exemplo onde dois rotores de agitação 100 são 15 acoplados integralmente de forma conjunta. Tal como ilustrado nas figuras 31(a) e 31(b), a pluralidade dos rotores de agitação 100 é acoplada conjun- tamente na direção do eixo de rotação, de maneira que se torna possível melhorar adicionalmente a capacidade de agitação. Isto é efetivo, particu- larmente, quando um fluido a ser agitado tem uma grande profundidade. O 20 dispositivo de agitação 200 ilustrado na figura 31(b) pode ser usado para puxar um gás que esteja fora do fluido pelas portas de entrada 112 no lado de eixo de acionamento. Neste caso, o gás pode ser incorporado de forma mais eficiente ao fluido. Tal como descrito anteriormente, o rotor de agitação 100 de a- 25 cordo com a segunda modalidade compreende: um corpo de rotor 110 confi- gurado de tal maneira que uma forma periférica externa de uma seção transversal de pelo menos uma parte do mesmo perpendicular a uma dire- ção de um eixo de rotação (eixo geométrico central C) do mesmo tem uma forma onde uma pluralidade dos segmentos convexos 110d ou segmentos 30 côncavos 110e é fornecida em um círculo (círculo virtual 101); uma porta de entrada 112 fornecida em uma superfície externa do corpo de rotor 110; uma porta de saída 114 fornecida na superfície externa do corpo de rotor 110; e uma passagem de fluxo 116 comunicando a porta de entrada 112 com a por- ta de saída 114, em que a porta de entrada 112 é fornecida em uma posição mais próxima ao eixo de rotação do que a porta de saída 114, e a porta de saída 114 é fornecida em uma posição mais para fora na direção centrífuga 5 a partir do eixo de rotação do que a porta de entrada 112. Assim, o rotor de agitação 100 pode ser produzido com um custo muito menor que o de um impulsor ou similar, enquanto assegurando alta capacidade de agitação.
Particularmente, fluxos redemoinhados ou turbulen- tos gerados pelos segmentos convexos 110d ou pelos segmentos côncavos 10 110e são aplicados de forma sinérgica a um influxo da substância agitável para dentro da porta de entrada 112 e a um fluxo de saída da substância agitável pela porta de saída 114, de maneira que se torna possível gerar flu- xo confuso (fluxo turbulento) no fluido em volta do rotor de agitação 100 a fim de obter uma alta capacidade de agitação não convencional. 15 Além do mais, a ocorrência de uma força agindo contra durante início da rotação ou desequilíbrio com relação ao eixo de rotação pode ser minimizado.
Adicionalmente, torna-se possível permitir que dano, raspagem ou similar do rotor de agitação 100 ou de um recipiente contendo a substân- cia agitável se torne menos provável de ocorrer mesmo se o rotor de agita- 20 ção 100 se chocar contra o recipiente ou similar.
Isto torna possível executar uma operação de agitação em um modo seguro e eficiente, independente de propósitos pretendidos.
Na segunda modalidade, cada um dos segmentos convexos 110d ou dos segmentos côncavos 110e é configurado de tal maneira que 25 uma forma de contorno do mesmo na seção transversal perpendicular à di- reção do eixo de rotação tem uma forma de uma maneira geral triangular.
Isto torna possível gerar fluxos redemoinhados ou turbulentos efetivos para aprimorar a capacidade de agitação, enquanto minimizando colisão com a substância agitável. 30 Na segunda modalidade, a forma periférica externa da seção transversal de pelo menos uma parte do corpo de rotor 110 perpendicular à direção do eixo de rotação é configurada como uma forma poligonal pelos segmentos convexos 110d ou pelos segmentos côncavos 110e.
Desta ma- neira, o corpo de rotor 110 é configurado em uma forma relativamente sim- ples, de maneira que se torna possível aumentar a resistência do corpo de rotor 110 e reduzir um custo de produção do corpo de rotor 110. 5 Preferivelmente, na segunda modalidade, a forma periférica ex- terna da seção transversal de pelo menos uma parte do corpo de rotor 110 perpendicular à direção do eixo de rotação é configurada como uma forma poligonal de doze ou mais lados pelos segmentos convexos 110d ou pelos segmentos côncavos 110e.
Isto torna possível obter alta capacidade de agi- 10 tação enquanto resolvendo problemas causados por colisão com a substân- cia agitável, tais como uma força agindo contra durante início da rotação e pulverização de partículas de pó.
Além do mais, o corpo de rotor 110 não tem protuberância aguçada, de maneira que se torna possível fornecer segu- rança aprimorada, e reduzir um risco da ocorrência de dano, raspagem ou 15 similar que de outro modo seria causado quando o rotor de agitação 100 se choca contra um certo objeto.
Na segunda modalidade, um canto de uma parte superior de ca- da um dos segmentos convexos 110d pode ser arredondado.
Isto torna pos- sível fornecer segurança aprimorada adicional, e reduzir adicionalmente o 20 risco da ocorrência de dano, raspagem ou similar que de outro modo seria causado quando o rotor de agitação 100 se choca contra um certo objeto.
Na segunda modalidade, cada um dos segmentos convexos 110d ou dos segmentos côncavos 110e pode ser configurado de tal maneira que uma forma de contorno do mesmo na seção transversal perpendicular à 25 direção do eixo de rotação tem uma forma de uma maneira geral de arco.
Isto torna possível aprimorar a capacidade de agitação enquanto mantendo a segurança e a resistência ao dano, raspagem ou similar durante choque contra um certo objeto.
Preferivelmente, na segunda modalidade, uma razão de uma á- 30 rea seccional transversal da porta de entrada 112 perpendicular a um fluxo na mesma (área seccional transversal da porta de entrada 112 perpendicular a um fluxo passando através dela) para uma área seccional transversal da porta de saída 114 perpendicular a um fluxo na mesma (área seccional transversal da porta de saída 114 perpendicular a um fluxo passando atra- vés dela) é estabelecida em uma faixa de 1/3 para 3. Isto torna possível permitir que a substância agitável flua uniformemente através da passagem 5 de fluxo 116 a fim de impedir deterioração na capacidade de agitação por causa de acúmulo de substâncias estagnadas dentro da passagem de fluxo
116. Na segunda modalidade, o corpo de rotor 110 pode ser configu- rado em uma forma onde uma espessura do mesmo na direção do eixo de 10 rotação diminui gradualmente na direção de um lado externo na direção cen- trífuga. Assim, um fluxo adjacente à superfície externa do corpo de rotor 110 pode ser formado uniformemente como um fluxo acompanhado por um fluxo de jato da porta de saída 114. Isto torna possível gerar um fluxo mais forte a fim de aprimorar adicionalmente a capacidade de agitação. Neste caso, o 15 corpo de rotor 110 pode ter parcialmente uma parte onde a espessura na direção do eixo de rotação é constante. Na segunda modalidade, o rotor de agitação 100 inclui uma plu- ralidade das portas de saída 114, em que a porta de entrada 112 e a passa- gem de fluxo 116 são fornecidas com relação a uma respectiva porta de saí- 20 da da pluralidade das portas de saída 14. Assim, uma taxa de fluxo na pas- sagem de fluxo 116 pode ser mantida em um valor alto de forma apropriada, de maneira que se torna possível impedir deterioração na capacidade de agitação por causa de acúmulo de substâncias estagnadas dentro da pas- sagem de fluxo 116. 25 Na segunda modalidade, a porta de entrada 112 é fornecida em um lado oposto ao eixo de acionamento 20 a ser conectado ao corpo de ro- tor 110 a fim de girar o corpo de rotor 110. Isto torna possível puxar uma substância estagnada no fundo do recipiente a fim de executar uma opera- ção de agitação segura livre de desigualdade. Além do mais, torna-se possí- 30 vel executar a operação de agitação sem desestabilizar um nível da subs- tância agitável. Na segunda modalidade, a porta de entrada 112 é fornecida no lado externo na direção centrífuga com relação ao eixo de rotação.
Neste caso, por exemplo, tal como ilustrado na figura 28(b), o corpo de rotor 110 pode ter uma parte fornecida no centro da extremidade distal do mesmo pa- ra se estender externamente com relação à porta de entrada 112. Assim, 5 mesmo se o rotor de agitação 100 for deslocado para uma posição nas pro- ximidades uma superfície de parede do recipiente, torna-se possível evitar uma situação onde o rotor de agitação 100 puxando é colocado em contato com a superfície de parede e assim a porta de entrada 112 é fechada.
Isto torna possível executar uma operação de agitação estável mesmo nos casos 10 onde o rotor de agitação 100 é operado manualmente.
Na segunda modalidade, o rotor de agitação 100 pode compre- ender adicionalmente uma porta de sucção de gás 113 fornecida na superfí- cie externa do corpo de rotor 110 em uma posição mais próxima ao eixo de rotação do que a porta de saída 114, e uma passagem de gás 117 comuni- 15 cando a porta de sucção de gás 113 com a porta de saída 114, em que o rotor de agitação 100 é utilizável em uma disposição onde a porta de sucção de gás 113 fica exposta para um gás fora da substância agitável, a fim de permitir que o gás externo seja sugado pela porta de sucção de gás 113 e introduzido na substância agitável.
Isto torna possível permitir que bolhas de 20 gás sejam facilmente arrastadas na substância agitável.
O dispositivo de agitação 200 baseado na segunda modalidade compreende a pluralidade dos rotores de agitação 100 dispostos na direção do eixo de rotação.
Isto torna possível aprimorar adicionalmente a capacida- de de agitação. 25 Terceira Modalidade Uma estrutura de um rotor de agitação 300 de acordo com uma terceira modalidade da presente invenção será descrita a seguir.
A figura 32(a), a figura 32(b) e a figura 32(c) são uma vista superior plana do rotor de agitação 300, uma vista frontal do rotor de agitação 300 (uma vista lateral é 30 idêntica a isto), e uma vista inferior do rotor de agitação 300, respectivamente.
A figura 33 é uma vista seccional parcial do rotor de agitação 300. Tal como ilustrado nas figuras 32(a) a 33, o rotor de agitação 300 compreende um cor-
po de rotor de forma semiesférica 310, uma pluralidade das portas de entrada 312 fornecidas em uma superfície externa do corpo de rotor 310, uma plurali- dade das portas de saída 314 fornecidas na superfície externa do corpo de rotor 310, e uma passagem de fluxo 316 formada dentro do corpo de rotor 310 5 para comunicar as portas de entrada 312 com as portas de saída 314. Na modalidade ilustrada, o corpo de rotor 310 é formado em uma forma semiesférica que é uma forma obtida ao dividir uma esfera em metades.
Assim, a superfície externa do corpo de rotor 310 compreende uma superfície superior plana 310a que é uma superfície perpendicular a um 10 eixo geométrico central C do corpo de rotor 310, e uma superfície inclinada esférica 310b que é uma superfície inclinada com relação ao eixo geométri- co central C.
Mais especificamente, a superfície inclinada 310b é formada como uma superfície que se estende para se tornar gradualmente mais dis- tante do eixo geométrico central C, em uma direção de um lado (lado inferior 15 na figura 32(b) ou 33) para o outro lado (lado superior na figura 32(b) ou 33) do eixo geométrico central C.
Em outras palavras, o corpo de rotor 310 é configurado em uma forma onde uma espessura do mesmo em uma direção do eixo geométrico central C diminui gradualmente na direção de um lado externo em uma direção radial do mesmo. 20 O corpo de rotor 310 tem uma parte de conexão 318 fornecida no centro da superfície superior 310a do mesmo para permitir que um eixo de acionamento 20 associado com uma unidade de acionamento tal como um motor seja conectado a isto.
Assim, o rotor de agitação 300 é adaptado para ser girado em volta de um eixo de rotação definido pelo eixo geométrico 25 central C do corpo de rotor 310. Uma técnica para a conexão entre o eixo de acionamento 20 e a parte de conexão 318 pode ser qualquer uma de dispo- sitivos convencionais, tais como conexão de rosca ou conexão de encaixe.
Na terceira modalidade, uma parte do corpo de rotor 310 a não ser a passagem de fluxo 316 é configurada como uma estrutura sólida para 30 fornecer resistência aprimorada para o corpo de rotor 310. Um material para formar o corpo de rotor 310 não está limitado particularmente, mas um mate- rial apropriado adequado para suas condições de uso, tal como metal, cerâ-
mica, resina, borracha ou madeira, pode ser empregado.
O corpo de rotor 310 na terceira modalidade é projetado em uma configuração simples e fa- cilmente fabricável ou usinável, de maneira que se torna possível formar o corpo de rotor 310 a partir de uma grande variedade de materiais sem ser 5 restringido por processos de produção.
Com base em configurar o corpo de rotor 310 em uma forma simples como esta, a ocorrência de desequilíbrio com relação ao eixo de rotação pode ser minimizada.
Assim, na terceira modalidade, torna-se possí- vel quase eliminar vibração, sacudida ou similar que de outro modo ocorreria 10 durante a rotação, diferentemente de um impulsor ou similar que provavel- mente causaria desequilíbrio.
As portas de entrada 312 são fornecidas em uma região de ex- tremidade distal (região da superfície inclinada 310b no lado do eixo geomé- trico central C) do corpo de rotor 310 em um lado oposto à parte de conexão 15 318. Na terceira modalidade, o número das portas de entrada 312 é quatro, em que as quatro portas de entrada 312 são dispostas lado a lado em um círculo tendo um centro no eixo geométrico central C, em relação de espa- çadas igualmente umas das outras, e cada uma das quatro portas de entra- da 312 é formada na mesma direção que aquela do eixo geométrico central 20 C.
As portas de saída 314 são fornecidas em uma região de superfície late- ral (região da superfície inclinada 310b no lado da superfície superior 310a) do corpo de rotor 47 310. Mais especificamente, na terceira modalidade, o número das portas de saída 314 é quatro, em que cada uma das quatro por- tas de saída 314 é fornecida em uma posição mais para fora em uma dire- 25 ção centrífuga (direção radial) a partir do eixo geométrico central C do corpo de rotor 310 (em uma posição mais distante do eixo geométrico central C em uma direção perpendicular ao eixo geométrico central C) do que uma porta de entrada correspondente das portas de entrada 312. Adicionalmente, cada uma das portas de saída 314 é formada em uma direção perpendicular ao 30 eixo geométrico central C.
A passagem de fluxo 316 é formada como uma passagem co- municando cada uma das portas de entrada 312 com uma porta de saída correspondente das portas de saída 314. Em outras palavras, na terceira modalidade, o número das passagens de fluxo 316 formadas dentro do cor- po de rotor 310 é quatro.
Cada uma das passagens de fluxo 316 é formada para se estender linearmente a partir da porta de entrada 312 ao longo do 5 eixo geométrico central C, e então, após dobrar em um ângulo reto, se es- tender linearmente na direção centrífuga do corpo de rotor 310 para alcançar a porta de saída 314 correspondente.
Na terceira modalidade, cada uma das passagens de fluxo 316 é configurada exatamente como descrito para permitir que um conjunto 10 composto pela porta de entrada 312, a porta de saída 314 e a passagem de fluxo 316 seja facilmente formado por meio de uma operação de furação usando uma furadeira.
Especificamente, o conjunto composto pela porta de entrada 312, a porta de saída 314 e a passagem de fluxo 316 pode ser for- mado facilmente ao fazer um furo a partir de uma posição da porta de entra- 15 da 312 ao longo do eixo geométrico central C, e fazer um furo a partir de uma posição da porta de saída 314 na direção do eixo geométrico central C.
Embora a passagem de fluxo 316 na terceira modalidade esteja configurada de tal maneira que uma seção transversal da mesma tem uma forma circu- lar, a forma seccional transversal não está limitada a isto, mas pode ser 20 qualquer outra forma adequada tal como uma forma elíptica ou uma forma poligonal.
Tal como ilustrado na figura 33, o eixo de acionamento 20 para acionar rotativamente o corpo de rotor 310 tem uma passagem dentro do eixo 22 formada dentro do mesmo para se estender em uma direção axial (a 25 direção do eixo geométrico central C). O eixo de acionamento 20 também tem: uma porta de conexão 24 fornecida em uma extremidade distal do mesmo para servir como uma abertura para comunicar a passagem dentro do eixo 22 com a passagem de fluxo 316; e uma abertura externa 26 forne- cida em uma dada posição de uma superfície lateral do eixo de acionamento 30 20 para servir como uma abertura para comunicar a passagem dentro do eixo 22 com o lado de fora.
O corpo de rotor 310 tem um espaço comum 316a formado na região central do corpo de rotor 310 para servir como um espaço que se co- munica com todas as passagens de fluxo 316, em que a porta de conexão 24 na extremidade distal do eixo de acionamento 20 é aberta para o espaço comum 316a.
Especificamente, a parte de conexão 318 é configurada para 5 permitir que a passagem dentro do eixo 22 do eixo de acionamento 20 se comunique com o espaço comum 316a, pelo que a passagem dentro do eixo 22 é conectada a todas as passagens de fluxo 316 por meio da porta de co- nexão 24 e do espaço comum 316a.
Na terceira modalidade, o espaço comum 316a é formado ao es- 10 tender uma região da passagem de fluxo 316 ao longo da direção centrífuga.
Alternativamente, uma câmara separada na forma de coluna circular ou re- tangular pode ser formada dentro do corpo de rotor 310, e conectada às passagens de fluxo 316 para servir como o espaço comum 316a.
Uma operação do rotor de agitação 300 será descrita a seguir. 15 A figura 34(a) é uma vista superior plana ilustrando a operação do rotor de agitação 300, e a figura 34(b) é uma vista frontal ilustrando a operação do rotor de agitação 300. O rotor de agitação 300 é adaptado para ser acionado e girado em volta do eixo geométrico central C pelo eixo de acionamento 20, dentro de uma substância agitável que é um fluido, a fim de mexer a subs- 20 tância agitável.
Ao girar o rotor de agitação 300 em uma condição em que ele está imerso em um fluido, uma parte do fluido entrando em cada uma das passagens de fluxo 316 também é girada juntamente com o rotor de agita- ção 300. Então, uma força centrífuga é aplicada ao fluido dentro da passa- 25 gem de fluxo 316, e assim o fluido dentro da passagem de fluxo 316 flui na direção de um lado externo na direção radial do rotor de agitação 300, tal como ilustrado nas figuras 34(a) e 34(b). Cada uma das portas de saída 314 é fornecida mais externamente na direção centrífuga do corpo de rotor 310 do que uma porta de entrada correspondente das portas de entrada 312, de 30 maneira que a força centrífuga se torna mais forte na porta de saída 314 do que na porta de entrada 312. Assim, desde que o rotor de agitação 300 este- ja sendo girado, o fluido flui da porta de entrada 312 na direção da porta de saída 314. Mais especificamente, o fluido dentro da passagem de fluxo 316 é jateado para fora pela porta de saída 314, e simultaneamente o fluido no lado de fora é sugado pela porta de entrada 312 para dentro da passagem de fluxo 316. Consequentemente, um fluxo irradiando para fora da região de 5 superfície lateral com a porta de saída 314 e um fluxo direcionado para a região de extremidade distal com a porta de entrada 312 serão gerados no fluido em volta do rotor de agitação 300. Adicionalmente, ao girar o rotor de agitação 300 em uma condi- ção em que ele está imerso no fluido, uma parte do fluido adjacente a uma 10 superfície externa do rotor de agitação 300 é girada juntamente com o rotor de agitação 300 pelo efeito de viscosidade.
Assim, uma força centrífuga também é aplicada ao fluido adjacente à superfície externa do rotor de agita- ção 300, de maneira que o fluido adjacente à superfície externa flui para uma proximidade de cada uma das portas de saída 314 ao longo da superfí- 15 cie externa do rotor de agitação 300, e se torna um fluxo acompanhado pelo fluxo de jato da porta de saída 314, tal como ilustrado nas figuras 34(a) e 34(b). Na terceira modalidade, o corpo de rotor 310 é configurado em uma forma semiesférica, de maneira que se torna possível combinar unifor- 20 memente um fluxo adjacente à região de extremidade distal do rotor de agi- tação 300 com o fluxo irradiando para fora da região de superfície lateral.
Além do mais, com base em configurar o corpo de rotor 310 na forma indi- cada acima, uma parte do fluxo direcionado para a região de extremidade distal do rotor de agitação 300 pode ser guiada uniformemente nas proximi- 25 dades de cada uma das portas de saída 314 ao longo da superfície inclinada 310b, e combinada com o fluxo irradiando para fora da região de superfície lateral.
Isto torna possível gerar fluxos fortes no fluido circundante, de manei- ra que o rotor de agitação 300 se torna capaz de executar uma operação de agitação eficiente. 30 Além disso, na terceira modalidade, a passagem dentro do eixo 22 tem uma extremidade (a porta de conexão 24) comunicada com a passa- gem de fluxo, e a outra extremidade (a abertura externa 26) que se comuni-
ca com o lado de fora, pelas quais outro fluido externo, tal como gás ou lí- quido, pode ser sugado de forma eficiente para dentro das passagens de fluxo 316. Especificamente, o fluido externo na passagem dentro do eixo 22 pode ser fortemente sugado por meio de uma pressão negativa a ser gerada 5 no espaço comum 316a na região central por meio de fluxos nas passagens de fluxo 316 na direção do lado de fora na direção centrífuga.
Então, o fluido de cada uma das portas de entrada 312 e o fluido da passagem dentro do eixo 22 podem ser misturados conjuntamente por meio das turbulências ge- radas em uma respectiva passagem das passagens de fluxo 316 pela pres- 10 são de sucção negativa, e jateados para fora de uma porta de saída corres- pondente das portas de saída 314. Assim, o rotor de agitação 300 de acordo com a terceira modali- dade é capaz de executar rapidamente e de forma eficiente uma operação de mistura/agitação, tal como uma operação de introduzir um gás externo 15 em um líquido via passagem dentro do eixo 22 enquanto imergindo o rotor de agitação 300 no líquido, a fim de permitir que o gás seja dissolvido ou borbulhado no líquido, ou uma operação de, em uma condição em que o rotor de agitação 300 está imerso em um primeiro líquido, introduzir um se- gundo líquido externo diferente do primeiro líquido, no primeiro líquido via 20 passagem dentro do eixo 22, a fim de permitir que uma pluralidade de dife- rentes líquidos seja misturada conjuntamente.
Particularmente, na operação de introduzir um gás externo em um líquido, o gás externo é dividido em pe- quenas bolhas de gás de acordo com turbulências causadas pela pressão de sucção negativa, de maneira que se torna possível não somente permitir 25 que o gás seja dissolvido ou borbulhado de forma eficiente no líquido, mas também gerar microbolhas no líquido.
As figuras 35(a) e 35(b) são diagramas esquemáticos ilustrando um exemplo de como o rotor de agitação 300 é usado.
Tal como ilustrado nas figuras 35(a) e 35(b), o rotor de agitação 300 é usado em uma condição 30 em que ele é conectado a um eixo de acionamento 20 de uma unidade de acionamento 30 tal como um motor, e imerso em uma substância agitável 50 que é um fluido contido em um recipiente 40. A unidade de acionamento 30 pode ser um tipo fixado ao recipiente 40, uma armação ou similar, ou pode ser um tipo adaptado para ser retida e operada manualmente por um usuá- rio.
Ao girar o rotor de agitação 300 pela unidade de acionamento 5 30, um fluxo irradiando para fora da região de superfície lateral do rotor de agitação 300 e um fluxo direcionado para a região de extremidade distal do rotor de agitação 300 são gerados, tal como descrito anteriormente.
Como resultado, tal como ilustrado nas figuras 35(a) e 35(b), fluxos de circulação confusos são gerados na substância agitável 50, de maneira que a substân- 10 cia agitável 50 será agitada de forma suficiente pelos fluxos de circulação.
Em uma operação de dispersar uma substância estagnada acu- mulada no fundo do recipiente 40, a região de extremidade distal do rotor de agitação 300 pode ser deslocada para uma posição próxima ao fundo do recipiente 40. Isto torna possível puxar para cima a substância estagnada 15 pelas portas de entrada 312 e jateá-la para fora pelas portas de saída 314 a fim de dispersar de forma suficiente a substância estagnada na substância agitável 50. Adicionalmente, em uma operação de dispersar uma substância estagnada acumulada em um canto do recipiente 40, a região de extremida- de distal do rotor de agitação 300 pode ser deslocada para uma posição 20 próxima ao canto do recipiente 40. Na terceira modalidade, o corpo de rotor 310 é configurado em uma forma semiesférica, de maneira que as portas de entrada 312 podem ser deslocadas mesmo para uma posição nas proximi- dades de um canto estreito.
Na terceira modalidade, o corpo de rotor 310 é configurado em 25 uma forma semiesférica, isto é, configurado para não ter colisão com a substância agitável 50 durante a rotação, de maneira que se torna possível quase eliminar uma força agindo contra que de outro modo ocorreria duran- te início da rotação.
Além do mais, diferentemente de um impulsor ou simi- lar, o corpo de rotor 310 não tem protuberância aguçada, de maneira que 30 se torna possível reduzir um risco de que o rotor de agitação 300 ou o reci- piente 40 seja danificado ou raspado, mesmo se o rotor de agitação 300 se chocar contra uma superfície de parede do recipiente 40. Assim, um usuá-
rio pode deslocar o rotor de agitação 300 para uma posição próxima à su- perfície de parede do recipiente 40 com um sentimento de segurança a fim de executar de forma suficiente a operação de agitação por todo o recipien- te 40. Além do mais, torna-se possível impedir que fragmentos ou lascas 5 do rotor de agitação 300 ou do recipiente 40, etc., sejam facilmente mistu- rados na substância agitável 50. Na terceira modalidade, cada uma das portas de entrada 312 é fornecida em uma posição levemente para fora de um centro da região de extremidade distal do rotor de agitação 300 (levemente para fora do eixo 10 geométrico central C como o eixo de rotação) a fim de impedir que a porta de entrada 312 seja fechada mesmo quando a região de extremidade distal do rotor de agitação 300 é colocada em contato com a superfície de parede do recipiente 40. Isto torna possível operar de forma estável o rotor de agita- ção 300 mesmo em uma posição adjacente à superfície de parede do 15 recipiente 40. Além disso, na terceira modalidade, com base em fornecer a pas- sagem dentro do eixo 22 que se comunica com as passagens de fluxo 316, um fluido externo, tal como gás ou líquido, pode ser introduzido na substância agitável 50 via passagem dentro do eixo 22 para executar uma operação de 20 mistura/agitação eficiente.
As figuras 36(a) a 36(c) são vistas seccionais par- ciais ilustrando exemplos de como o rotor de agitação 300 é usado.
A figura 36(a) ilustra um exemplo onde a abertura externa 26 fornecida no eixo de acionamento 20 é aberta para o lado de fora.
Com base em comunicar a abertura externa 26 com o lado de fora, um gás (por exem- 25 plo, ar) ou similar fora da substância agitável 50 pode ser sugado para den- tro das passagens de fluxo 316, e jateado para fora pelas portas de saída 314 para dentro da substância agitável 50, enquanto sendo misturado com a substância agitável 50 nas passagens de fluxo 316. Isto torna possível exe- cutar de forma eficiente dissolução ou borbulhagem de gás na substância 30 agitável, geração de microbolhas, etc.
Alternativamente, a abertura externa 26 pode ser aberta para um líquido diferente da substância agitável 50 para misturar o líquido com a substância agitável 50. Em outras palavras, uma operação de misturar dois tipos de líquidos pode ser executada em um modo significativamente eficien- te.
Adicionalmente, juntamente com um líquido ou gás, um sólido, tal como um pó ou partículas, pode ser introduzido pela abertura externa 26. Neste 5 caso, o sólido, tal como um pó, pode ser dispersado de forma eficiente na substância agitável 50. Por exemplo, isto torna possível executar uma ope- ração de fornecer alimento enquanto dissolvendo oxigênio em água, em uma fazenda de peixes.
A figura 36(b) ilustra um exemplo onde uma unidade de forneci- 10 mento 60 é conectada à passagem dentro do eixo 22 por meio da abertura externa 26 para fornecer um fluido tal como um gás ou um líquido, ou uma mistura de um fluido e um sólido.
Neste exemplo, a unidade de fornecimento 60 é compreendida, por exemplo, de uma bomba ou um compressor, e co- nectada à abertura externa 26 por meio de um tubo de fornecimento 62 e de 15 uma junta giratória 64. Com base em conectar a unidade de fornecimento 60 à passa- gem dentro do eixo 22 exatamente como descrito, um gás, um líquido, ou uma mistura de um gás e/ou um líquido, e um sólido tal como um pó ou par- tículas, pode ser fornecido de modo forçado para dentro das passagens de 20 fluxo 316, de maneira que se torna possível executar de forma rápida e sig- nificativa várias operações de mistura e de dispersão.
Adicionalmente, uma quantidade de fornecimento da unidade de fornecimento 60 pode ser contro- lada a fim de ajustar de forma apropriada um grau de mistura, um tamanho de bolhas de gás a ser arrastadas, etc. 25 A figura 36(c) ilustra um exemplo onde a abertura externa 26 é aberta para a substância agitável 50. Neste exemplo, a substância agitável 50 será fortemente sugada pela abertura externa 26 para dentro das passa- gens de fluxo 316 via passagem dentro do eixo 22, de maneira que se torna possível descarregar rapidamente um gás, tal como ar, estagnando nas pas- 30 sagens de fluxo 316, pelas portas de saída 314. Por exemplo, em uma operação de agitar uma substância agitá- vel de alta viscosidade 50 usando o eixo de acionamento 20 destituído da passagem dentro do eixo 22 que se comunica com as passagens de fluxo 316, um gás nas passagens de fluxo 316 (por exemplo, ar residindo nas passagens de fluxo 316 antes da imersão no fluido) não pode ser descarre- gado adequadamente, o que provavelmente tornará impossível jatear para 5 fora o fluido pelas portas de saída 314. Na terceira modalidade, um proble- ma como este pode ser resolvido.
O exemplo ilustrado na figura 36(c) pode ser considerado como uma estrutura onde uma porta de entrada 312 é fornecida na parte de cone- xão 318 do corpo de rotor 310 (ou a parte de conexão 18 é configurada para 10 funcionar como uma porta de entrada 312), e a passagem dentro do eixo 22 se comunica com a porta de entrada 312 da parte de conexão 318. Assim, em uma base de caso a caso, como a porta de entrada, o corpo de rotor 310 pode ser provido somente com a porta de entrada 312 da parte de conexão 318 que se comunica com a passagem dentro do eixo 22. Em outras pala- 15 vras, a passagem dentro do eixo 22 pode se comunicar com as passagens de fluxo 316 por meio da porta de entrada 312. Embora a abertura externa 26 na terceira modalidade seja for- necida na superfície lateral do eixo de acionamento 20, uma posição da a- bertura externa 26 não está limitada a isto.
Por exemplo, o eixo de aciona- 20 mento 20 é configurado em uma forma semelhante a tubo, em que a abertu- ra externa 26 é fornecida em uma extremidade do eixo de acionamento 20 em um lado oposto ao da porta de conexão 24. Neste caso, uma abertura pode ser fornecida em um acoplamento conectando entre o eixo de aciona- mento 20 e a unidade de acionamento 30, ou a unidade de acionamento 30 25 pode ser deslocada de um centro de eixo do eixo de acionamento 20 usando uma engrenagem ou similar.
Adicionalmente, a unidade de acionamento 30 pode ter um eixo de saída oco que se comunica com a passagem dentro do eixo 22. Alternativamente, o eixo de acionamento 30 pode ter um eixo de saída que seja provido com a passagem dentro do eixo 22, a porta de cone- 30 xão 24 e a abertura externa 26 e conectado diretamente ao corpo de rotor 10 como substituto para o eixo de acionamento 20. Na terceira modalidade, a passagem dentro do eixo 22 se co-
munica com todas as passagens de fluxo 316. Alternativamente, a passa- gem dentro do eixo 22 pode se comunicar com uma parte das passagens de fluxo 316. Especificamente, um espaço comum 316a que se comunica so- mente com uma parte das passagens de fluxo 316 pode ser formado, e se 5 comunicar com a passagem dentro do eixo 22. Na terceira modalidade, uma área seccional transversal da porta de entrada 312 (área seccional transversal da porta de entrada 312 perpen- dicular a um fluxo passando através dela) é estabelecida para ser aproxima- damente igual a uma área seccional transversal da porta de saída 314 (área 10 seccional transversal da porta de saída 314 perpendicular a um fluxo pas- sando através dela). Alternativamente, as duas áreas seccionais transver- sais podem ser estabelecidas para serem diferentes uma da outra, depen- dendo de propósitos pretendidos do rotor de agitação 300, etc.
Entretanto, a fim de permitir que um fluido (substância agitável) flua uniformemente atra- 15 vés da passagem de fluxo 316 sem estagnação a fim de obter uma capaci- dade de agitação efetiva, uma razão da área seccional transversal da porta de entrada 312 (área seccional transversal da porta de entrada 312 perpen- dicular a um fluxo passando através dela) para a área seccional transversal da porta de saída 314 (área seccional transversal da porta de saída 314 per- 20 pendicular a um fluxo passando através dela) preferivelmente é estabelecida em uma faixa de 1/3 para 3, mais preferivelmente em uma faixa de 1/2 para 2, preferivelmente de modo particular em uma faixa de 5/6 para 1,2. Na terceira modalidade, em virtude de usinabilidade, a passa- gem de fluxo 316 é configurada em uma forma dobrada em um ângulo apro- 25 ximadamente reto.
Alternativamente, a passagem de fluxo 316 pode ser con- figurada como uma passagem curvada uniformemente, ou pode ser configu- rada para comunicar a porta de entrada 312 e a porta de saída 314 em uma linha reta.
Com base em configurar a passagem de fluxo 316 neste modo, uma resistência ao fluxo na passagem de fluxo 316 pode ser reduzida, de 30 maneira que se torna possível fortalecer adicionalmente um fluxo a ser gera- do pelo rotor de agitação 300, a fim de melhorar capacidade de agitação.
Na terceira modalidade, cada uma das portas de saída 314 pode ser disposta deslocada com relação a uma porta correspondente das portas de entrada 312 em uma direção de rotação do rotor de agitação 300 de uma tal maneira que uma região de uma passagem de fluxo correspondente das passagens de fluxo 316 em relação contínua para a porta de saída 314 é 5 configurada para formar um ângulo com relação à direção centrífuga do rotor de agitação 300. Alternativamente ou de forma adicional, a porta de saída 314 pode ser disposta deslocada na direção do eixo de rotação de uma tal maneira que uma região da passagem de fluxo 316 em relação contínua pa- ra a porta de saída 314 é configurada para ser orientada no lado de uma 10 extremidade distal (lado de extremidade distal) do corpo de rotor 310 (em um lado oposto ao eixo de acionamento 20), ou para ser orientada no lado do eixo de acionamento (lado de eixo de acionamento). Com base em estabe- lecer de forma apropriada uma direção de um fluxo de jato da porta de saída 314 neste modo, um fluxo ideal para uma operação de agitação eficiente 15 pode ser obtido.
Na terceira modalidade, a porta de entrada 312 pode ser forne- cida no lado de eixo de acionamento (superfície superior 310a). Neste caso, todas da pluralidade das portas de entrada 312 podem ser fornecidas no lado de eixo de acionamento.
Alternativamente, a pluralidade das portas de 20 entrada 312 pode ser disposta de tal maneira que uma parte da mesma é fornecida no lado de extremidade distal e uma parte remanescente da mes- ma é fornecida no lado de eixo de acionamento.
Alternativamente, a porta de entrada 312 e a parte de conexão 318 podem ser fornecidas na superfície inclinada 310b.
Neste caso, a superfície superior 310a fica localizada no lado 25 de uma extremidade distal do rotor de agitação 300. Com base em estabele- cer de forma apropriada o arranjo das portas de entrada 312, um fluxo ideal para um propósito pretendido pode ser gerado.
Na terceira modalidade, a porta de entrada 312 pode ser forne- cida com relação à porta de saída 314 em relação de uma para pluralidade, 30 ou em relação de pluralidade para uma.
As figuras 37(a) a 37(b) são vistas frontais mostrando exemplos de um arranjo modificado da porta de entrada 312 e da porta de saída 314.
A figura 37(a) ilustra um exemplo onde a porta de entrada 312 é fornecida com relação à porta de saída 314 correspondente em relação de uma para pluralidade, em que a passagem de fluxo 316 é configurada para se estender a partir de uma porta de entrada 312 e então ramificar na dire- 5 ção da pluralidade das portas de saída 314. Desta maneira, a porta de en- trada 312 pode ser fornecida como uma porta comum para a pluralidade das portas de saída 314. Neste caso, uma região comum da passagem de fluxo 316 ao longo da direção do eixo geométrico central C pode ser definida co- mo o espaço comum 316a. 10 As figuras 37(b) e 37(c) ilustram exemplos onde a porta de en- trada 312 é fornecida com relação à porta de saída 314 em relação de plura- lidade para uma.
Neste caso, uma ou mais da pluralidade das portas de en- trada 321 podem ser fornecidas em um respectivo lado do lado de extremi- dade distal (em um lado oposto ao eixo de acionamento 20) e no lado de 15 eixo de acionamento, com relação a uma porta de saída 314. Alternativa- mente, a pluralidade das portas de entrada 321 pode ser fornecida em um de o lado de extremidade distal e o lado de eixo de acionamento, com rela- ção a uma porta de saída 314. Adicionalmente, a pluralidade das portas de entrada 312 que se 20 comunicam com uma porta de saída 314 pode ser disposta de tal maneira que elas são diferentes umas das outras em termos de uma distância a partir do eixo de rotação (eixo geométrico central C) na direção centrífuga (dispos- tas deslocadas umas das outras na direção centrífuga). Na figura 37(c), o número das portas de entrada 312 que se comunicam com a uma porta de 25 saída 314 é dois, em que as duas portas de entrada 312 são dispostas des- locadas uma da outra de uma tal maneira que uma das portas de entrada 312 no lado de eixo de acionamento é localizada mais externamente na di- reção centrífuga a partir do eixo geométrico central C do que a outra porta de entrada 312 no lado de extremidade distal. 30 Tal como indicado anteriormente, as passagens de fluxo 316 a partir da pluralidade das portas de entrada 312 podem ser combinadas e se comunicar com uma porta de saída 312. Isto é efetivo, por exemplo, ao agi-
tar uma substância agitável compreendendo componentes completamente separáveis, tais como uma mistura de água e óleo para alcançar dispersão ou emulsificação.
Particularmente, a pluralidade das portas de entrada 312 que se comunicam com uma porta de saída 314 pode ser disposta de tal 5 maneira que elas são diferentes umas das outras em termos de uma distân- cia a partir do eixo de rotação (eixo geométrico central C) na direção centrí- fuga (dispostas deslocadas umas das outras na direção centrífuga), para permitir que as respectivas forças de sucção em duas das portas de entrada 312 se tornem diferentes uma da outra, de maneira que se torna possível 10 gerar mais fluxos confusos a fim de executar de forma eficiente a dispersão ou emulsificação.
Nos exemplos ilustrados nas figuras 37(a) a 37(c), a fim de per- mitir que um fluido flua uniformemente através da passagem de fluxo 316 sem estagnação a fim de obter uma capacidade de agitação efetiva nos ca- 15 sos onde a porta de entrada 312 é fornecida com relação à porta de saída 314 correspondente em relação de uma para pluralidade, uma razão de uma área seccional transversal da uma porta de entrada 312 (área seccional transversal da porta de entrada 312 perpendicular a um fluxo passando atra- vés dela) para uma soma das respectivas áreas seccionais transversais da 20 pluralidade das portas de saída 314 (áreas seccionais transversais das por- tas de saída 314 perpendiculares a um fluxo passando através delas) prefe- rivelmente é estabelecida em uma faixa de 1/3 para 3, mais preferivelmente em uma faixa de 1/2 para 2, preferivelmente de modo particular em uma fai- xa de 5/6 para 1,2. Por outro lado, nos casos onde a porta de entrada 312 é 25 fornecida com relação à porta de saída 314 correspondente em relação de pluralidade para uma, uma razão de uma soma das respectivas áreas sec- cionais transversais da pluralidade das portas de entrada 312 (áreas seccio- nais transversais das portas de entrada 312 perpendiculares a um fluxo pas- sando através delas) para uma área seccional transversal da uma porta de 30 saída 314 (área seccional transversal da porta de saída 314 perpendicular a um fluxo passando através dela) preferivelmente é estabelecida em uma faixa de 1/3 para 3, mais preferivelmente em uma faixa de 1/2 para 2, prefe-
rivelmente de modo particular em uma faixa de 5/6 para 1,2. Na terceira modalidade, o corpo de rotor 310 é configurado co- mo uma estrutura sólida.
Alternativamente, o corpo de rotor 310 pode ser configurado como uma estrutura oca, em que uma passagem de fluxo seme- 5 lhante a tubo 316 pode ser fornecida na mesma.
Neste caso, o corpo de ro- tor 310 pode ser configurado como uma estrutura leve.
Embora o corpo de rotor 310 na terceira modalidade esteja con- figurado em uma forma semiesférica, a forma do corpo de rotor 310 não está limitada a isto, mas pode ser qualquer outra forma adequada. 10 As figuras 38 e 39 são vistas frontais ilustrando exemplos de uma forma modificada do corpo de rotor 310. A figura 38(a) ilustra um exemplo onde o corpo de rotor 310 é configurado em uma forma de coluna circular (forma de disco). Nesta modifi- cação, a porta de entrada 312 é fornecida em uma superfície inferior 310C 15 no lado de extremidade distal, e a porta de saída 314 é fornecida em uma superfície lateral 310d paralela ao eixo de rotação (eixo geométrico central C). Em vez da forma de coluna circular, o corpo de rotor 310 pode ser confi- gurado em uma forma de coluna de múltiplas faces, ou pode ser configurado em um tronco de cone, tronco piramidal de múltiplas faces, cone circular ou 20 forma de pirâmide de múltiplas faces.
A figura 38(b) ilustra um exemplo onde o corpo de rotor 310 é configurado de tal maneira que uma superfície inferior 310c de uma coluna circular (disco) no lado de extremidade distal é formada como uma superfície esférica.
De forma similar, o corpo de rotor 310 pode ser configurado de tal 25 maneira que pelo menos uma das superfícies de uma coluna circular, uma coluna de múltiplas faces, um tronco de cone ou um tronco piramidal de múl- tiplas faces, perpendicular a um eixo de rotação do mesmo, tem uma super- fície esférica ou curvada.
Neste caso, a superfície esférica ou curvada pode ser formada em um ou em um respectivo lado de o lado de extremidade dis- 30 tal e o lado de eixo de acionamento.
Nesta modificação, a porta de saída 314 é fornecida em uma superfície lateral 310d paralela ao eixo de rotação.
Alternativamente, ela pode ser fornecida na superfície inferior 310c.
A figura 39(a) ilustra um exemplo onde o corpo de rotor 310 é configurado em uma forma esférica, e a figura 39(b) ilustra um exemplo onde o corpo de rotor 310 é configurado em uma forma elipsoidal que tem uma forma circular em vista superior plana.
Com base em configurar o corpo de 5 rotor 310 na forma indicada acima, um fluxo adjacente à superfície externa do corpo de rotor 310 pode ser formado uniformemente como um fluxo a- companhado por um fluxo de jato da porta de saída 314, de maneira que capacidades de agitação e de mistura podem ser melhoradas dependendo de propósitos pretendidos.
Particularmente, é preferível reduzir a espessura 10 na direção do eixo de rotação por inteiro, tal como ilustrado na figura 38(b). Neste caso, torna-se possível fortalecer adicionalmente o fluxo irradiando para fora do rotor de agitação 300. Além das formas mencionadas anteriormente, várias outras for- mas podem ser empregadas como a forma do corpo de rotor 310. Por e- 15 xemplo, o corpo de rotor 310 pode ser configurado ao combinar dois ou mais de vários corpos tridimensionais, tais como coluna de múltiplas faces ou pi- râmide de múltiplas faces.
Alternativamente, o corpo de rotor 310 pode ser configurado como um poliedro próximo de uma esfera, tal como um poliedro regular ou um poliedro semirregular.
Adicionalmente, uma pluralidade de 20 segmentos convexos ou côncavos pode ser fornecida na superfície externa do corpo de rotor 310. Com base em configurar o corpo de rotor 310 na forma com irre- gularidades apropriadas, um fluxo moderado pode ser gerado em volta do rotor de agitação 300, de maneira que a capacidade de agitação pode ser 25 melhorada em alguns casos.
Além da configuração da forma do corpo de rotor 310, um grau de aspereza ou uma forma côncavo-convexa mais fina da superfície do corpo de rotor 310 pode ser ajustada para controlar mais exa- tamente fluxos em volta do rotor de agitação 300. Adicionalmente, a superfí- cie externa do corpo de rotor 310 pode ser pintada ou colorida de forma va- 30 riável para melhorar qualidade estética.
As figuras 40(a) a 40(d) são vistas seccionais ilustrando exem- plos de uma configuração modificada da porta de conexão 24. Um arranjo e/ou uma forma da porta de conexão 24 podem ser ajustados de forma apropriada para permitir um grau de mistura de um fluido externo, sólido, etc., em uma substância agitável, ou que um estado de geração de bolhas de gás seja ajustado. 5 A figura 40(a) ilustra um exemplo onde o eixo de acionamento 20 é disposto para manter uma extremidade distal do mesmo se estendendo para o espaço comum 316a.
Com base no ajuste de uma quantidade de ex- tensão da extremidade distal do eixo de acionamento 20 provido com a porta de conexão 24 neste modo, um grau de mistura, um estado de geração de 10 bolhas de gás, etc. podem ser ajustados.
A figura 40(b) ilustra um exemplo onde um tamanho da porta de conexão 24 fornecida na extremidade distal do eixo de acionamento 20 é reduzido.
Com base no ajuste do tamanho da porta de conexão 24 neste modo, um grau de mistura, um estado de gera- ção de bolhas de gás, etc. também podem ser ajustados. 15 As figuras 40(c) e 40(d) ilustram exemplos onde a extremidade distal do eixo de acionamento 20 é colocada em contato com uma parede interna do espaço comum 316a, e a porta de conexão 24 é fornecida na su- perfície lateral do eixo de acionamento 20. Desta maneira, a porta de cone- xão 24 pode ser fornecida para ficar aberta na direção centrífuga, em vez de 20 ficar aberta na direção axial.
Neste caso, além de um tamanho da porta de conexão 24, o número e/ou arranjo das portas de conexão 24 pode ser esta- belecido de forma apropriada para obter desejavelmente um grau de mistu- ra, um estado de geração de bolhas de gás, etc.
Uma forma da porta de conexão 24 não está limitada particular- 25 mente, mas várias formas a não ser uma forma circular, uma forma retangu- lar como esta e uma forma semelhante à fenda, podem ser empregadas.
Alternativamente, um elemento semelhante à malha pode ser fornecido na porta de conexão 24. Um dispositivo de agitação 400 formado ao acoplar uma plurali- 30 dade dos rotores de agitação 300 será descrito a seguir.
A figura 41 é uma vista frontal ilustrando um exemplo do dispositivo de agitação 400. No e- xemplo ilustrado, o número dos rotores de agitação 300 é três, em que os três rotores de agitação 300 são acoplados conjuntamente por meio do eixo de acionamento 20. Tal como ilustrado na figura 41, a pluralidade dos roto- res de agitação 300 é acoplada conjuntamente na direção do eixo de rota- ção, de maneira que se torna possível melhorar adicionalmente as capaci- 5 dades de agitação e de mistura.
Isto é efetivo, particularmente, quando um fluido a ser agitado tem uma grande profundidade.
Por exemplo, no dispositivo de agitação 400, o eixo de aciona- mento 20 pode ser instalado para penetrar na pluralidade dos rotores de agi- tação 300, e uma pluralidade das portas de conexão 24 é fornecida na su- 10 perfície lateral do eixo de acionamento 20 para permitir que a passagem dentro do eixo 22 se comunique com as passagens de fluxo 316 em todos os rotores de agitação 300. É entendido que a passagem dentro do eixo 22 pode se comunicar com as passagens de fluxo 316 em somente uma parte dos rotores de agitação 300. 15 Tal como descrito anteriormente, o rotor de agitação 300 de a- cordo com a terceira modalidade compreende: um corpo de rotor 310 adap- tado para ser girado em volta de um eixo de rotação (eixo geométrico central C); uma porta de entrada 312 fornecida em uma superfície externa do corpo de rotor 310; uma porta de saída 314 fornecida na superfície externa do cor- 20 po de rotor 310; e uma passagem de fluxo 316 comunicando a porta de en- trada 312 com a porta de saída 314, em que o corpo de rotor 310 é conecta- do a um eixo de acionamento 20 para girar o corpo de rotor 310, e em que: a porta de entrada 313 é fornecida em uma posição mais próxima ao eixo de rotação do que a porta de saída 314; a porta de saída 314 é fornecida em 25 uma posição mais para fora em uma direção centrífuga a partir do eixo de rotação do que a porta de entrada 312; e o eixo de acionamento 20 tem uma passagem dentro do eixo 22 comunicando uma abertura (a abertura externa 26) fornecida no mesmo com a passagem de fluxo 316. Na terceira modalidade configurada neste modo, um gás, líqui- 30 do, sólido ou similar fora da substância agitável pode ser fortemente sugado para dentro da passagem de fluxo 316 e jateado para fora pela porta de saí- da 314 juntamente com a substância agitável, de maneira que se torna pos-
sível agitar de forma eficiente a substância agitável, enquanto introduzindo um gás, líquido, sólido ou similar que esteja fora da substância agitável no material agitável e misturando-o/agitando-o com a substância agitável.
Dife- rentemente, a substância agitável pode ser sugada para dentro da passa- 5 gem de fluxo 316 via passagem dentro do eixo 22. Isto significa que se torna possível executar uma operação de agitação em vários modos não conven- cionais e em um modo eficiente.
Na terceira modalidade, a abertura (a abertura externa 26) pode ser fornecida em uma parte do eixo de acionamento 20 para ficar localizada 10 fora da substância agitável.
Neste caso, um gás, líquido ou similar fora da substância agitável pode ser introduzido nela e misturado/agitado com a substância agitável, de maneira que se torna possível executar de forma efi- ciente mistura de uma pluralidade de materiais, dissolução ou borbulhagem de gás ou dispersão de um sólido tal como um pó ou partículas, em um lí- 15 quido, etc.
Também é possível gerar microbolhas em um líquido.
Alternativamente, a abertura (a abertura externa 26) pode ser fornecida em uma parte do eixo de acionamento 20 para ficar localizada dentro da substância agitável.
Neste caso, a substância agitável 50 pode ser fortemente sugada para dentro da passagem de fluxo 316 via passagem 20 dentro do eixo 22, de maneira que se torna possível descarregar rapidamen- te um gás, tal como ar, estagnando nas passagens de fluxo 316, pela porta de saída 314. Isto torna possível impedir deterioração na capacidade de agi- tação por causa de estagnação de gás na passagem de fluxo 316. Na terceira modalidade, um dispositivo de abastecimento 60 po- 25 de ser conectado à passagem dentro do eixo 22 para fornecer um fluido ou uma mistura de um fluido e um sólido para a passagem de fluxo 316 via passagem dentro do eixo 22. Neste caso, um gás, um líquido, ou uma mistu- ra de um gás e/ou um líquido, e um sólido tal como um pó ou partículas, po- de ser fornecido de modo forçado para dentro da passagem de fluxo 316, de 30 maneira que se torna possível executar de forma significativamente eficiente várias operações de mistura/agitação e de dispersão.
Adicionalmente, com base no controle da unidade de fornecimento 60, um grau de mistura, dis-
persão ou borbulhagem, etc., pode ser ajustado de forma apropriada.
Na terceira modalidade, o corpo de rotor 310 é configurado de tal maneira que uma seção transversal do mesmo perpendicular ao eixo de rotação tem uma forma circular.
Assim, torna-se possível eliminar uma força 5 agindo contra durante início da rotação, e permitir que dano, raspagem ou similar do rotor de agitação 300 ou de um recipiente contendo uma substân- cia agitável se torne menos provável de ocorrer mesmo se o rotor de agita- ção 300 se chocar contra o recipiente ou similar.
Adicionalmente, a ocorrên- cia de desequilíbrio com relação ao eixo de rotação pode ser minimizada, de 10 maneira que se torna possível quase eliminar vibração, sacudida ou similar que de outro modo ocorreria durante a rotação.
Isto torna possível executar uma operação de agitação em um modo seguro e eficiente, independente de propósitos pretendidos.
Na terceira modalidade, o corpo de rotor 310 é configurado em 15 uma forma semiesférica.
Assim, torna-se possível gerar fluxos fortes na subs- tância agitável, e permitir que a porta de entrada 312 seja deslocada para uma posição nas proximidades de uma área estreita, tal como um canto do recipiente, a fim de puxar uma substância estagnada.
Em outras palavras, torna-se possível executar de forma suficiente a operação de agitação por 20 todo o recipiente.
O corpo de rotor 310 pode ser configurado em uma forma elipsoidal.
Tal como para a forma do corpo de rotor 310, é preferível reduzir uma espessura na direção do eixo de rotação por inteiro.
Neste caso, torna-se possível fortalecer adicionalmente o fluxo irradiando para fora do rotor de agi- tação 300 a fim de melhorar as capacidades de agitação e de mistura. 25 Na terceira modalidade, o rotor de agitação 300 inclui uma plura- lidade das portas de saída 314, em que a porta de entrada 312 é fornecida com relação a uma respectiva porta de saída da pluralidade das portas de saída 314. Assim, uma taxa de fluxo na passagem de fluxo 316 pode ser mantida em um valor alto de forma apropriada, de maneira que se torna 30 possível impedir deterioração na capacidade de agitação por causa de acú- mulo de substâncias estagnadas dentro da passagem de fluxo 316. Na terceira modalidade, a porta de entrada 312 é fornecida em um lado oposto ao eixo de acionamento 20. Isto torna possível puxar uma substância estagnada no fundo do recipiente a fim de executar uma opera- ção de agitação segura livre de desigualdade.
Além do mais, torna-se possí- vel executar a operação de agitação sem desestabilizar um nível da subs- 5 tância agitável.
Na terceira modalidade, a porta de entrada 312 é fornecida em um lado externo na direção centrífuga com relação ao eixo de rotação.
Neste caso, o corpo de rotor 310 pode ter uma parte fornecida no centro de uma extremidade distal do mesmo para se estender externamente com relação à 10 porta de entrada 312. Assim, mesmo se o rotor de agitação 300 for desloca- do para uma posição próxima a uma superfície de parede do recipiente, tor- na-se possível evitar uma situação onde o rotor de agitação 300 puxando é colocado em contato com a superfície de parede e assim a porta de entrada 312 é fechada.
Isto torna possível executar uma operação de agitação está- 15 vel mesmo nos casos onde o rotor de agitação 300 é operado manualmente.
Na terceira modalidade, a porta de entrada 312 pode ser forne- cida com relação à porta de saída 314 em relação de pluralidade para uma.
Neste caso, mais fluxos confusos podem ser gerados.
Isto é efetivo, por e- xemplo, na dispersão ou emulsificação de forma eficiente de uma mistura de 20 água e óleo.
Particularmente, a pluralidade das portas de entrada 312 que se comunicam com uma porta de saída 314 pode ser disposta de tal maneira que elas são diferentes umas das outras em termos de uma distância a partir do eixo de rotação na direção centrífuga, para permitir que as respectivas forças de sucção em duas das portas de entrada 312 se tornem diferente 25 uma da outra, de maneira que se torna possível gerar mais fluxos confusos a fim de executar de forma eficiente a dispersão ou emulsificação.
O dispositivo de agitação 400 baseado na terceira modalidade compreende a pluralidade dos rotores de agitação 300 dispostos na direção do eixo de rotação.
Isto torna possível melhorar adicionalmente as capaci- 30 dades de agitação e de mistura.
Quarta Modalidade Uma estrutura de um rotor de agitação 500 de acordo com uma quarta modalidade da presente invenção será descrita a seguir.
A figura 42(a), a figura 42(b) e a figura 42(c) são uma vista superior plana do rotor de agitação 500, uma vista frontal do rotor de agitação 500 (uma vista lateral é idêntica a isto), e uma vista inferior do rotor de agitação 500, respectivamen- 5 te.
Tal como ilustrado nas figuras 42(a) a 42(c), o rotor de agitação 500 compreende uma corpo de rotor de forma semiesférica 510, uma pluralidade das portas de entrada 512 fornecidas em uma superfície externa do corpo de rotor 510, uma pluralidade das portas de saída 514 fornecidas na superfície externa do corpo de rotor 510, e uma passagem de fluxo 516 formada dentro 10 do corpo de rotor 510 para comunicar as portas de entrada 512 com as por- tas de saída 514. Na modalidade ilustrada, o corpo de rotor 510 é concretizado em uma forma semiesférica que é uma forma obtida ao dividir uma esfera em metades.
Assim, a superfície externa do corpo de rotor 510 compreende 15 uma superfície superior plana 510a que é uma superfície perpendicular a um eixo geométrico central C do corpo de rotor 510, e uma superfície inclinada esférica 510b que é uma superfície inclinada com relação ao eixo geométri- co central C.
Mais especificamente, a superfície inclinada 510b é formada como uma superfície que se estende para se tornar gradualmente mais dis- 20 tante do eixo geométrico central C, em uma direção de um lado (lado inferior na figura 42(b)) para o outro lado (lado superior na figura 42(b)) do eixo ge- ométrico central C.
Em outras palavras, o corpo de rotor 510 é configurado em uma forma onde uma espessura do mesmo em uma direção do eixo ge- ométrico central C diminui gradualmente na direção de um lado externo em 25 uma direção radial do mesmo.
O corpo de rotor 510 tem uma parte de conexão 518 fornecida no centro da superfície superior 510a do mesmo para permitir que um eixo de acionamento 20 associado com uma unidade de acionamento tal como um motor seja conectado a isto.
Assim, o rotor de agitação 500 é adaptado 30 para ser girado em volta de um eixo de rotação definido pelo eixo geomé- trico central C do corpo de rotor 510. Uma técnica para a conexão entre o eixo de acionamento 20 e a parte de conexão 518 pode ser qualquer uma de dispositivos convencionais, tais como conexão de rosca ou conexão de encaixe. Na quarta modalidade, uma parte do corpo de rotor 510 a não ser a passagem de fluxo 516 é configurada como uma estrutura sólida para 5 fornecer resistência aprimorada para o corpo de rotor 510. Um material para formar o corpo de rotor 510 não está limitado particularmente, mas um mate- rial apropriado adequado para suas condições de uso, tal como metal, cerâ- mica, resina, borracha ou madeira, pode ser empregado. O corpo de rotor 510 na quarta modalidade é projetado em uma configuração simples e facil- 10 mente fabricável ou usinável, de maneira que se torna possível formar o cor- po de rotor 510 a partir de uma grande variedade de materiais sem ser res- tringido por processos de produção. Com base na configuração do corpo de rotor 510 em uma forma simples como esta, a ocorrência de desequilíbrio com relação ao eixo de 15 rotação pode ser minimizada. Assim, na quarta modalidade, torna-se possí- vel quase eliminar vibração, sacudida ou similar que de outro modo ocorreria durante a rotação, diferentemente de um impulsor ou similar que provavel- mente causaria desequilíbrio. As portas de entrada 512 são fornecidas em uma região de ex- 20 tremidade distal (região da superfície inclinada 510b no lado do eixo geomé- trico central C) do corpo de rotor 510 em um lado oposto à parte de conexão
518. Na quarta modalidade, o número das portas de entrada 512 é quatro, em que as quatro portas de entrada 512 são dispostas lado a lado em um círculo tendo um centro no eixo geométrico central C, em relação de espa- 25 çadas igualmente umas das outras, e cada uma das quatro portas de entra- da 512 é formada na mesma direção que aquela do eixo geométrico central C. As portas de saída 514 são fornecidas em uma região de superfície late- ral (região da superfície inclinada 510b no lado da superfície superior 510a) do corpo de rotor 510. Mais especificamente, na quarta modalidade, o núme- 30 ro das portas de saída 514 é quatro, em que cada uma das quatro portas de saída 514 é fornecida em uma posição mais para fora em uma direção cen- trífuga (direção radial) a partir do eixo geométrico central C do corpo de rotor
510 (em uma posição mais distante do eixo geométrico central C em uma direção perpendicular ao eixo geométrico central C) do que uma porta de entrada correspondente das portas de entrada 512. Adicionalmente, cada uma das portas de saída 514 é formada em uma direção perpendicular ao 5 eixo geométrico central C.
A passagem de fluxo 516 é formada como uma passagem co- municando cada uma das portas de entrada 512 com uma porta de saída correspondente das portas de saída 514. Em outras palavras, na quarta mo- dalidade, o número das passagens de fluxo 516 formadas dentro do corpo 10 de rotor 510 é quatro.
Cada uma das passagens de fluxo 516 é formada pa- ra se estender linearmente a partir da porta de entrada 512 ao longo do eixo geométrico central C, e então, após dobrar em um ângulo reto, se estender linearmente na direção centrífuga do corpo de rotor 510 para alcançar a por- ta de saída 514 correspondente. 15 Na terceira modalidade, cada uma das passagens de fluxo 516 é configurada exatamente tal como descrito para permitir que um conjunto composto pela porta de entrada 512, a porta de saída 514 e a passagem de fluxo 516 seja facilmente formado por meio de uma operação de furação u- sando uma furadeira.
Especificamente, o conjunto composto pela porta de 20 entrada 512, a porta de saída 514 e a passagem de fluxo 516 pode ser for- mado facilmente ao fazer um furo a partir de uma posição da porta de entra- da 512 ao longo do eixo geométrico central C, e fazer um furo a partir de uma posição da porta de saída 514 na direção do eixo geométrico central C.
Embora a passagem de fluxo 516 na quarta modalidade esteja configurada 25 de tal maneira que uma seção transversal da mesma tem uma forma circu- lar, a forma seccional transversal não está limitada a isto, mas pode ser qualquer outra forma adequada tal como uma forma elíptica ou uma forma poligonal.
Uma operação do rotor de agitação 500 será descrita a seguir.
A 30 figura 43(a) é uma vista superior plana ilustrando a operação do rotor de agi- tação 500, e a figura 43(b) é uma vista frontal ilustrando a operação do rotor de agitação 500. O rotor de agitação 500 é adaptado para ser acionado e girado em volta do eixo geométrico central C pelo eixo de acionamento 20, dentro de uma substância agitável que é um fluido, a fim de mexer a subs- tância agitável.
Ao girar o rotor de agitação 500 em uma condição em que ele 5 está imerso em um fluido, uma parte do fluido entrando em cada uma das passagens de fluxo 516 também é girada juntamente com o rotor de agita- ção 500. Então, uma força centrífuga é aplicada ao fluido dentro da passa- gem de fluxo 516, e assim o fluido dentro da passagem de fluxo 516 flui na direção de um lado externo na direção radial do rotor de agitação 500, tal 10 como ilustrado nas figuras 43(a) e 43(b). Cada uma das portas de saída 514 é fornecida mais externamente na direção centrífuga do corpo de rotor 510 do que uma porta de entrada correspondente das portas de entrada 512, de maneira que a força centrífuga se torna mais forte na porta de saída 514 do que na porta de entrada 512. Assim, desde que o rotor de agitação 500 este- 15 ja sendo girado, o fluido flui da porta de entrada 512 na direção da porta de saída 514. Mais especificamente, o fluido dentro da passagem de fluxo 516 é jateado para fora pela porta de saída 514, e simultaneamente o fluido no lado de fora é sugado pela porta de entrada 512 para dentro da passagem de fluxo 516. Consequentemente, um fluxo irradiando para fora da região de 20 superfície lateral com a porta de saída 514 e um fluxo direcionado para a região de extremidade distal com a porta de entrada 512 serão gerados no fluido em volta do rotor de agitação 500. Adicionalmente, ao girar o rotor de agitação 500 em uma condi- ção em que ele está imerso no fluido, uma parte do fluido adjacente a uma 25 superfície externa do rotor de agitação 500 é girada juntamente com o rotor de agitação 500 pelo efeito de viscosidade.
Assim, uma força centrífuga também é aplicada ao fluido adjacente à superfície externa do rotor de agita- ção 500, de maneira que o fluido adjacente à superfície externa flui para uma proximidade de cada uma das portas de saída 514 ao longo da superfí- 30 cie externa do rotor de agitação 500, e se torna um fluxo acompanhado pelo fluxo de jato da porta de saída 514, tal como ilustrado nas figuras 43(a) e 43(b).
Na quarta modalidade, o corpo de rotor 510 é configurado em uma forma semiesférica para permitir que um fluxo adjacente à região de extremidade distal do rotor de agitação 500 seja combinado uniformemente com o fluxo irradiando para fora da região de superfície lateral.
Além do 5 mais, o corpo de rotor 510 configurado na forma indicada acima permite que uma parte do fluxo direcionado para a região de extremidade distal do rotor de agitação 500 seja guiada uniformemente nas proximidades de cada uma das portas de saída 514 ao longo da superfície inclinada 510b e combinada com o fluxo irradiando para fora da região de superfície lateral.
Isto torna 10 possível gerar fluxos fortes no fluido circundante, de maneira que o rotor de agitação 500 se torna capaz de executar uma operação de agitação eficien- te.
Além disso, na quarta modalidade, cada uma das portas de saí- da 514 é fornecida na superfície inclinada 510b, isto é, uma superfície se 15 estendendo para se tornar gradualmente mais distante do eixo de rotação (eixo geométrico central C) em uma direção de um lado para o outro lado do eixo de rotação, para permitir que uma operação de agitação efetiva seja executada mesmo para um fluido de alta viscosidade.
Especificamente, em uma operação de agitar um fluido de alta 20 viscosidade usando um rotor de agitação projetado de tal maneira que cada uma das portas de saída 514 é fornecida em uma superfície paralela ao eixo de rotação (eixo geométrico central C), um gás nas passagens de fluxo 516 (por exemplo, ar residindo nas passagens de fluxo 516 antes da imersão no fluido) não pode ser descarregado adequadamente, o que provavelmente 25 tornará impossível jatear para fora o fluido pelas portas de saída 514. Por meio de várias pesquisas e testes experimentais com o fenômeno indicado acima, o inventor desta aplicação descobriu que, quando a porta de saída 514 é fornecida na superfície inclinada 510b, isto é, uma superfície inclinada com relação ao eixo de rotação (eixo geométrico central C), em vez de na 30 superfície paralela ao eixo de rotação, um gás na passagem de fluxo 516 pode ser descarregado imediatamente mesmo com um fluido de alta visco- sidade.
Mais especificamente, com base em fornecer a porta de saída 514 na superfície inclinada 510b, é possibilitado que uma região da porta de saída 514 no lado de uma extremidade distal (lado de extremidade distal) do rotor de agitação 500 (em um lado oposto à parte de conexão 518) e uma 5 região da porta de saída 514 no lado do eixo de acionamento (lado de eixo de acionamento) (no lado da parte de conexão 518) se tornem diferentes uma da outra em termos de uma distância a partir do eixo de rotação, de maneira que se torna possível causar uma diferença em velocidade circunfe- rencial e em força centrífuga entre a região de lado de extremidade distal e a 10 região de lado de eixo de acionamento da porta de saída 514. Então, com base na diferença em velocidade circunferencial e em força centrífuga na porta de saída 514, turbulências são geradas em uma região da passagem de fluxo 516 adjacente à porta de saída 514 para perturbar um gás estag- nando na passagem de fluxo 516, de maneira que se torna possível descar- 15 regar rapidamente o gás pela porta de saída 514. Adicionalmente, com base em fornecer a porta de saída 514 na superfície inclinada 510b, a porta de saída 514 pode ser disposta em uma posição nas proximidades de um ponto de separação 510c onde um fluxo ao longo da superfície inclinada 510b se separa da superfície inclinada 510b e 20 se torna um fluxo na direção centrífuga (ou o ponto de separação 510C pode ser estabelecido dentro da porta de saída 514). No ponto de separação 510a, uma pressão negativa é gerada juntamente com o fluxo que inicia a se separar da superfície inclinada 510b.
Assim, com base em arranjar a porta de saída 514 em uma posição nas proximidades do ponto de separação 25 510c, um gás estagnando na passagem de fluxo 516 pode ser sugado para fora pela porta de saída 514 disposta próxima pela pressão negativa.
Tal como indicado anteriormente, na quarta modalidade, a porta de saída 512 é fornecida na superfície inclinada 510b que é uma superfície se estendendo para se tornar gradualmente mais distante do eixo de rotação 30 (eixo geométrico central C), em uma direção de um lado para o outro lado do eixo de rotação.
Assim, mesmo com um fluido de alta viscosidade, um gás na passagem de fluxo 516 pode ser descarregado disto imediatamente após início de uma operação de agitação a fim de executar a operação de agita- ção em um modo rápido e eficiente.
Além do mais, mesmo se um gás entrar na passagem de fluxo 516 por algum motivo, o gás introduzido pode ser descarregado imediatamente pela passagem de fluxo 516, de maneira que 5 se torna possível alcançar de forma estável a capacidade de agitação.
Adicionalmente, na quarta modalidade, com base em um efeito sinérgico da diferença em velocidade circunferencial e em força centrífuga na porta de saída 514, e a pressão negativa no ponto de separação 510c, o fluxo irradiando para fora do rotor de agitação 500 pode ser gerado como um 10 fluxo mais confuso (fluxo turbulento), de maneira que se torna possível obter uma maior capacidade de agitação do que sempre antes de.
As figuras 44(a) e 44(b) são diagramas esquemáticos ilustrando um exemplo de como o rotor de agitação 500 é usado.
Tal como ilustrado nas figuras 44(a) e 44(b), o rotor de agitação 500 é usado em uma condição 15 em que ele é conectado a um eixo de acionamento 20 de uma unidade de acionamento 30 tal como um motor, e imerso em uma substância agitável 50 que é um fluido contido em um recipiente 40. A unidade de acionamento 30 pode ser um tipo fixado ao recipiente 40, uma armação ou similar, ou pode ser um tipo adaptado para ser retida e operada manualmente por um usuá- 20 rio.
Ao girar o rotor de agitação 500 pela unidade de acionamento 30, um fluxo irradiando para fora do rotor de agitação 500 e um fluxo direcio- nado para a região de extremidade distal do rotor de agitação 500 são gera- dos, tal como descrito anteriormente.
Como resultado, tal como ilustrado nas 25 figuras 44(a) e 44(b), fluxos de circulação confusos são gerados na substân- cia agitável 50, de maneira que a substância agitável 50 será agitada de forma suficiente pelos fluxos de circulação.
Em uma operação de dispersar uma substância estagnada acu- mulada no fundo do recipiente 40, a região de extremidade distal do rotor de 30 agitação 500 pode ser deslocada para uma posição próxima ao fundo do recipiente 40. Isto torna possível puxar para cima a substância estagnada pelas portas de entrada 512 e jateá-la para fora pelas portas de saída 514 a fim de dispersar de forma suficiente a substância estagnada na substância agitável 50. Adicionalmente, em uma operação de dispersar uma substância estagnada acumulada em um canto do recipiente 40, a região de extremida- de distal do rotor de agitação 500 pode ser deslocada para uma posição 5 próxima ao canto do recipiente 40. Na quarta modalidade, o corpo de rotor 510 é configurado em uma forma semiesférica, de maneira que as portas de entrada 512 podem ser deslocadas mesmo para uma posição nas proximi- dades de um canto estreito. Na quarta modalidade, o corpo de rotor 510 é configurado em 10 uma forma semiesférica, isto é, configurado para não ter colisão com a subs- tância agitável 50 durante a rotação, de maneira que se torna possível quase eliminar uma força agindo contra que de outro modo ocorreria durante início da rotação. Além do mais, diferentemente de um impulsor ou similar, o corpo de rotor 510 não tem protuberância aguçada, de maneira que se torna pos- 15 sível reduzir um risco de que o rotor de agitação 500 ou o recipiente 40 seja danificado ou raspado, mesmo se o rotor de agitação 500 se chocar contra uma superfície de parede do recipiente 40. Assim, um usuário pode deslocar o rotor de agitação 500 para uma posição próxima à superfície de parede do recipiente 40 com um sentimento de segurança a fim de executar de forma 20 suficiente a operação de agitação por todo o recipiente 40. Além do mais, torna-se possível impedir que fragmentos ou lascas do rotor de agitação 500 ou do recipiente 40, etc., sejam misturados facilmente na substância agitável
50. Na quarta modalidade, cada uma das portas de entrada 512 é 25 fornecida em uma posição levemente para fora de um centro da região de extremidade distal do rotor de agitação 500 (levemente para fora do eixo geométrico central C como o eixo de rotação) a fim de impedir que a porta de entrada 512 seja fechada mesmo quando a região de extremidade distal do rotor de agitação 500 é colocada em contato com a superfície de parede 30 do recipiente 40. Isto torna possível operar de forma estável o rotor de agita- ção 500 mesmo em uma posição adjacente à superfície de parede do recipi- ente 40.
Na quarta modalidade, uma área seccional transversal da porta de entrada 512 (área seccional transversal da porta de entrada 512 perpen- dicular a um fluxo passando através dela) é estabelecida para ser aproxima- damente igual a uma área seccional transversal da porta de saída 514 (área 5 seccional transversal da porta de saída 514 perpendicular a um fluxo pas- sando através dela). Alternativamente, as duas áreas seccionais transver- sais podem ser estabelecidas para serem diferentes uma da outra, depen- dendo de propósitos pretendidos do rotor de agitação 500, etc.
Entretanto, a fim de permitir que um fluido (substância agitável) flua uniformemente atra- 10 vés da passagem de fluxo 516 sem estagnação a fim de obter uma capaci- dade de agitação efetiva, uma razão da área seccional transversal da porta de entrada 512 (área seccional transversal da porta de entrada 512 perpen- dicular a um fluxo passando através dela) para a área seccional transversal da porta de saída 514 (área seccional transversal da porta de saída 514 per- 15 pendicular a um fluxo passando através dela) preferivelmente é estabelecida em uma faixa de 1/3 para 3, mais preferivelmente em uma faixa de 1/2 para 2, preferivelmente de modo particular em uma faixa de 5/6 para 1,2. Na terceira modalidade, em virtude de usinabilidade, a passa- gem de fluxo 516 é configurada em uma forma dobrada em um ângulo apro- 20 ximadamente reto.
Alternativamente, a passagem de fluxo 516 pode ser con- figurada como uma passagem curvada uniformemente, ou pode ser configu- rada para comunicar a porta de entrada 512 e a porta de saída 514 em uma linha reta.
Com base em configurar a passagem de fluxo 516 neste modo, uma resistência ao fluxo na passagem de fluxo 516 pode ser reduzida, de 25 maneira que se torna possível fortalecer adicionalmente um fluxo a ser gera- do pelo rotor de agitação 500, a fim de melhorar capacidade de agitação.
Na quarta modalidade, cada uma das portas de saída 514 pode ser disposta deslocada com relação a uma porta correspondente das portas de entrada 512 em uma direção de rotação do rotor de agitação 500 de uma 30 tal maneira que uma região de uma passagem de fluxo correspondente das passagens de fluxo 516 em relação contínua para a porta de saída 514 é configurada para formar um ângulo com relação à direção centrífuga do rotor de agitação 500. Alternativamente ou de forma adicional, a porta de saída 514 pode ser disposta deslocada na direção do eixo de rotação de uma tal maneira que uma região da passagem de fluxo 516 em relação contínua pa- ra a porta de saída 514 é configurada para ser orientada no lado de uma 5 extremidade distal (lado de extremidade distal) do corpo de rotor 510 (em um lado oposto à parte de conexão 518), ou para ser orientada no lado do eixo de acionamento (lado de eixo de acionamento) (no lado da parte de conexão 518). Com base em estabelecer de forma apropriada uma direção de um fluxo de jato da porta de saída 514 no modo indicado acima, um fluxo ideal 10 para uma operação de agitação eficiente pode ser obtido.
Na quarta modalidade, a porta de entrada 512 pode ser forneci- da no lado de eixo de acionamento (na superfície superior 510a). Neste ca- so, todas da pluralidade das portas de entrada 512 podem ser fornecidas no lado de eixo de acionamento.
Alternativamente, a pluralidade das portas de 15 entrada 512 pode ser disposta de tal maneira que uma parte da mesma é fornecida no lado de extremidade distal e uma parte remanescente da mes- ma é fornecida no lado de eixo de acionamento.
Alternativamente, a porta de entrada 512 e a parte de conexão 518 podem ser fornecidas na superfície inclinada 510b.
Neste caso, a superfície superior 510a fica localizada no lado 20 de uma extremidade distal do rotor de agitação 500. Com base em estabele- cer de forma apropriada o arranjo das portas de entrada 512, um fluxo ideal para um propósito pretendido pode ser gerado.
Na quarta modalidade, a porta de entrada 512 pode ser forne- cida com relação à porta de saída 514 em relação de uma para pluralidade, 25 em que a passagem de fluxo 516 é configurada para se estender a partir da uma porta de entrada 512 e então ramificar na direção da pluralidade das portas de saída 514. Neste caso, a fim de permitir que um fluido flua uniformemente através da passagem de fluxo 516 sem estagnação a fim de obter uma capacidade de agitação efetiva, uma razão de uma área sec- 30 cional transversal da uma porta de entrada 512 (área seccional transversal da porta de entrada 512 perpendicular a um fluxo passando através dela) para uma soma das respectivas áreas seccionais transversais da pluralida-
de das portas de saída 514 (áreas seccionais transversais das portas de saída 514 perpendiculares a um fluxo passando através delas) preferivel- mente é estabelecida em uma faixa de 1/3 para 3, mais preferivelmente em uma faixa de 1/2 para 2, preferivelmente de modo particular em uma faixa 5 de 5/6 para 1,2. Na quarta modalidade, o corpo de rotor 510 é configurado como uma estrutura sólida.
Alternativamente, o corpo de rotor 510 pode ser confi- gurado como uma estrutura oca, em que uma passagem de fluxo semelhan- te a tubo 516 pode ser fornecida na mesma.
Neste caso, o corpo de rotor 10 510 pode ser configurado como uma estrutura leve.
Embora o corpo de rotor 510 na quarta modalidade esteja confi- gurado em uma forma semiesférica, a forma do corpo de rotor 510 não está limitada a isto, mas pode ser qualquer outra forma adequada desde que ele tenha a superfície inclinada 510b que se estende para se tornar gradualmen- 15 te mais distante do eixo de rotação (eixo geométrico central C), em uma di- reção de um lado para o outro lado do eixo de rotação.
Por exemplo, o corpo de rotor 510 pode ter uma forma esférica, ou pode ter uma forma elipsoidal ou uma forma semielipsoidal.
Alternativamente, o corpo de rotor 510 pode ter uma forma esférica parcial tal como uma parte de uma esfera, ou uma 20 forma elipsoidal parcial tal como uma parte de uma elipsoide.
As figuras 45(a) a 45(c) e as figuras 46(a) a 46(c) são vistas frontais (vistas laterais) ilustrando exemplos onde o corpo de rotor 510 é configurado em uma forma esférica.
Tal como ilustrado nas figuras 45(a) a 46(c), quando o corpo de rotor 510 é configurado em uma forma esférica, as 25 duas superfícies inclinadas 510b, 510d são formadas em respectivas regiões no lado de extremidade distal e no lado de eixo de acionamento.
Em casos onde o corpo de rotor 510 tem uma pluralidade das superfícies inclinadas, uma porta de saída 514 pode ser fornecida em qualquer uma das superfícies inclinadas, independente de uma posição de uma porta de entrada 512. 30 Por exemplo, tal como ilustrado na figura 45(a), o corpo de rotor 510 pode ser projetado de tal maneira que uma porta de entrada 512 é for- necida no lado de extremidade distal, e uma porta de saída 514 que se co-
munica com a porta de entrada 512 é fornecida na superfície inclinada de lado de extremidade distal 510b.
Alternativamente, embora a ilustração este- ja omitida, o corpo de rotor 510 pode ser projetado de tal maneira que uma porta de entrada 512 é fornecida no lado de eixo de acionamento, e uma 5 porta de saída 514 que se comunica com a porta de entrada 512 é fornecida na superfície inclinada de lado de eixo de acionamento 510d.
Alternativamente, tal como ilustrado na figura 45(b), o corpo de rotor 510 pode ser projetado de tal maneira que uma primeira porta de en- trada 512 e uma segunda porta de entrada 512 são fornecidas, respectiva- 10 mente, no lado de extremidade distal e no lado de eixo de acionamento, e uma primeira porta de saída 514 que se comunica com a primeira porta de entrada 512 e uma segunda porta de saída 514 que se comunica com a se- gunda porta de entrada 512 são fornecidas, respectivamente, na superfície inclinada de lado de extremidade distal 510b e na superfície de lado de eixo 15 de acionamento 510d.
Alternativamente, tal como ilustrado na figura 45(c), o corpo de rotor 510 pode ser projetado de tal maneira que uma porta de entrada 512 é fornecida no lado de extremidade distal, e uma porta de saída 514 que se comunica com a porta de entrada 512 é fornecida na superfície inclinada de 20 lado de eixo de acionamento 510d.
Alternativamente, embora a ilustração esteja omitida, o corpo de rotor 510 pode ser projetado de tal maneira que uma porta de entrada 512 é fornecida no lado de eixo de acionamento, e uma porta de saída 514 que se comunica com a porta de entrada 512 é for- necida na superfície inclinada de lado de extremidade distal 510b. 25 Alternativamente, tal como ilustrado na figura 46(a), o corpo de rotor 510 pode ser projetado de tal maneira que um primeiro conjunto de uma primeira porta de entrada 512 fornecida no lado de extremidade distal e uma primeira porta de saída 514 que se comunica com a primeira porta de entrada 512 e fornecida na superfície inclinada de lado de eixo de aciona- 30 mento 510d, e um segundo conjunto de uma segunda porta de entrada 512 fornecida no lado de eixo de acionamento e uma segunda porta de saída 514 que se comunica com a segunda porta de entrada 512 e fornecida na superfície inclinada de lado de extremidade distal 510b são dispostos alter- nadamente.
Alternativamente, tal como ilustrado na figura 46(b), o corpo de rotor 510 pode ser projetado de tal maneira que uma passagem de fluxo 516 5 é ramificada em uma posição intermediária da mesma para comunicar uma porta de entrada 512 fornecida no lado de extremidade distal do mesmo com ambas de uma primeira porta de saída 514 e uma segunda porta de saída 514 fornecidas, respectivamente, na superfície inclinada de lado de extremi- dade distal 510b e na superfície inclinada de lado de eixo de acionamento 10 510d.
Neste caso, embora a ilustração esteja omitida, cada uma de a primeira porta de saída 514 e a segunda porta de saída 514 fornecidas, respectiva- mente, na superfície inclinada de lado de extremidade distal 510b e na super- fície inclinada de lado de eixo de acionamento 510d, pode se comunicar com uma porta de entrada 512 fornecida no lado de eixo de acionamento. 15 Alternativamente, tal como ilustrado na figura 46(c), uma primei- ra porta de entrada 512 e uma segunda porta de entrada 512 fornecidas, respectivamente, no lado de extremidade distal e no lado de eixo de acio- namento, podem se comunicar com uma primeira porta de saída 514 e com uma segunda porta de saída 514 fornecidas, respectivamente, na superfície 20 inclinada de lado de extremidade distal 510b e na superfície inclinada de lado de eixo de acionamento 510d.
Com base em arranjar de forma apropriada a porta de entrada 512 e a porta de saída 514 e fornecer de forma apropriada comunicação en- tre elas exatamente como descrito, um fluxo adequado para um propósito 25 pretendido pode ser gerado, de maneira que se torna possível executar uma operação de agitação eficiente.
As figuras 47(a) a 47(c) são vistas frontais ilustrando exemplos de uma forma modificada do corpo de rotor 510. O corpo de rotor 510 pode ser configurado em uma forma tendo uma superfície inclinada, tal como um 30 cone circular ou um tronco de cone, ou pode ser configurado em uma forma de uma combinação de um cone circular ou tronco de cone, e outro corpo tridimensional, tal como uma coluna circular ou uma semiesfera.
A figura 47(a) ilustra um exemplo onde o corpo de rotor 510 é configurado em uma forma de tronco de cone.
Nesta modificação, a porta de entrada 512 é fornecida em uma superfície inferior 510e (superfície plana em um lado oposto à parte de conexão 518). Alternativamente, a porta de entra- 5 da 512 pode ser fornecida em uma superfície inclinada 510b.
A figura 47(b) ilustra um exemplo onde o corpo de rotor 510 é configurado em uma forma de uma combinação de um cone circular e uma coluna circular.
Nesta modificação, a porta de saída 514 é fornecida para se estender sobre um limite entre uma superfície inclinada 510b da parte de 10 cone circular no lado de extremidade distal e uma superfície lateral 501f (su- perfície paralela ao eixo geométrico central C) da parte de coluna circular no lado de eixo de acionamento.
Em casos onde a superfície inclinada 510b é fornecida adjacente à superfície lateral 501f paralela ao eixo geométrico cen- tral C, tal como na modificação indicada acima, a porta de saída 514 pode 15 ser fornecida de tal maneira que somente uma parte da porta de saída 514 fica localizada na superfície inclinada 510b.
Mesmo se a porta de saída 514 for disposta neste modo, é pos- sível causar uma diferença em velocidade circunferencial e em força centrí- fuga entre a região de lado de extremidade distal e a região de lado eixo de 20 acionamento da porta de saída 514, e arranjar a porta de saída 514 em uma posição nas proximidades do ponto de separação 510c, a fim de alcançar o efeito vantajoso descrito em conexão com a figura 43. Neste caso, a porta de saída 514 pode ser formada como um furo alongado para permitir que uma parte da mesma se estenda da superfície lateral 510f paralela ao eixo 25 geométrico central C para a superfície inclinada 510b.
A figura 47(c) ilustra um exemplo onde o corpo de rotor 510 é configurado em uma forma de uma combinação de dois troncos de cones.
Nesta modificação, duas superfícies inclinadas: uma superfície inclinada de lado de extremidade distal 510b e uma superfície inclinada de lado de eixo 30 de acionamento 510d, são formadas, tal como com o exemplo onde o corpo de rotor 510 é configurado em uma forma esférica.
Assim, com base em ar- ranjar de forma apropriada a porta de entrada 512 e a porta de saída 514 e fornecer de forma apropriada comunicação entre elas, um fluxo adequado para um propósito pretendido pode ser gerado, de maneira que se torna possível executar uma operação de agitação eficiente.
Além das formas mencionadas anteriormente, várias outras for- 5 mas podem ser empregadas como a forma do corpo de rotor 510. Especifi- camente, embora cada um dos exemplos anteriores esteja configurado de tal maneira que uma seção transversal perpendicular ao eixo de rotação (eixo geométrico central C) tem uma forma circular, a forma do corpo de rotor 510 não está limitada a isto.
Por exemplo, o corpo de rotor 510 pode ser configu- 10 rado de tal maneira que uma seção transversal perpendicular ao eixo de ro- tação tem uma forma poligonal, tal como de uma pirâmide de múltiplas faces ou de um tronco piramidal de múltiplas faces, ou pode ser configurado ao combinar uma coluna de múltiplas faces ou uma pirâmide de múltiplas faces com vários corpos tridimensionais para permitir que a seção transversal per- 15 pendicular ao eixo de rotação tenha uma forma poligonal.
Adicionalmente, uma pluralidade de segmentos convexos ou côncavos pode ser fornecida na superfície externa do corpo de rotor 510. Com base em configurar o corpo de rotor 510 na forma com ir- regularidades apropriadas tal como descrito anteriormente, um fluxo mode- 20 rado pode ser gerado em volta do rotor de agitação 500, de maneira que a capacidade de agitação pode ser melhorada em alguns casos.
Além da configuração da forma do corpo de rotor 510, um grau de aspereza ou uma forma côncavo-convexa mais fina da superfície do corpo de rotor 510 pode ser ajustada para controlar mais exatamente fluxos em volta do rotor de 25 agitação 500. Adicionalmente, a superfície externa do corpo de rotor 510 pode ser pintada ou colorida de modo variável para melhorar qualidade estética.
Adicionalmente, um elemento guia pode ser fornecido no corpo de rotor 510 para guiar um fluxo (fluxo de jato) da porta de saída 30 514 em uma dada direção.
As figuras 48(a) a 48(c) são vistas frontais ilustrando exemplos onde um elemento guia 519 é fornecido no corpo de rotor 510.
A figura 48(a) ilustra um exemplo onde o elemento guia 519 é fornecido no corpo de rotor 510 tendo uma forma semelhante à tampa que se estende na direção centrífuga pelo lado de eixo de acionamento com re- lação à porta de saída 514 e então dobra na direção do lado de extremidade 5 distal.
Nesta modificação, o elemento guia 519 é configurado para dobrar na direção do lado de extremidade distal.
Assim, tal como ilustrado na figura 48(a), um fluxo jateado para fora da porta de saída 514 é guiado pelo ele- mento guia 519, de uma tal maneira que uma direção do fluxo é mudada na direção do lado de extremidade distal. 10 Com base em fornecer o elemento guia 519 configurado em uma forma apropriada, nas proximidades da porta de saída 514 do corpo de rotor 510 exatamente como descrito, uma direção de fluxo de um fluxo de jato da porta de saída 514 pode ser controlada de forma apropriada.
Em outras pa- lavras, um fluxo a ser gerado pelo rotor de agitação 500 em volta do mesmo 15 pode ser controlado para ficar em um estado desejado, de maneira que se torna possível executar uma operação de agitação mais eficiente.
A figura 48(b) ilustra um exemplo onde o elemento guia 519 é fornecido no corpo de rotor 510 para ter uma forma semelhante à tampa que se estende na direção centrífuga pelo lado de extremidade distal com rela- 20 ção à porta de saída 514 e então dobra na direção do lado de eixo de acio- namento.
Tal como neste exemplo, o elemento guia 519 pode ser configura- do para guiar um fluxo de jato da porta de saída 514 na direção do lado de eixo de acionamento.
A figura 48(c) ilustra um exemplo onde o elemento guia 519 é 25 fornecido como um dispositivo para guiar um fluxo da porta de saída 514 na superfície inclinada de lado de extremidade distal 510b, na direção do lado de extremidade distal, e guiar um fluxo da porta de saída 514 na superfície inclinada de lado de eixo de acionamento 510d, na direção do lado de eixo de acionamento.
Tal como neste exemplo, o elemento guia 519 pode ser 30 configurado para guiar um fluxo de jato da porta de saída 514 na direção de ambos os lados de extremidade distal e de eixo de acionamento.
No exemplo ilustrado na figura 48(c), o elemento guia 519 pode compreender dois componentes separados: um para guiar um fluxo de jato na direção do lado de extremidade distal e o outro para guiar um fluxo de jato na direção do lado de eixo de acionamento, os quais podem ser forneci- dos como componentes separados.
Alternativamente, somente um de o e- 5 lemento guia 519 para guiar um fluxo de jato na direção do lado de extremi- dade distal e o elemento guia 519 para guiar um fluxo de jato na direção do lado de eixo de acionamento é fornecido para guiar um de o fluxo de jato da porta de saída 514 na superfície inclinada de lado de extremidade distal 510b e o fluxo de jato da porta de saída 514 na superfície inclinada de lado 10 de eixo de acionamento 510d.
Uma forma do elemento guia 519 não está limitada a essas ilus- tradas nas figuras 48(a) a 48(c), mas pode ser qualquer outra forma ade- quada capaz de guiar um fluxo de jato da porta de saída 514. Por exemplo, em vez de o elemento guia semelhante à tampa 519 se estender sobre a 15 circunferência total do corpo de rotor 510 tal como ilustrado nas figuras 48(a) e 48(c), o elemento guia 519 pode ser fornecido localmente adjacente à por- ta de saída 514. Adicionalmente, o elemento guia 519 pode ser configurado para guiar somente um fluxo de jato de uma parte da pluralidade das portas de saída 514, ou pode ser configurado para permitir que uma direção do 20 guia seja mudada alternadamente.
O elemento guia 519 pode ser formado integralmente com o corpo de rotor 510, ou pode ser formado separadamente do corpo de rotor 510 e então fixado ao corpo de rotor 510 por meio de recursos convencio- nais, tais como aparafusamento ou união.
No rotor de agitação provido com 25 o elemento guia 519, a porta de saída 514 pode ser fornecida em uma regi- ão de superfície a não ser a superfície inclinada 510b (510d), por exemplo, uma superfície lateral paralela ao eixo geométrico central C.
As figuras 49(a) a 49(c) são vistas frontais ilustrando exemplos onde a porta de entrada 512 se comunica com a porta de saída 514 em rela- 30 ção de pluralidade para uma.
A figura 49(a) ilustra um exemplo onde o corpo de rotor 510 é configurado em uma forma semiesférica, e a passagem de fluxo 516 é formada para comunicar a porta de entrada 512 com a porta de saída 514 na relação de duas para uma, em que as duas portas de entrada 512 são fornecidas no lado de extremidade distal e no lado de eixo de acio- namento (na superfície inclinada 510b e na superfície superior 510a), res- pectivamente.
Adicionalmente, neste exemplo, as duas portas de entrada 5 512 são dispostas deslocadas uma da outra para permitir que a porta de en- trada de lado de eixo de acionamento 512 fique localizada mais externamen- te na direção centrífuga a partir do eixo de rotação (eixo geométrico central C) do que a porta de entrada de lado de extremidade distal 512. Tal como indicado anteriormente, as respectivas passagens de 10 fluxo 516 da pluralidade das portas de entrada 512 podem ser combinadas conjuntamente e se comunicar com uma porta de saída 514. Isto é efetivo, por exemplo, ao agitar uma substância agitável compreendendo componen- tes completamente separáveis, tais como uma mistura de água e óleo para alcançar dispersão ou emulsificação.
Particularmente, a pluralidade das por- 15 tas de entrada 512 que se comunicam com uma porta de saída 514 pode ser disposta de tal maneira que elas são diferentes umas das outras em termos de uma distância a partir do eixo de rotação (eixo geométrico central C) na direção centrífuga (dispostas deslocadas umas das outras na direção centrí- fuga), para permitir que as respectivas forças de sucção em duas das portas 20 de entrada 512 se tornem diferentes uma da outra, de maneira que se torna possível gerar fluxos mais confusos a fim de executar de forma eficiente a dispersão ou emulsificação.
A figura 49(b) ilustra um exemplo onde o corpo de rotor 510 é configurado em uma forma esférica, e a porta de entrada 512 e a porta de 25 saída 514 se comunicam uma com a outra na relação de duas para uma, em que as duas portas de entrada 512 são fornecidas, respectivamente, no lado de extremidade distal e no lado de eixo de acionamento, e em que a porta de entrada de lado de extremidade distal 512 é fornecida em uma posição mais para fora na direção centrífuga a partir do eixo geométrico central C do 30 que a porta de entrada de lado de eixo de acionamento 512. Tal como neste exemplo, a porta de entrada de lado de extremidade distal 512 pode ser for- necida mais externamente na direção centrífuga do que a porta de entrada de lado de eixo de acionamento 512. Em outras palavras, qual de a porta de entrada de lado de extremidade distal 512 e a porta de entrada de lado de eixo de acionamento 512 deve ser fornecida mais externamente na direção centrífuga pode ser determinado de forma apropriada dependendo de pro- 5 pósitos pretendidos, etc.
No exemplo ilustrado na figura 49(b), o corpo de rotor 510 pode ser girado em uma condição em que a porta de entrada de lado de eixo de acionamento 512 fica exposta para um lado de fora da substância agitável.
Neste caso, um gás ou similar fora da substância agitável pode ser sugado 10 pela porta de entrada de lado de eixo de acionamento 512, de maneira que se torna possível dissolver um gás na substância agitável, ou arrastar bolhas de gás na substância agitável para misturá-la.
A figura 49(c) ilustra um exemplo onde o corpo de rotor 510 é configurado em uma forma de tronco de cone, e a passagem de fluxo 516 é 15 formada para comunicar a porta de entrada 512 com a porta de saída 514 na relação de duas para uma, em que cada uma das duas portas de entrada 512 é fornecida no lado de extremidade distal (na superfície inferior 510e). Tal como neste exemplo, a pluralidade das portas de entrada 512 que se comunicam com uma porta de saída 514 pode ser fornecida somente no la- 20 do de extremidade distal (ou no lado de eixo de acionamento). No rotor de agitação onde a pluralidade das portas de entrada 512 se comunica com uma porta de saída 514 tal como ilustrado nas figuras 49(a) a 49(c), a forma do corpo de rotor 510 não está limitada particularmen- te, mas qualquer forma adequada para um propósito pretendido, etc., pode 25 ser empregada.
É entendido que as portas de entrada 512 podem se comu- nicar com a porta de saída 513 na relação de três ou mais para uma.
No ro- tor de agitação onde a pluralidade das portas de entrada 512 se comunica com uma porta de saída 514, a porta de saída 514 pode ser fornecida em uma região de superfície a não ser a superfície inclinada 510b (510d), por 30 exemplo, uma superfície lateral paralela ao eixo geométrico central C.
As figuras 50(a) a 50(c) são vistas seccionais parciais ilustrando um exemplo onde uma passagem dentro do eixo 22 é fornecida no eixo de acionamento 20 conectado ao corpo de rotor 510. Especificamente, neste exemplo, tal como ilustrado, por exemplo, na figura 50(a), o eixo de aciona- mento 20 para acionar rotativamente o corpo de rotor 510 tem uma passa- gem dentro do eixo 22 formada no mesmo para se estender em uma direção 5 axial do mesmo.
O eixo de acionamento 20 tem: uma porta de conexão 24 fornecida em uma extremidade distal do mesmo para servir como uma aber- tura para comunicar a passagem dentro do eixo 22 com a passagem de flu- xo 516; e uma abertura externa 26 fornecida em uma dada posição de uma superfície lateral do eixo de acionamento 20 para servir como uma abertura 10 para comunicar a passagem dentro do eixo 22 com um lado de fora da subs- tância agitável 50. O corpo de rotor 510 tem um espaço comum 516a formado na região central do corpo de rotor 510 para servir como um espaço que se co- munica com todas as passagens de fluxo 516, em que a porta de conexão 15 24 na extremidade distal do eixo de acionamento 20 é aberta para o espaço comum 516a.
Especificamente, a parte de conexão 518 é configurada para permitir que a passagem dentro do eixo 22 do eixo de acionamento 20 se comunique com o espaço comum 516a, pelo que a passagem dentro do eixo 22 é conectada a todas as passagens de fluxo 516 por meio da porta de co- 20 nexão 24 e do espaço comum 516a.
Tal como indicado anteriormente, a passagem dentro do eixo 22 é fornecida no eixo de acionamento 20, e a uma extremidade (a porta de conexão 24) e a outra extremidade (a abertura externa 26) da passagem dentro do eixo 22 se comunicam, respectivamente, com a passagem de flu- 25 xo e o lado de fora da substância agitável 50, de maneira que se torna pos- sível um gás ou similar fora da substância agitável 50 ser sugado de forma eficiente para dentro das passagens de fluxo 516. Especificamente, o gás ou similar na passagem dentro do eixo 22 pode ser fortemente sugado por meio de uma pressão negativa a ser gerada no espaço comum 516a na região 30 central por fluxos nas passagens de fluxo 516 na direção do lado externo na direção centrífuga.
Adicionalmente, o gás externo ou similar é dividido em pequenas bolhas de gás de acordo com turbulências causadas pela pressão de sucção negativa, de maneira que se torna possível não somente permitir que o gás seja dissolvido ou borbulhado de forma eficiente no líquido, mas também gerar microbolhas no líquido.
No eixo de acionamento 20 provido com a passagem dentro do 5 eixo 22, a abertura externa 26 pode ser aberta para um líquido diferente da substância agitável 50 para misturar o líquido com a substância agitável 50. Em outras palavras, o rotor de agitação 500 tendo o eixo de acionamento 20 provido com a passagem dentro do eixo 22 permite que uma operação de misturar dois tipos de líquidos seja executada em um modo significativamen- 10 te eficiente.
Adicionalmente, juntamente com um líquido ou gás, um sólido, tal como um pó ou partículas, pode ser introduzido pela abertura externa 26. Neste caso, o sólido, tal como um pó, pode ser dispersado de forma eficiente na substância agitável 50. Por exemplo, isto torna possível executar uma operação de fornecer alimento enquanto dissolvendo oxigênio em água, em 15 uma fazenda de peixe.
A figura 50(b) ilustra um exemplo onde uma unidade de forneci- mento 60 é conectada à passagem dentro do eixo 22 para fornecer um fluido tal como um gás ou um líquido, ou uma mistura de um fluido e um sólido.
Neste exemplo, a unidade de fornecimento 60 é compreendida, por exemplo, 20 de uma bomba ou um compressor, e conectada à abertura externa 26 por meio de um tubo de fornecimento 62 e de uma junta giratória 64. Com base em conectar a unidade de fornecimento 60 à passa- gem dentro do eixo 22 no modo indicado acima, um gás, um líquido, ou uma mistura de um gás e/ou um líquido, e um sólido tal como um pó ou partícu- 25 las, pode ser fornecido de modo forçado para dentro das passagens de fluxo 516, de maneira que se torna possível executar de forma significativamente rápida várias operações de mistura e de dispersão.
Adicionalmente, uma quantidade de fornecimento da unidade de fornecimento 60 pode ser contro- lada a fim de ajustar de forma apropriada um grau de mistura, um tamanho 30 de bolhas de gás a ser arrastadas, etc.
A figura 50(c) ilustra um exemplo onde a abertura externa 26 é aberta para a substância agitável 50. Neste exemplo, a substância agitável
50 será fortemente sugada pela abertura externa 26 para dentro das passa- gens de fluxo 516 via passagem dentro do eixo 22, de maneira que se torna possível descarregar rapidamente um gás, tal como ar, estagnando nas pas- sagens de fluxo 516, pelas portas de saída 514. Assim, em combinação com 5 o efeito de fornecer pelo menos uma parte da porta de saída 514 na passa- gem inclinada 510b, um gás ou similar na passagem de fluxo 516 pode ser descarregado imediatamente disto, de maneira que se torna possível execu- tar de forma significativamente eficiente a operação de agitação, indepen- dente da viscosidade do material agitável 50. 10 O exemplo ilustrado na figura 50(c) pode ser considerado como uma estrutura onde uma porta de entrada 512 é fornecida na parte de cone- xão 518 do corpo de rotor 510 (ou a parte de conexão 518 é configurada para funcionar como uma porta de entrada 512), e a passagem dentro do eixo 22 se comunica com a porta de entrada 512 da parte de conexão 518. 15 Assim, em uma base de caso a caso, como a porta de entrada, o corpo de rotor 510 pode ser provido somente com a porta de entrada 512 da parte de conexão 518 para se comunicar com a passagem dentro do eixo 22. Em ou- tras palavras, a passagem dentro do eixo 22 pode se comunicar com as passagens de fluxo 516 por meio da porta de entrada 512. 20 Embora a abertura externa 26 nos exemplos ilustrados nas figuras 50(a) a 50(c) esteja fornecida na superfície lateral do eixo de acio- namento 20, uma posição da abertura externa 26 não está limitada a isto.
Por exemplo, o eixo de acionamento 20 é configurado em uma forma semelhante a tubo, em que a abertura externa 26 é fornecida em uma 25 extremidade do eixo de acionamento 20 em um lado oposto ao da porta de conexão 24. Neste caso, uma abertura pode ser fornecida em um acopla- mento conectando entre o eixo de acionamento 20 e a unidade de aciona- mento 30, ou a unidade de acionamento 30 pode ser deslocada de um cen- tro de eixo do eixo de acionamento 20 usando uma engrenagem ou similar. 30 Adicionalmente, a unidade de acionamento 30 pode ter um eixo de saída oco que se comunica com a passagem dentro do eixo 22. Alternativamen- te, o eixo de acionamento 30 pode ter um eixo de saída que seja provido com a passagem dentro do eixo 22, a porta de conexão 24 e a abertura externa 26 e conectado diretamente ao corpo de rotor 10 como substituto para o eixo de acionamento 20. Na quarta modalidade, a passagem dentro do eixo 22 se comu- 5 nica com todas as passagens de fluxo 516. Alternativamente, a passagem dentro do eixo 22 pode se comunicar com uma parte das passagens de fluxo
516. Especificamente, um espaço comum 516a que se comunica com so- mente uma parte das passagens de fluxo 516 pode ser formado, e se comu- nicar com a passagem dentro do eixo 22. 10 No rotor de agitação onde o eixo de acionamento 20 é provido com a passagem dentro do eixo 22 que se comunica com a passagem de fluxo 516 tal como ilustrado nas figuras 50(a) a 50(c), a forma do corpo de rotor 510 não está limitada particularmente, mas qualquer forma adequada para um propósito pretendido, etc., pode ser empregada. Adicionalmente, o 15 arranjo e configuração de cada uma de a porta de entrada 512, a porta de saída 514 e a passagem de fluxo 516 não estão limitadas particularmente. Por exemplo, uma única porta de entrada 512 fornecida no centro da extre- midade distal do corpo de rotor 510 pode se comunicar com uma pluralidade das portas de saída 514. No rotor de agitação onde o eixo de acionamento 20 20 é provido com a passagem dentro do eixo 22 que se comunica com a passagem de fluxo 516, a porta de saída 514 pode ser fornecida em uma região de superfície a não ser a superfície inclinada 510b (510d), por exem- plo, uma superfície lateral paralela ao eixo geométrico central C. As figuras 51(a) a 51(d) são vistas seccionais ilustrando exem- 25 plos de uma configuração modificada da porta de conexão 24. Um arranjo e/ou uma forma da porta de conexão 24 podem ser ajustados de forma a- propriada para permitir um grau de mistura de um fluido externo, sólido, etc., em uma substância agitável, ou que um estado de geração de bolhas de gás seja ajustado. 30 A figura 51(a) ilustra um exemplo onde o eixo de acionamento 20 é disposto de modo a impedir que uma extremidade distal do mesmo se es- tenda para dentro do espaço comum 516a. Com base em ajustar uma quanti-
dade de extensão da extremidade distal do eixo de acionamento 20 provido com a porta de conexão 24 neste modo, um grau de mistura, um estado de geração de bolhas de gás, etc. podem ser ajustados.
A figura 40(b) ilustra um exemplo onde um tamanho da porta de conexão 24 fornecida na extremidade 5 distal do eixo de acionamento 20 é reduzido.
Com base em ajustar o tamanho da porta de conexão 24 neste modo, um grau de mistura, um estado de gera- ção de bolhas de gás, etc. também podem ser ajustados.
As figuras 51(c) e 51(d) ilustram exemplos onde a extremidade distal do eixo de acionamento 20 é colocada em contato com uma parede 10 interna do espaço comum 516a, e a porta de conexão 24 é fornecida na su- perfície lateral do eixo de acionamento 20. Desta maneira, a porta de cone- xão 24 pode ser fornecida para ficar aberta na direção centrífuga, em vez de ficar aberta na direção axial.
Neste caso, além de um tamanho da porta de conexão 24, o número e/ou arranjo das portas de conexão 24 podem ser 15 estabelecidos de forma apropriada para obter desejavelmente um grau de mistura, um estado de geração de bolhas de gás, etc.
Uma forma da porta de conexão 24 não está limitada particular- mente, mas várias formas a não ser uma forma circular, uma forma retangu- lar como esta e uma forma semelhante a fenda, podem ser empregadas. 20 Alternativamente, um elemento semelhante a malha pode ser fornecido na porta de conexão 24. Um dispositivo de agitação 600 formado ao acoplar uma plurali- dade dos rotores de agitação 500 será descrito a seguir.
A figura 52 é uma vista frontal ilustrando um exemplo do dispositivo de agitação 600. No e- 25 xemplo ilustrado, o número dos rotores de agitação 500 é três, em que três rotores de agitação 500 são acoplados conjuntamente por meio do eixo de acionamento 20. Tal como ilustrado na figura 52, a pluralidade dos rotores de agitação 500 é acoplada conjuntamente na direção do eixo de rotação, de maneira que se torna possível melhorar adicionalmente a capacidade de 30 agitação.
Isto é efetivo, particularmente, quando um fluido a ser agitado tem uma grande profundidade.
Tal como descrito anteriormente, o rotor de agitação 500 de a-
cordo com a quarta modalidade compreende: um corpo de rotor 510 adapta- do para ser girado em volta de um eixo de rotação (eixo geométrico central C); uma porta de entrada 512 fornecida em uma superfície externa do corpo de rotor 510; uma porta de saída 514 fornecida na superfície externa do cor- 5 po de rotor 510; e uma passagem de fluxo 516 comunicando a porta de en- trada 512 com a porta de saída 514, em que o corpo de rotor 510 é conecta- do a um eixo de acionamento 20 para girar o corpo de rotor 510, e em que: o corpo de rotor 510 tem uma superfície inclinada 510b (510d) que se estende para se tornar gradualmente mais distante do eixo de rotação, em uma dire- 10 ção de um lado para o outro lado do eixo de rotação; a porta de entrada 512 é fornecida em uma posição mais próxima ao eixo de rotação do que a porta de saída 514; e a porta de saída 514 é fornecida em uma posição mais para fora em uma direção centrífuga a partir do eixo de rotação do que a porta de entrada 512, e em que pelo menos uma parte da porta de saída 514 é locali- 15 zada na superfície inclinada 510b (510d). Na quarta modalidade configurada neste modo, mesmo em uma operação de agitar um fluido de alta viscosidade, um gás, tal como ar, es- tagnando na passagem de fluxo 516 pode ser descarregado rapidamente pela passagem de fluxo 516. Isto torna possível impedir deterioração na ca- 20 pacidade de agitação por causa de estagnação de gás na passagem de flu- xo 516 a fim de executar a operação de agitação em um modo rápido e efi- ciente, independente da viscosidade da substância agitável.
Adicionalmente de acordo com a superfície inclinada 510b (510d), um fluxo adjacente à superfície externa do corpo de rotor 510 é 25 formado uniformemente como um fluxo acompanhado por um fluxo de jato da porta de saída 514, e um efeito sinérgico da diferença em velocidade circunferencial e em força centrífuga na porta de saída 514, e a pressão negativa no ponto de separação 510c é aplicada ao fluxo de jato, de manei- ra que se torna possível gerar um fluxo mais forte e confuso na substância 30 agitável.
Isto torna possível obter uma alta capacidade de agitação não convencional.
Na quarta modalidade, o corpo de rotor 510 é configurado de tal maneira que uma seção transversal do mesmo perpendicular ao eixo de ro- tação tem uma forma circular.
Assim, torna-se possível eliminar uma força agindo contra durante início da rotação, e permitir que dano, raspagem ou similar do rotor de agitação 500 ou de um recipiente contendo uma substân- 5 cia agitável se torne menos provável de ocorrer mesmo se o rotor de agita- ção 500 se chocar contra o recipiente ou similar.
Além do mais, a ocorrência de desequilíbrio com relação ao eixo de rotação pode ser minimizada, de maneira que se torna possível quase eliminar vibração, sacudida ou similar que de outro modo ocorreria durante a rotação.
Isto torna possível executar 10 uma operação de agitação em um modo seguro e eficiente, independente de propósitos pretendidos.
Na quarta modalidade, o corpo de rotor 510 é configurado em uma forma semiesférica ou esférica.
Assim, torna-se possível gerar fluxos fortes na substância agitável, e permitir que a porta de entrada 512 seja des- 15 locada para uma posição nas proximidades de uma área estreita, tal como um canto do recipiente, a fim de puxar uma substância estagnada.
Em ou- tras palavras, torna-se possível executar de forma suficiente a operação de agitação por todo o recipiente.
Em casos onde o corpo de rotor 510 é configurado em uma for- 20 ma esférica, uma superfície inclinada de lado de extremidade distal 510b e uma superfície inclinada de lado de eixo de acionamento 510d são forneci- das como a superfície inclinada.
Assim, com base em arranjar de forma a- propriada as duas superfícies inclinadas 510b, 510d, um fluxo adequado pa- ra um propósito pretendido pode ser gerado para executar uma operação de 25 agitação eficiente.
Na quarta modalidade, o corpo de rotor 510 pode ser con- figurado em uma forma elipsoidal ou semielipsoidal.
Na quarta modalidade, o rotor de agitação 500 inclui uma plura- lidade das portas de saída 514, em que a porta de entrada 512 e a passa- gem de fluxo 516 são fornecidas com relação a uma respectiva porta de saí- 30 da da pluralidade das portas de saída 514. Assim, uma taxa de fluxo na pas- sagem de fluxo 516 pode ser mantida em um valor alto de forma apropriada, de maneira que se torna possível impedir deterioração na capacidade de agitação por causa de acúmulo de substâncias estagnadas dentro da pas- sagem de fluxo 516. Na quarta modalidade, a porta de entrada 512 é fornecida em um lado oposto ao de um eixo de acionamento 20 a ser conectado ao corpo 5 de rotor 510 a fim de girar o corpo de rotor 510. Isto torna possível puxar uma substância estagnada no fundo do recipiente a fim de executar uma operação de agitação segura livre de desigualdade.
Além do mais, torna-se possível executar a operação de agitação sem desestabilizar um nível da substância agitável. 10 Na quarta modalidade, a porta de entrada 512 é fornecida no lado externo na direção centrífuga com relação ao eixo de rotação.
Neste caso, o corpo de rotor 510 pode ter uma parte fornecida no centro da ex- tremidade distal do mesmo para se estender externamente com relação à porta de entrada 512. Assim, mesmo se o rotor de agitação 500 for deslo- 15 cado para uma posição próxima a uma superfície de parede do recipiente, torna-se possível evitar uma situação onde o rotor de agitação 500 puxan- do é colocado em contato com a superfície de parede e assim a porta de entrada 512 é fechada.
Isto torna possível executar uma operação de agi- tação estável mesmo nos casos onde o rotor de agitação 500 é operado 20 manualmente.
Na quarta modalidade, o rotor de agitação 500 compreende adi- cionalmente um elemento guia 519 para guiar um fluxo da porta de saída 514 para uma dada direção.
Assim, uma direção de fluxo de um fluxo de jato da porta de saída 514 pode ser mudada para uma direção apropriada para 25 controlar de forma apropriada uma condição de fluxo em volta do rotor de agitação 500, de maneira que se torna possível executar uma operação de agitação mais eficiente.
Na quarta modalidade, a passagem de fluxo 516 pode ser con- figurada para comunicar a porta de entrada 512 com a porta de saída 514 30 na relação de pluralidade para uma, em que a pluralidade das portas de entrada 512 que se comunica com uma porta de saída 514 é disposta de tal maneira que elas são diferentes umas das outras em termos de uma distância a partir do eixo de rotação na direção centrífuga.
Neste caso, com base em uma diferença na força centrífuga aplicada à pluralidade das por- tas de entrada 512, um fluxo mais confuso pode ser gerado.
Isto torna pos- sível dispersar ou emulsificar de forma eficiente uma mistura de água e 5 óleo, etc.
Na quarta modalidade, o corpo de rotor 510 pode ser conectado a um eixo de acionamento 20 para girar o corpo de rotor 510, em que o eixo de acionamento 20 tem uma passagem dentro do eixo 22 comunicando uma abertura (a abertura externa 26) fornecida no mesmo com a passagem de 10 fluxo 516. Neste caso, um gás, líquido ou similar fora da substância agitável pode ser sugado para dentro da passagem de fluxo 516, de maneira que se torna possível executar de forma eficiente mistura de uma pluralidade de materiais, dissolução ou borbulhagem de gás ou dispersão de um sólido tal como um pó ou partículas, em um líquido, assim como agitação.
Também é 15 possível gerar microbolhas em um líquido.
Adicionalmente, um dispositivo de abastecimento 60 pode ser conectado à passagem dentro do eixo 22 para fornecer um fluido ou uma mistura de um fluido e um sólido para a passagem de fluxo 516 via passa- gem dentro do eixo 22. Neste caso, um gás, um líquido, ou uma mistura de 20 um gás e/ou um líquido, e um sólido tal como um pó ou partículas, pode ser fornecido de modo forçado para dentro da passagem de fluxo 516, de ma- neira que se torna possível executar de forma significativamente eficiente várias operações de mistura e de dispersão.
Adicionalmente, com base em controlar a unidade de fornecimento 60, um grau de mistura, dispersão ou 25 borbulhagem, etc., podem ser ajustados de forma apropriada.
O dispositivo de agitação 600 baseado na quarta modalidade compreende a pluralidade dos rotores de agitação 500 disposta na direção do eixo de rotação.
Isto torna possível melhorar adicionalmente as capaci- dades de agitação. 30 Embora a presente invenção tenha sido descrita com base em várias modalidades da mesma, é entendido que o rotor de agitação e o dis- positivo de agitação da presente invenção não estão limitados às modalida-
des indicadas anteriormente, mas várias mudanças e modificações podem ser feitas nos mesmos sem divergir do espírito e escopo da presente inven- ção. Aplicabilidade Industrial 5 O rotor de agitação e o dispositivo de agitação da presente in- venção são utilizáveis no campo de agitação de vários fluidos e carreamento de bolhas de gás.
LISTAGEM DE REFERÊNCIA 1, 100, 300, 5 00: rotor de agitação 10 2, 200, 400, 600: dispositivo de agitação 10, 110, 310, 510: corpo de rotor 12, 112, 312, 512: porta de entrada 13, 113: porta de sucção 14, 114, 314, 514: porta de saída 15 16, 116, 316, 516: passagem de fluxo 17, 117: passagem de gás 20: eixo de acionamento 22: passagem dentro do eixo 26: abertura externa 20 60: unidade de fornecimento 101: círculo virtual 110d: segmento convexo 110e: segmento côncavo 510b, 510d: superfície inclinada 25 519: elemento guia C: eixo geométrico central

Claims (9)

REIVINDICAÇÕES
1. Rotor de agitação compreendendo: um corpo de rotor que é configurado de tal maneira que uma se- ção transversal do mesmo perpendicular ao eixo de rotação tem uma forma 5 substancialmente circular; uma porta de entrada fornecida em uma superfície externa do corpo de rotor; uma porta de saída fornecida na superfície externa do corpo de rotor; e 10 uma passagem de fluxo comunicando a porta de entrada com a porta de saída, em que a porta de entrada é fornecida em uma posição mais próxima ao eixo de rotação do que a porta de saída; e a porta de saída é fornecida em uma posição mais para fora 15 em uma direção radial a partir do eixo de rotação do que a porta de entrada.
2. Rotor de agitação de acordo com a reivindicação 1, em que o corpo de rotor é configurado em uma forma onde uma espessura de pelo menos uma parte do mesmo em uma direção do eixo de rotação diminui 20 gradualmente na direção de um lado externo na direção radial.
3. Rotor de agitação de acordo com a reivindicação 2, em que o corpo de rotor é configurado em uma forma onde pelo menos uma das su- perfícies de bases opostas de uma coluna circular ou de um disco é formada como uma superfície esférica. 25
4. Rotor de agitação de acordo com a reivindicação 2, em que o corpo de rotor é configurado em uma forma esférica ou elipsoidal.
5. Rotor de agitação de acordo com qualquer uma das reivindi- cações 1 a 4, o qual inclui uma pluralidade das portas de saída, em que a porta de entrada e a passagem de fluxo são fornecidas com relação a uma 30 respectiva porta de saída da pluralidade das portas de saída.
6. Rotor de agitação de acordo com qualquer uma das reivindi- cações 1 a 5, em que a porta de entrada é fornecida em um lado oposto a um eixo de acionamento a ser conectado ao corpo de rotor a fim de girar o corpo de rotor.
7. Rotor de agitação de acordo com qualquer uma das reivindi- cações 1 a 6, em que a porta de entrada é fornecida em um lado externo na 5 direção radial com relação ao eixo de rotação.
8. Rotor de agitação de acordo com qualquer uma das reivindi- cações 1 a 7, o qual compreende adicionalmente uma porta de sucção de gás fornecida na super- fície externa do corpo de rotor em uma posição mais próxima ao eixo de ro- 10 tação do que a porta de saída, e uma passagem de gás comunicando a porta de sucção de gás com a porta de saída, em que o rotor de agitação é utilizável em uma disposição onde a porta de sucção de gás fica exposta ao gás externo a uma substância agi- 15 tável, a fim de permitir que o gás externo seja sugado pela porta de sucção de gás e introduzido na substância agitável.
9. Dispositivo de agitação compreendendo uma pluralidade dos rotores de agitação como definidos em qualquer uma das reivindicações 1 a 8, a pluralidade dos rotores de agitação sendo disposta em uma direção do 20 eixo de rotação.
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