KR101222456B1 - 회전날개식 교반장치 - Google Patents

Abstract

회전날개의 회전에 수반하는 반전운동과 함께 기류에 의한 건조작업을 효율적으로 행할 수 있는 회전날개식 교반장치를 제공한다.

교반탱크의 저면벽을 관통하는 상태로 배치된 회전구동축에 회전날개를 고정시키고, 이 회전날개를 교반탱크내의 저면부에서 회전시키므로서 교반탱크내에 투입된 원료 분말체를 혼합 교반하는 교반장치이다.

Description

회전날개식 교반장치{A rotating wing type stiring equipment}

도1은 1실시형태를 나타내는 회전날개식 교반장치의 주요부 횡단면 평면도

도2는 도1에 나타내는 실시형태에서의 일부 종단면 정면도

도3은 다른 실시형태에서의 주요부 횡단면 평면도

도4는 도3에 나타내는 실시형태에서의 일부 종단면 정면도

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1 교반탱크

3 회전날개

4 회전구동축

14 기류분출노즐

15 밸브체

18 초퍼축

19 초퍼날개

본 발명은 회전날개를 교반조 내에서 회전시키는 원료 분말체를 교반 혼합하는 회전날개식 교반장치에 관한 것이며, 특히 습윤원료 분말체를 건조, 혹은 건조조립(granulation)시키는 교반장치에 관한 것이다.

종래에 부착성, 응집성이 강한 습윤분말체에 다른 분말체 등을 첨가해서 혼합·건조시키거나 분말체원료와 함께 액체원료를 동시에 혼합시키거나 하는 것으로서 교반탱크의 저면부에서 회전날개를 회전시키므로서 습윤분말체원료나 액체원료와 분말체원료와를 교반혼합하도록 한 것(특허문헌1)이나, 교반혼합탱크의 저면부를 회전하는 회전날개로부터 열풍을 공급해서 기류에 의한 건조도 부가하도록 한 것(특허문헌2)이 제안되어 있다.

[특허문헌1] 특허 제3190999호공보

[특허문헌2] 특개 제2001-9251호공보

회전날개의 회전으로 교반탱크내에 투입한 분말체를 교반·혼합 혹은 건조시키는 경우 교반탱크내의 원료입자는 회전에의한 원심력에 의해 반경방향으로 이동됨과 동시에, 회전날개에서의 움켜올림으로서 튀겨올려져서 반경방향으로의 반전운동을 반복하게 된다.

그러나 이 경우, 원료분말체가 괴상이되면 이 괴상이된 원료입자는 그 중량이 큰 것 때문에 교반탱크 내부원주벽에서 힘차게 튀어서 되돌아오기 때문에 교반탱크의 중앙부에 집중하게 된다.

이때 회전날개의 중앙부에서는 그 원주속도가 적은 것으로부터 원심력이 적기 때문에 반경방향으로 이동하기 어렵게 된다고 하는 경향이 있다.

또 회전날개에 의한 교반에 추가해서 회전날개의 축이나 회전날개에 구성된 노즐로부터 기류를 작용시켜서 교반·혼합 및 건조를 촉진시키도록 한 것으로서는 축의 직경이나 날개의 두께로 기류통로의 출구 직경이 제한되게 되므로 풍량에 한계가 있고, 처리에 시간이 걸리거나 국부가열에 의한 부착이 보인다고 하는 경향이 있다.

본 발명은 이와같은 점에 착안하여 이루어진 것으로서 회전날개의 회전에 수반하는 반전운동과 함께 기류에 의한 건조작업을 효율적으로 행할 수 있는 회전날개식 교반장치 및 그 방법을 제공하는것을 목적으로 한다.
상술의 목적을 달성하기 위해 본 발명은 회전날개의 상단부보다도 상층에서, 또한 교반되는 원료 분말체의 분말체 표면보다도 하측에 대응하는 교반조의 원주측면에, 기류분출노즐을 그 분출기류의 주축방향이 교반조의 내주면에 상정하는 접선에 대해서 회전날개의 회전방향으로 20~90도의 범위 내에서 내측을 지향하는 상태로 개구시키고, 이 기류분출노즐의 교반조측 개구부를 닫힘밸브자세에 있어서 그 선단면이 교반조에 있어서의 내부조의 내주 면과 거의 같은 면에 위치하도록 형성된 밸브로 개폐 가능하게 구성된 것을 특징으로 하고 있다.
참고로, 교반조 내에서 회전날개에 의해 혼합 교반되는 원료 분말체가 교반조의 내주 면을 따라서 상승되고 반전 낙하되기 때문에, 그 반전 낙하되는 높이를 "교반하는 원료 분말체의 표면"으로 표현한 것으로, 교반층 내를 대류하고 있는 원료 분말체의 내부에 기류분출노즐에서 기류가 분출된다는 것을 의미한다.
본 발명에서는, 회전날개의 상단부보다도 상측에서, 또한 교반되는 원료 분말체의 분말체 표면보다도 하측에 대응하는 교반조의 원주 측면에, 기류분출노즐을 그 분출기류의 주축방향이 교반조의 내주 면에 상정한 접선에 대해서 회전날개의 회전방향으로 20~90도의 범위 내로 내측을 지향하는 상태로 개구시키고, 이 기류분출노즐의 교반조측 개구부를, 닫힘밸브자세(상태 혹은 위치)에 있어서 그 선단면이 교반조에 있어서의 내부조의 내주 면과 거의 동일면에 위치하도록 형성된 밸브로 개폐 가능하게 구성되어 있기 때문에, 회전날개의 회전에 수반하는 반전운동과, 이 반전운동 중의 분말체에 대해서 기류를 확실하게 접촉시킬 수 있으며, 기류의 분출구가 되는 노즐이 교반조의 원주 측면에 개구하여 형성되기 때문에, 도입기류의 통로단면적을 제한 없이 형성할 수 있기 때문에, 풍량 부족이 되는 경우는 없다. 이 결과, 습윤 분말체일지라도 양호한 교반 혼합 그리고 건조를 실시할 수 있다.
게다가, 기류분출노즐로부터 분출되는 기류의 주축방향을, 교반조의 내주 면에 상정한 접선에 대해서 회전날개의 회전방향으로 20~90도의 범위 내에서 내측을 지향하는 상태 형성하고 있으므로, 공급기류로서 열풍을 사용한 경우라도, 교반조의 내주 벽면이 열풍에 노출되어 국소가열되는 경우가 없어지고, 벽면에 부착되는 분말체는 부드럽게 부착된 것이며, 안정적으로 분말입자화할 수 있다.
게다가, 청구항 2에 개시되어 있듯이, 기류분출노즐로부터 분출되는 기류의 분출속도를 5~20m/s로 설정한 경우에는, 기류를 분말체 내로 효율적으로 말려 들어가게 할 수 있다.
게다가, 청구항 3에 개시되어 있듯이, 초퍼축을 설치한 경우에는, 교반조 내에서의 분말체의 흐름이 회전조 내면을 따라서 회전하는 것뿐만 아니라, 저부쪽 안으로 들어가는 복잡한 흐름이 되고, 보다 효율적인 운전을 수행할 수 있다.

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도면은 본 발명의 실시형태를 나타내고, 도1은 회전날개식 교반장치의 주요 부 횡단면 평면도, 도2는 그 장치의 일부 종단면 정면도이다.

이 회전날개식 교반장치는 2중탱크로 구성되어있는 교반탱크(1)의 내부탱크 (2)의 저면부에 수직축주위로 회전하는 회전날개(3)를 배치하고, 교반탱크(1)의 저면부를 관통해서 내부탱크(2) 내로 돌출하고 있는 회전구동축(4)의 상단부에 상기한 회전날개(3)를 연결 고정시키고, 회전구동축(4)의 하단을 동력전달기구(5)를 거쳐서 구동용전동모터(6)에 연동 연결시키고 있다.

교반탱크(1)는 내부탱크(2)·외부탱크(7)모두 상반부원주벽(2a)·(7a)을 상부오그라듦의 테이퍼형상으로 형성함과 동시에, 하반부원주벽(2b)·(7b)을 원통형상으로 형성하고 있고, 상단부에 투입구(8)를 형성하고, 개폐가능한 뚜껑부재(9)로 투입구의 뚜껑을 하고 있다.

그리고 이 내부탱크(2)·외부탱크(7)간은 재킷으로 형성되어 있고, 소정온도의 열매체를 유통시키므로서 내부탱크(2)의 온도를 보온해서 내부탱크(2)내에서의 결로를 방지할 수 있도록 형성하고 있다.

회전날개(3)는 환상으로 형성한 중심부착부(10)로부터 원심방향으로 직선상으로 뻗는 3개의 날개조각(11)을 형성한 것으로서 각 날개조각(11)에는 그 선단부에 위쪽으로 만곡되는 튀겨올림부(12)가 형성되어 있고, 다시 또 회전날개(3)의 진행방향측(P)의 경사면에 교반탱크(1)내의 분말체를 움켜 올리는 움켜올림면(13)이 형성되어 있다.

이 움켜올림면(13)이 교반탱크(1)의 저면벽과 이루는 움켜올림각도는 선단쪽부분에서의 움켜올림각도가 기초단말쪽 부분에서의 움켜올림각도 보다도 적고, 또 한 선단으로 갈수록 연속적으로 적게 되도록 형성하고 있다.

그리고 회전날개(3)의 상단부보다도 상측으로서 또한 교반되는 원료분말체의 분말체표면 보다도 하측에 대응하는 교반탱크(1)의 원주벽면부분에 기류분출노즐 (14)이 구성되어 있다.

이 기류분출노즐(14)은 그 분출주축을 분출노즐 개방구부에서의 접선방향에 대해서 회전날개(3)의 회전방향으로 20~90°의 범위 내의 각도로 내측을 지향하는 상태로 형성하고 있다.

또 이 기류분출노즐(14)은 그 교반탱크측의 개방구부를 밸브체(15)로 개폐가능하게 구성하고 있다.

이 밸브체(15)는 그 밸브폐색 자세에 있어서, 밸브체(15)의 선단면이 교반탱크(1)에 있어서의 내부탱크(2)의 내부 원주면과 거의 동일면이 되도록 형성하고 있다.

부호(16)은 결합액 등의 분무노즐이다.

또 부호(20)은 교반탱크(1)내에 분출된 기류를 배기시키는 배기구이며, 배기에 동반하는 미세분말은 도시를 생략한 필터에 의해 회수된다.

이와 같이 형성한 회전날개식 교반장치에서는 교반탱크(1)의 내부탱크(2)에 처리되는 원료분말체를 투입해서 회전날개(3)를 회전구동시키면, 원료분말체는 회전날개(3)의 회전에 의한 원심력에 의해 반경방향으로 이동됨과 동시에, 회전날개(3)에서의 움켜올림으로 튀겨올려지고, 반경방향으로의 반전운동을 반복하게 된다.

이 반전운동을 반복하고 있는 원료분말체에 대해서 교반탱크(1)의 내부탱크 (2)의 원주벽면으로부터 기류가 분출되고, 원료분말체를 미세화시켜서 교반 혼합함과 동시에 건조시키게 된다.

이때 분출되는 기류의 분출속도가 5m/s 보다도 느린 경우에는 회전날개의 회전으로 원료분말체에 주어지는 원심력에 의해 분말체가 교반탱크의 벽면에 밀어붙여지게 되므로 교반탱크 내부원주면에 구성되어 있는 기류분출노즐(14)에 진입하게되고, 기류의 분출속도가 20m/s보다도 빠르게 되면, 원료분말체내에 기류가 충분히 휩쓸려 들어가지 않고, 분말체를 불어 올릴 뿐으로서 안정적인 운전이 행해지지 않았다.

또한 분출노즐(14)의 분출주축은 분출노즐 개방구부에서의 접선방향에 대해서 회전방향으로 20~90°로 하고 있으나 이 각도를 90°보다도 큰 각도로 설정하면 회전날개의 회전에 수반해서 이동하는 원료분말체의 이동에 대해서 반대가 되기 때문에 원료 분말체가 분출노즐 개방구부에 들어가서 노즐의 출구 막힘의 원인이 된다.

한편 분출노즐(14)의 분출주축을 분출노즐 개방구부에서의 접선방향에 대해서 회전방향으로 20°보다도 적은 각도로 설정한 경우에는 항상 교반탱크벽면에 따라서 기류가 흐르는 상태로 되기 때문에 국소가열이 되기 쉽다.

도3 및 도4는 본 발명의 다른 실시형태를 나타낸다.

이 회전날개식 교반장치는 전술한 바와 마찬가지로 2중탱크로 구성되어 있는 교반탱크(1)의 내부탱크(2)의 저면부에 수직축주위로 회전하는 회전날개(3)를 배치하고, 교반탱크(1)의 저면부를 관통해서 내부탱크(2)내로 돌출하고 있는 회전구동 축 (4)의 상단부에 상기한 회전날개(3)를 연결 고정시키고, 회전구동축(4)의 하단을 동력전달기구(5)를 거쳐서 구동용전동모터(6)에 연동 연결하고, 회전날개(3)의 상단부보다도 상측으로서 또한 교반되는 원료분말체의 분말체표면 보다도 하측에 대응하는 교반탱크(1)의 원주벽면부분에 기류분출노즐(14)을 구성하고, 그 기류분출노즐(14)의 분출주축을 분출노즐 개방구부에서의 접선방향에 대해서 회전날개(3)의 회전방향으로 20~90°의 범위 내의 각도로 내측을 지향하는 상태로 형성하고, 기류분출노즐(14)을 밸브체(15)로 개폐가능하게 구성하고 있다.

교반탱크(1)에는 교반탱크(1)를 관통하는 상태로 구동원(17)에 연동연결되어 있는 초퍼축(18)이 회전가능한 상태로 장착되어 있고, 이 초퍼축(18)에 복수쌍의 초퍼날개(19)가 고정설치되어 있다.

이 초퍼날개(19)는 교반탱크(1)의 저면부에서 회전하는 회전날개(3)와는 간섭하는 일이 없는 상태로 배치되어 있어서, 회전날개(3)의 회전과 협동해서 작동하므로서 회전날개(3)에 의한 반전류와 초퍼날개(19)의 회전에 의한 튀어오름 작동으로 원료 분말체를 복잡한 흐름으로 함과 동시에, 회전날개(3)의 회전에 수반하는 원심력의 영향을 받기 어려운 회전날개(3)의 중심쪽 부분에서의 괴상으로 되어 있는 원료분말체도 확실히 교반할 수 있도록 되어 있다.

이 실시형태의 경우 초퍼축(18)은 교반탱크(1)를 관통하는 상태로 배치하고있지만 이 초퍼축(18)은 교반탱크(1)에서 한쪽편 지지의 구조로 해도 된다.

또한 상기한 각 실시형태에서는 교반탱크(1)를 내외부 2중탱크로 구성하고, 내외부탱크의 사이를 열매체가 유통하는 재킷으로 형성하고 있으나 교반탱크(1)를 1탱크 구조로 형성하도록 해도 된다.

본 발명은 분말체의 교반혼합, 입자조성, 건조, 냉각 등의 각 작업에 사용할수가 있다.

본 발명에서는, 회전날개의 상단부보다도 상측으로서, 또한 교반되는 원료 분말체의 분말체 표면보다도 하측에 대응하는 교반탱크의 원주 측면에 기류분출노즐을 구성하여 이 기류분출노즐의 교반탱크측 개방구부를 밸브체로 개폐가능하게 구성하고 있는 것 때문에 회전날개의 회전에 수반하는 반전운동과, 이 반전운동중의 분말체에 대해서 기류를 확실히 접촉시킬 수가 있는 외에 기류의 분출구가 되는 노즐이 교반탱크의 원주측면에 개방형성되는 것 때문에 도입기류의 통로단면적에 제한을 받는 일이 없이 형성하는 것이 가능한 것 때문에 풍량 부족이 되는 일은 없다.

그 결과 습윤분말체라도 양호한 교반혼합 및 건조를 행할 수가 있다.

또, 기류분출 노즐로부터 분출되는 기류의 주축방향을 교반탱크의 내부 원주 면에 상정한 접선에 대해서 회전날개 회전방향으로 20°로부터 90°의 범위 내로 구성한 경우에는 공급기류로서 열풍을 사용한 경우라도 교반탱크의 내부 원주 벽면이 열풍에 쬐어져서 국소가열되는 일이 없어지고, 벽면에 부착하는 분말체는 부드러운 부착이 되고, 안정적으로 분말입자체화 하는 것이 가능해진다.

또, 기류분출 노즐로부터 분출되는 기류의 분출속도를 5~20m/s로 설정한 경우에는 분말체 내에의 기류의 휩쓸림을 효과적으로 행할 수가 있다.

또, 초퍼축을 설치한 경우에는 교반탱크 내에서의 분말체의 흐름이 회전탱크 내면에 따라 회전할 뿐만이 아니라 저면부에의 잠입을 포함하는 복잡한 흐름이 되어 보다 효과적인 운전을 행할 수가 있다.

Claims (6)

1. 교반조(1)의 저벽을 관통하는 상태로 배치된 회전구동축(4)에 회전날개(3)를 고정하고, 이 회전날개(3)를 교반조(1) 내의 저부에서 회전시킴으로써, 교반조(1) 내에 투입된 원료 분말체를 혼합 교반하는 교반장치에 있어서,

   교반조(1)의 원주 측면에, 기류분출노즐(14)을 그 분출기류의 주축방향이 교반조(1)의 내주 면에 상정된 접선에 대해서 회전날개의 회전방향으로 20~90도 범위 내에서 내측을 지향하는 상태로 개구시키고, 이 기류분출노즐(14)의 교반조측 개구부를, 닫힘밸브자세에 있어서 그 선단 면이 교반조(1)에 있어서의 내부조(2)의 내주 면과 같은 면에 위치하도록 형성된 밸브(15)로 개폐 가능하게 구성된 것을 특징으로 하는 회전날개식 교반장치.
2. 제1항에 있어서,

   기류분출노즐(14)로부터 분출되는 기류의 분출속도를 5~20m/s로 설정한 것을 특징으로 하는 회전날개식 교반장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   축심방향으로 간격을 두어 초퍼날개(19)를 배치하여 이루어지는 초퍼축(18)의 양단부를 교반조 내벽 면에 회전 가능하게 끼워 지지하여 교반조(1) 내에 위치하는 것을 특징으로 하는 회전날개식 교반장치.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   교반조(1)를 재킷을 갖는 2중조로 구성한 것을 특징으로 하는 회전날개식 교반장치.
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6. 삭제

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