KR101157018B1 - 교반장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 용기에 저장된 액상물질을 교반하는 교반장치에 관한 것이다. 본 발명은 실시예로 용기의 내부에 회전 가능하게 배치되어 회전시에 용기에 담긴 용액을 혼합하며, 내부에 제1마그넷이 장착되어 있는 회전 날개부와, 상기 용기의 외부에 이격되게 구비되며, 상기 제1마그넷과 인력이 작용하도록 배치되는 제2마그넷이 회전 가능하게 장착되어 있는 구동부를 포함하고, 상기 회전 날개부는 상기 제1마그넷이 장착되는 바디와, 상기 용기의 바닥에 지지되어 비회전하면서, 상기 바디를 회전가능하게 지지하는 힌지축을 포함하는 교반장치를 제시한다.

Description

교반장치{mixing apparatus}

본 발명은 용기에 저장된 액상물질을 교반하는 교반장치에 관한 것이다.

일반적으로 교반장치는 용기에 저장된 서로 다른 종류의 물질을 혼합하거나, 용기에 저장된 물질이 현재 상태를 유지할 수 있도록 지속적으로 섞어주는 장치이다.재 사용되는 교반장치의 경우 대개 용기의 상부에 교반장치가 설치되는 구조와 용기의 하부에 교반장치가 설치되는 구조가 주로 사용된다.

교반장치가 용기 상부에 설치되는 구조는 용기의 덮개 등 용기의 상부에 모터 등의 구동부가 설치되고, 구동부에 연결되는 회전축이 용기 내부로 삽입되고 회전축의 끝부분에 스크류가 장착된다.

그리고, 교반장치가 용기 하부에 설치되는 구조는 용기의 하부에 구동부가 설치되고, 용기의 하면에 형성되는 구멍을 통해 회전축이 용기 내부로 삽입되고 회전축의 끝부분에 스크류가 장착된다.

하지만, 교반장치가 용기 상부에 설치되는 구조는 용기 입구를 개폐시키는 덮개에 교반장치가 설치되기 때문에 덮개를 개폐시킬 때 교반장치 전체를 용기에서 분리해야 되므로 사용이 불편한 문제가 있다.

또한, 교반장치가 용기의 하부에 설치되는 구조의 경우 용기의 하면에 회전축이 통과하는 구멍을 형성해야 되고 이 구멍의 밀봉에 어려움이 있고 사용기간이 증가됨에 따라 구멍을 통해 용기에 저장된 물질이 누출되는 문제가 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 마그넷의 자력을 이용하여 구동부의 구동력이 회전날개로 전달되도록 하여 설치가 간편하고 누출에 따른 문제점을 해결할 수 있는 교반장치를 제공하는 것이다.

또한, 회전날개가 용기의 바닥에서 안정되게 위치될 수 있게 하며, 특히 회전이 잠시 멈춘 경우에도 일방으로 쓰러지지 아니함에 따라 바로 재가동이 가능케하는 것이다. 또한, 마그넷의 자력에 의하여 용기의 바닥과 지나치게 마찰되지 아니하게 하는 것이다.

상기 과제를 위하여 본 발명은 실시예로, 용기의 내부에 회전 가능하게 배치되며, 내부에 제1마그넷이 장착되어 있는 회전 날개부와, 상기 용기의 외부에 이격되게 구비되며, 상기 제1마그넷과 인력이 작용하도록 배치되는 제2마그넷이 장착되어 있는 구동부를 포함하고, 상기 회전 날개부는 상기 제1마그넷이 장착되는 바디와, 상기 용기의 바닥에 지지되어 비회전하면서, 상기 바디를 회전가능하게 지지하는 힌지축을 포함하는 교반장치를 제시한다.

이때, 상기 힌지축의 하부에는 상기 힌지축이 삽입되는 상기 바디의 관통홀의 주연부를 받치며, 상기 용기의 바닥을 지지하는 지지판이 형성될 수 있다.

또한, 상기 회전 날개부의 내부에는 상기 회전 날개부에 부력을 생성하는 밀폐된 빈 공간으로 이루어진 챔버가 구비될 수 있다.

나아가, 상기 힌지축의 상단부에는 상기 바디에서 상기 힌지축에서 이탈되는 것을 방지하는 고정링이 결합될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 용기의 내부에 배치되는 회전 날개부에 제1마그넷을 설치하고, 용기의 외부에 배치되는 구동부에 제2마그넷을 설치하여 구동부의 구동력이 두 마그넷 사이의 자력에 의해 회전 날개부로 전달되도록 하여 설치가 간편하고 사용이 편리하며, 유체 누출 등의 문제를 해결할 수 있다.

또한, 회전축은 용기의 바닥에 지지되어 적어도 바디와 함께 회전되지 아니함으로써, 용기의 바닥이 회전 날개부의 회전에 따라 마모되지 아니하는 장점을 갖는다. 또한, 정지상태에서도 회전축에 의하여 용기의 바닥에 안정되게 세워진 상태를 유지할 수 있고, 구동부의 재작동으로 바로 교반이 시작될 수 있는 장점을 가지는 것이다.

또한, 부력을 가지는 챔버가 내부에 구비됨으로써 회전장치와 회전축과의 마찰이 저감되는 장점을 갖는다. 따라서 오랜 기간 사용에도 불구하고 마모에 의한 부산물의 배출이 저감되며, 수명이 증대되는 효과를 갖는다.

또한, 고정링은 회전 날개부가 제2마그넷의 인력에 의하여 용기의 바닥으로 당겨지지 아니하는 상태에서도 회전 날개부의 자체부력에 의하여 회전축과 분리되지 않게 하여, 사용의 편리성을 증대시킨다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 교반장치가 구비된 용기의 단면도.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 회전 날개부의 단면도.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 회전 날개부의 사시도.
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 구동부의 단면도.
도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 교반장치의 구성도.

이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참고로 하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.

그러면 본 발명의 한 실시예에 따른 교반장치는 도 1 내지 도 5를 참고하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 교반장치가 구비된 용기의 단면도이다.

도 1을 참조하면 본 실시예에 따른 교반장치는 용기의 내부에 회전 가능하게 배치되어 용기(10)에 저장된 물질을 섞어주는 회전 날개부(20)와, 용기(10)의 외부에 배치되어 회전 날개부(20)를 회전시키는 구동부(50)를 포함한다.

여기에서, 회전 날개부(20)와 구동부(50)는 서로 분리된 상태로 용기(10)의 내/외부에 서로 마주보고 배치된다. 그리고, 회전 날개부(20)에는 제1마그넷(80)이 구비되고 구동부(50)에는 제2마그넷(90)이 구비된다. 제1마그넷(80)과 제2마그넷(90)은 서로 인력이 작용하도록 배치되어 구동부(50)의 구동력이 회전 날개부(20)로 전달되도록 한다.

용기(10)는 그 상면이 개구되어 있고 개구된 상면에는 덮개(12)가 장착될 수 있으며, 마그넷의 자력에 영향을 받지 않는 비자성체 재질로 형성된다.

도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 회전 날개부의 단면도이고, 도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 회전 날개부의 사시도이다.

회전 날개부(20)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 회전시에 용기의 내부에 담긴 액체를 섞을 수 있으며, 용기(10) 내부에 회전 가능하게 배치되는 바디(22)와, 바디(22)에 장착되는 제1마그넷(80)을 포함한다. 이때, 이 바디(22)의 상면에는 용기(10)에 저장된 물질을 효과적으로 섞기 위한 회전날개(24)가 더 구비될 수 있다.

바디(22)는 원판 형태일 수 있으며, 그 중앙에 관통홀(30)이 형성되고, 이 관통홀(30)은 바디의 회전축으로, 관통홀(30)에 힌지축(34)이 삽입되어 바디(22)를 회전 가능하게 지지한다. 그리고, 바디(22)의 내부에는 밀폐된 빈 공간인 챔버(26)가 형성되어 회전 날개부(20)에 부력이 발생될 수 있도록 한다.

여기에서, 제1마그넷(80)과 제2마그넷(90) 사이의 자력이 강하여 회전 날개부(20)가 용기의 바닥면에 너무 압착되면 회전 날개부(20)의 회전운동에 영향을 미치고 회전 날개부가 손상될 우려가 있는데, 회전 날개부(20)에 챔버에 의한 부력이 작용함으로써, 제1,2마그넷 상호 간의 인력으로 회전 날개부(20)가 하방으로 지나치게 눌리지 아니하게 한다. 즉, 챔버에서 제공되는 부력으로 인하여 회전 날개부(20)의 회전이 부드럽게 되고 회전 날개부(20)의 손상을 방지할 수 있게 된다.

또한, 챔버는 바디에 부력을 제공하면서 동시에 바디의 외부 형상을 변형되게 하지 않는다. 즉, 바디는 원판 형태를 그대로 유지할 수 있으므로, 바디의 회전시에 용기에 담긴 유체에 의한 회전저항을 늘리지 않는다. 이와 달리 바디의 회전 방향에 따라 받음각을 갖는 부력발생용 블레이드를 장착하는 경우에는, 바디는 원판 형태를 가질 수 없으며, 블레이드가 용액 내부를 젖게 되므로 회전저항이 커지고, 회전력에 손실이 있게 된다.

그리고, 챔버(26)에는 제1마그넷(28)이 장착되는 데, 이 제1마그넷(28)은 챔버(26)의 내부에 방사상으로 일정 간격을 두고 다수 개로 배열된다. 여기에서, 제1마그넷(28)은 원형으로 형성될 수 있고, 챔버(26)의 내부에 원주방향으로 설치될 수 있는 어떠한 형태도 적용이 가능하다.

힌지축(34)은 그 하면에 직경이 넓어지는 지지판(38)이 형성되어 용기(10)의 바닥면에 지지된다. 이때, 지지판(38)은 용기(10)의 바닥면에 올려 놓여진 상태로 배치될 수 있고, 용기(10)의 바닥에 고정된 상태로 배치될 수 있다. 힌지축(34)의 상부에는 힌지축(34)이 바디(22)에서 이탈되는 것을 방지하기 위한 고정링(36)이 끼워진다. 그리고, 관통홀(30)의 내주면과 힌지축(34)의 외주면 사이에 부싱(32)이 삽입되어 바디(22)가 원활하게 회전될 수 있도록 한다.

힌지축(34)는 용기의 바닥에 대어짐으로써 거의 회전하지 아니하게 된다. 또한, 바디는 힌지축에 의하여 용기의 바닥과 이격된 상태에서 회전되므로, 회전 날개부의 회전시에 실질적으로 용기의 바닥에 마찰되는 부재는 없게 된다. 따라서 장시간 사용하는 경우에도 용기의 바닥이 마모에 의하여 뚫어지는 문제는 발생되지 아니한다.

도 2에서, 지지판(38)은 하면이 용기(10)의 바닥에 지지되고, 바디(22)의 관통홀(30) 주연부는 지지판(38)의 상부에 지지된다. 이로써, 바디(22)의 바닥면은 용기와 이격된 상태가 된다. 이때, 지지판(38)이 바디의 중앙부를 받침으로써 회전되지 아니한 상태에서도 바디(22)는 기울어져 용기의 바닥에 접하지 아니하고 수평을 유지할 수 있게 된다. 따라서 바디는 회전이 멈춘 상태에서도 수평을 유지하다가 바로 재회전이 가능한 것이다. 따라서 용기의 내부에 담긴 용액을 일부를 빼내면서 새로이 교반될 용액을 재투입하는 경우에도 회전 날개부를 매번 세워줄 필요없게 된다. 이와 같이 단속적인 작동이 가능하므로, 사용의 편리성이 증대된다.

더하여, 고정링은 회전축에서 바디가 분리되는 것을 방지한다. 챔버에 의해 제공되는 부력은 바디의 중력보다 크되, 회전축과 바디가 결합된 회전 날개부의 중력보다는 작을 수 있다. 이 경우, 고정링은 제2마그넷을 가지는 구동부가 용기의 아래에 위치되기 전에 바디부가 회전축에서 이탈되어 부상하는 것을 방지하게 된다.

회전 날개(24)는 바디(22)의 상면에 방사상으로 배열되고 용기(10)에 저장된 물질을 섞기 용이한 형태인 나선형으로 형성되며, 바디(22)와 일체로 형성될 수 있다.

도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 구동부의 단면도이다.

구동부(50)는 도 4에 도시된 바와 같이, 용기(10)의 하측에 용기(10)와 일정 간격을 두고 배치되는 베이스플레이트(60)와, 이 베이스 플레이트(60)에 회전 가능하게 지지되는 회전판(52)과, 이 회전판(52)의 상면에 장착되는 제2마그넷(90)과, 베이스 플레이트(60)에 고정되고 회전판(52)을 구동시키는 구동모터(54)를 포함한다.

베이스 플레이트(60)는 용기(10)의 하면에 장착될 수 있고 용기(10)와 별도의 지지체에 장착될 수 있다.

회전판(52)은 그 중앙에 관통홀(64)이 형성되는 원판 형태이고, 그 측면에 원주방향으로 벨트(70)가 감겨지는 벨트홈(58)이 형성된다. 이러한 회전판(52)의 관통홀(64)이 베이스 플레이트(60)의 상면에 고정된 힌지축(62)에 삽입되어 회전 가능하게 지지된다.

제2마그넷(90)은 회전판(52)의 상면에 방사상으로 배열된다. 이러한 제2마그넷(90)은 제1마그넷(80)과 동일한 형상으로 형성되는 것이 좋고, 원형으로도 형성될 수 있고, 회전판(52)에 방사상으로 배열될 수 있는 어떠한 구조도 적용이 가능하다.

제1마그넷(90)은 제1마그넷(80)과 서로 마주보게 위치되며, 제1마그넷(80)과 제2마그넷(90)은 서로 인력이 작용하도록 설치된다. 즉, 제1마그넷(80)의 하면이 S극이면 제2마그넷(90)의 상면이 N극이 되고, 이와 반대로도 설치가 가능하다.

구동모터(54)는 베이스 플레이트(60)에 볼트 체결되고, 구동모터(54)의 회전축(66)은 베이스 플레이트(60)의 상측으로 돌출되어 그 끝부분에 구동풀리(68)가 장착된다. 구동풀리(68)와 회전판(52)의 벨트홈(58) 사이는 벨트(70)가 감겨져서 구동풀리(68)의 회전력이 회전판(52)으로 전달된다.

이와 같이 구성되는 본 발명의 일 실시예에 따른 교반장치의 작용을 다음에서 설명한다.

도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 교반장치의 구성도이다.

먼저, 회전 날개부(20)를 용기(10)의 내부 바닥면에 배치한다. 이때, 회전 날개부(20)는 용기(10) 내부 바닥면에 고정되거나, 안착될 수 있다.

그리고, 구동부(50)를 용기(10)의 하측에 용기(10)의 바닥면과 일정 간격을 두고 배치한다. 이때, 구동부(50)는 용기(10)의 외부에 고정될 수 있고, 별도의 지지체에 고정될 수 있다.

이와 같이, 교반장치의 설치가 완료되면 용기(10) 내부에 교반하고자 하는 물질을 주입한 후 구동모터(54)를 구동시킨다. 그러면, 구동풀리(68)가 회전되고, 구동풀리(68)의 회전력이 벨트(70)에 의해 회전판(52)으로 전달되어 회전판(52)이 회전된다. 이때, 회전판(52)에 장착된 제2마그넷(90)과 회전 날개부(20)에 장착된 제1마그넷(80) 사이에 인력이 작용하여 회전판(52)의 회전력이 회전 날개부(20)로 전달되어 회전 날개부(20)가 회전되고, 이 회전 날개부(20)의 회전날개(24)가 교반 작용을 수행한다.

그리고, 회전 날개부(20)의 바디(22) 내부에는 공기가 충진된 밀폐된 챔버(26)가 형성되므로, 이 밀폐된 챔버(26)에 의해 회전 날개부(20)에 부력이 작용하게 되고 이러한 부력에 의해 회전 날개부(20)가 부드럽게 회전 운동된다.

이로써, 상하방향으로 작용하는 제1,2마그넷의 인력에 의한 회전 날개부와 회전축의 지지판과의 마찰을 저감할 수 있어, 지지판과 바디의 관통홀 주연부의 마모에 의한 부산물이 발생되는 것을 저감할 수 있게 된다. 따라서 부산물이 함유될 우려가 없는 혼합된 용액을 얻을 수 있게 된다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

10: 용기 20: 회전 날개부
22: 바디 24: 회전날개
26: 챔버 30: 관통홀
32: 부싱 34: 힌지축
36: 고정링 38: 지지판
50: 구동부 52: 회전판
54: 구동모터 60: 베이스 플레이트
62: 힌지축 68: 구동풀리
70: 벨트 80: 제1마그넷
90: 제2마그넷

Claims (4)

1. 용기의 내부에 회전 가능하게 배치되어 회전시에 용기에 담긴 용액을 혼합하며, 내부에 제1마그넷이 장착되어 있는 회전 날개부와,
   상기 용기의 외부에 이격되게 구비되며, 상기 제1마그넷과 인력이 작용하도록 배치되는 제2마그넷이 회전 가능하게 장착되어 있는 구동부를 포함하고,
   상기 회전 날개부는 상기 제1마그넷이 장착되는 바디와,
   상기 용기의 바닥에 지지되어 비회전하면서, 상기 바디를 회전가능하게 지지하는 힌지축을 포함하는 교반장치.
   
2. 제1항에서,
   상기 힌지축의 하부에는
   상기 바디를 상기 용기의 바닥과 이격되도록 상기 힌지축이 삽입되는 상기 바디의 관통홀 주연부를 받치며, 상기 용기의 바닥을 지지하는 지지판이 형성되어 있는 교반장치.
   
3. 제1항 또는 제2항에서,
   상기 회전 날개부의 내부에는
   상기 회전 날개부에 부력을 생성하는 밀폐된 빈 공간으로 이루어진 챔버가 구비되는 교반장치.
   
4. 제3항에서,
   상기 힌지축의 상단부에는
   상기 바디가 상기 힌지축에서 이탈되는 것을 방지하는 고정링이 결합되어 있는 교반장치.
   

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