KR102122154B1 - 마그네틱 교반기 및 이를 포함하는 유체 교반 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 마그네틱 교반기의 작동여부에 따라 자성체의 자력과 임펠러와 유체에 의하여 발생되는 추력의 균형을 통해 임펠러의 위치가 가변되도록 하여 임펠러의 기계적 마찰을 방지 또는 최소화하고, 임펠러의 설치방향과 무관하게 임펠러의 분리 또는 이탈을 방지할 수 있는 마그네틱 교반기 및 이를 포함하는 유체 교반 시스템에 관한 것이다.

Description

마그네틱 교반기 및 이를 포함하는 유체 교반 시스템{Magnetic Mixer And Fluid Mixing System Having The Same}

본 발명은 마그네틱 교반기 및 이를 포함하는 유체 교반 시스템에 관한 것이다. 보다 상세하게, 본 발명은 마그네틱 교반기의 작동여부에 따라 자성체의 자력과 임펠러와 유체에 의하여 발생되는 추력의 균형을 통해 임펠러의 위치가 가변되도록 하여 임펠러의 기계적 마찰을 방지 또는 최소화하고, 임펠러의 설치방향과 무관하게 임펠러의 분리 또는 이탈을 방지할 수 있는 마그네틱 교반기 및 이를 포함하는 유체 교반 시스템에 관한 것이다.

교반기는 액체와 액체, 액체와 고체, 또는 분체 등을 교반하기 위한 기구를 말하며, 교반 형식에 따라 탱크 교반기, 유동식 교반기 등이 있으며, 날개의 형식에 따라 프로펠러형, 오어형, 터빈형, 나선축형 등 여러 종류의 교반기가 있다.

이러한 교반기는 그 쓰임새로 인하여 제약, 바이오, 식품, 화장품 및 화학 산업 분야에서 많이 사용되고 있으며, 특히 제약, 바이오, 식품, 화장품 등 위생과 안전이 중요한 분야에서 사용되는 교반기에 대한 수요와 기술 개발에 대한 요구가 과거부터 현재까지 지속되어 오고 있다.

근래에 바이오 헬스 분야, 식품 분야, 화장품 분야 등에 대한 수요와 관심이 증가하면서 위생적인 식음료 및 제약, 화장품 시장이 지속적으로 성장하고 있으며, 이에 따라 멸균 상태 및 무균 상태에서의 재료의 교반이 가능한 위생 교반 기술에 대한 필요성 또한 날로 증대되어 가고 있다.

예를 들어, 의약학 및 생명공학 분야에서 시약 또는 백신 등을 조제하고 세포 배양 등을 수행하는데 이용되는 바이오 리액터는, 용액 및 세포를 배양하는 과정에서 리액터 외부와의 단절을 통한 무균 상태에서의 교반이 필수적이다. 특히, 배양 세포의 경우 자체적인 면역 체계를 갖지 못하는 것이 일반적이기 때문에 외부 오염 물질의 유입시 이를 파기해야 하는 경우가 발생하기 때문이다

또한, 화장품 분야에서 화장품의 재료 및 원료를 교반하는 경우에도 외부와 차단되고 무균상태에서의 교반이 필수적이며, 커피 추출과 같은 고온 고압의 조건이 필요한 식음료 제조 산업분야의 식품 제조 공정도 마찬가지이다.

한편, 종래의 교반 장치는 메카니컬 씰(mechanical seal)을 이용하여 교반기의 외부와 내부를 차단하는 밀봉기술을 사용하였다. 이러한 메카니컬 씰은 반복적으로 사용되고, 습도 등의 환경변화에 따라 누유 및 누출이 발생하는 문제가 있었다.

이러한 기술적 제한을 극복하고자 자성체의 자기인력을 이용하여, 교반기의 내외부를 단절시켜 교반 가능한 마그네틱 교반기가 고안되었으며, 마그네틱 교반기는 구동축, 고정체, 샤프트, 로터 및 임펠러를 포함하여 로터가 고정체에서 항상 이격되어 회전될 수 있도록 마련된다.

그러나, 종래 소개된 마그네틱 교반기는 탱크 외부의 자력을 활용하여 탱크 내부에 위치하고 있는 자성체를 포함한 교반기를 회전하여 교반이 가능하게 되는 원리로 작동하게 되어 자력을 활용하여 구동부와 교반부를 각각 탱크의 내외부로 완벽히 분리시켜 위생성 및 누유, 누출 등에 뛰어난 효과를 보였으나, 교반부가 구동부와 직접적으로 연결되어 있지 않고 자성체에 의해 자력으로 연결되기 때문에 항상 교반부의 이탈의 위험이 존재하는 문제가 있었다.

다시말해, 마그네틱 교반기의 임펠러가 자중에 의한 외력을 받아 이탈의 위험이 있기 때문에 항상 단부가 지면과 반대되는 방향을 향하도록 설치되어야만 하고, 지면을 향하거나 측면을 향하도록 설치가 되지 못하는 문제가 있었다.

도 1은 종래기술의 마그네틱 교반기의 설치 모습을 도시한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 식음료 등에 사용되는 유체 탱크(20)는 크게는 수십 톤이 넘어가는 대용량 탱크이기 때문에 대부분 바닥에 콘크리트 시공하여 탱크를 고정하며, 이러한 구조에서 마그네틱 교반기의 임펠러가 상방을 향하도록 설치하기 위하여는 탱크의 외주면을 복잡한 형상을 갖도록 구성하여야 한다.

또한, 도시된 바와 같이 상방을 향하도록 교반기를 설치하는 작업도 어렵고, 번거로우며, 설치 장소 확보 및 유지보수 등에 있어서도 불리한 문제가 있었다.

또한, 임펠러(회전축)가 상방을 향하도록 설치된 경우에도 임펠러가 역회전하거나 탱크 내부의 유체가 급격히 유출되는 등 비정상 상태에서 역추력을 받아 임펠러가 이탈되는 문제를 완전히 해소할 수 없었다.

또한, 임펠러가 분리되는 경우, 탱크 내부를 비우고 탱크 내부를 개방하여 임펠러를 재장착 하여야 하기 때문에 수리 작업에 있어서도 상당한 시간과 노력, 그리고 교반되는 물질의 손실 등 매우 많은 문제가 있었다.

본 발명은 마그네틱 교반기의 작동여부에 따라 자성체의 자력과 임펠러와 유체에 의하여 발생되는 추력의 균형을 통해 임펠러의 위치가 가변되도록 하여 임펠러의 기계적 마찰을 방지 또는 최소화하고, 임펠러의 설치방향과 무관하게 임펠러의 분리 또는 이탈을 방지할 수 있는 마그네틱 교반기 및 이를 포함하는 유체 교반 시스템을 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.

본 발명의 해결 과제는 유체 탱크에 수용된 유체를 교반하기 위하여 유체 탱크를 관통하여 설치되는 마그네틱 교반기에 있어서, 회전축이 구비된 모터와, 상기 모터의 회전축이 수용되며 상기 모터의 회전축 방향 측면에 일단부가 장착되는 하우징과, 상기 하우징의 내측을 관통하여 배치되고, 상기 모터의 회전축에 결합되어 상기 회전축과 함께 회전하며, 복수 개의 자성체가 원주방향으로 장착된 제1 자성부를 구비하는 로터와, 상기 로터의 자성부가 회전 가능하게 수용되는 수용부를 구비하며, 상기 유체 탱크를 관통하여 장착된 상태로 상기 하우징의 타단부에 체결되는 관통부재와, 상기 관통부재의 수용부를 감싸며, 원주방향으로 복수 개의 자성체가 장착된 제2 자성부 및 상기 제2 자성부와 일체로 구성되며 복수 개의 임펠러 블레이드가 구비된 임펠러부를 포함하는 교반 임펠러와, 상기 교반 임펠러는 비회전 상태에서 제1 위치에 배치되고, 회전 상태에서 유체에 의한 축추력에 의하여 제2 위치로 변위되도록 하며, 상기 교반 임펠러가 축방향으로 상기 관통부재에서의 이탈을 방지하는 지지수단을 포함하는 마그네틱 교반기를 제공함에 의해 달성될 수 있다.

본 발명의 바람직한 특징에 의하면, 상기 관통부재는 일측면에 상기 유체 탱크 내측 방향으로 연장되는 중심축을 가지며, 상기 지지수단은 상기 관통부재의 중심축 상에 장착되며, 상기 교반 임펠러의 전방과 후방에서 각각 장착되는 부싱유닛 및 상기 교반 임펠러가 상기 부싱유닛에 의하여 변위 구간이 제한되도록 상기 부싱유닛을 상기 관통부재의 중심축에 체결하는 베어링 볼트를 구비할 수 있다.

또한, 상기 전방 부싱유닛과 상기 후방 부싱유닛은 각각 상기 교반 임펠러의 축공 내부에 고정 장착되는 암부싱부재 및 상기 암부싱부재 내측으로 삽입되도록 상기 관통부재의 중심축 상에 장착되며 상기 암부싱부재가 장착된 교반 임펠러의 변위 구간을 제한하기 위한 플랜지 스토퍼가 구비된 수부싱부재를 포함할 수 있다.

또한, 상기 교반 임펠러의 축공의 양단에 고정 장착된 한 쌍의 암부싱부재가 각각의 암부싱부재 내측으로 삽입되는 수부싱부재의 플랜지 스토퍼에 의하여 지지되어 교반 임펠러의 변위 구간을 제한할 수 있다.

또한, 상기 지지수단은 한 쌍의 수부싱부재의 내측 단부 사이에 장착되는 스페이서 부싱부재를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 교반 임펠러의 제2 자성부와 임펠러부의 경계영역에 교반 대상 유체가 유동하기 위한 적어도 하나의 유동 채널이 구비될 수 있다.

또한, 상기 관통부재가 장착되는 유체 탱크의 내벽면에서 상기 임펠러 블레이드까지의 거리 H와, 상기 임펠러 블레이드 단부의 회전 직경 D의 비율이, H/D≥0.5 일 수 있다.

한편, 전술한 본 발명의 해결 과제는 교반 대상 유체가 수용되는 원기둥형 유체 탱크 및 상기 유체 탱크에 장착되는 제1항 내지 제7항 중 어느 하나의 항의 마그네틱 교반기를 포함하고, 상기 마그네틱 교반기는 원기둥형 유체 탱크의 곡면 원주면 상에 장착되는 것을 특징으로 하는 유체 교반 시스템을 제공함에 의해서도 달성될 수 있다.

여기서, 상기 마그네틱 교반기는 상기 교반 임펠러의 회전축이 수평하게 상기 유체 탱크에 장착될 수 있다.

또한, 상기 마그네틱 교반기는 상기 교반 임펠러의 회전축의 연장선이 유체 탱크의 수평 단면의 중심을 관통하지 않도록 편심 장착될 수 있다.

또한, 상기 마그네틱 교반기는 상기 교반 임펠러가 수평면 기준 하방을 향하도록 상기 유체 탱크에 장착될 수 있다.

본 발명에 따른 마그네틱 교반기에 의하면, 메카니컬 씰의 적용 없이 내외부가 물리적으로 분리된 상태로 교반이 가능하여 교반되는 유체에 이물질 혼입 가능성이 낮아 위생적이고 기계적 마찰이 최소화되므로 내구성이 우수하다.

또한, 본 발명에 따른 마그네틱 교반기에 의하면, 자력과 축추력의 균형을 이용하여 교반 임펠러의 위치를 작동 상태에 따라 변위시킴으로써 임펠러의 기계적 마찰을 방지 또는 최소화하여 마찰에 의한 교반 유체의 변질 또는 이물질 혼입을 최소화할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 마그네틱 교반기에 의하면, 임펠러의 설치방향과 무관하게 임펠러의 분리 또는 이탈을 방지할 수 있는 지지수단을 구비하여 마그네틱 교반기 운용시의 유지 및 보수의 편의성이 크게 향상될 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 마그네틱 교반기에 의하면, 교반 임펠러의 회전 직경과 유체 탱크 벽면과의 거리 비율을 설정함으로써 교반 성능 및 효율을 극대화할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 마그네틱 교반기에 의하면, 교반 임펠러에 채널이 형성되어 교반 임펠러 내부로 유입된 유체의 변질 등을 예방할 수 있으며 불필요한 유동 저항을 최소화할 수 있다.

도 1은 종래기술의 마그네틱 교반기의 설치 모습을 도시한다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 마그네틱 교반기의 설치 모습을 도시한다.
도 4는 본 발명의 마그네틱 교반기의 사시도를 도시한다.
도 5은 도 4에 도시된 마그네틱 교반기의 분해사시도를 도시한다.
도 6은 도 4에 도시된 마그네틱 교반기의 요부 분해단면도를 도시한다.
도 7은 도 4에 도시된 마그네틱 교반기의 교반 임펠러가 제1 위치로 변위된 상태의 요부단면도를 도시한다.
도 8은 도 4에 도시된 마그네틱 교반기의 교반 임펠러가 제2 위치로 변위된 상태의 요부단면도를 도시한다.
도 9는 도 4에 도시된 마그네틱 교반기의 임펠러 블레이드의 단부 회전 직경과 유체 탱크 내벽면과의 거리를 도시한다.
도 10 내지 도 12는 본 발명의 마그네틱 교반기의 임펠러 블레이드의 단부 회전 직경과 유체 탱크 내벽면과의 거리 비율에 따른 유체 탱크내 유체 유동의 유한요소해석 결과를 도시한다.

이하에서는 본 발명의 실시예에 관하여 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. 다만, 이하에서 설명되는 실시예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 쉽게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명한 것에 불과하며, 이로 인해 본 발명의 보호범위가 한정되는 것을 의미하지는 않는다. 그리고 본 발명의 여러 실시예를 설명함에 있어서, 동일한 기술적 특징을 갖는 구성요소에 대하여는 동일한 도면부호를 사용하기로 한다.

첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 마그네틱 교반기에 관하여 설명한다.

도 2 및 도 3은 본 발명의 마그네틱 교반기의 설치 모습을 도시한다.

본 발명에 따른 마그네틱 교반기(10)는 도 2 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 유체 탱크(20)에 관통하여 설치되어 유체 탱크(20) 내부에 수용된 유체를 교반하기 위하여 장착되며, 본 발명에 따른 마그네틱 교반기(10)는 종래의 마그네틱 교반기와 달리 내부에 배치되는 교반 임펠러가 대형 유체 탱크 표면에 수평 방향, 또는 더 나아가 하방을 향하도록 장착될 수 있는 특징을 갖는다.

즉, 본 발명에 따른 마그네틱 교반기(10)는 교반 임펠러가 순간적인 역회전 또는 유체의 반출 등의 이유로 역추력이 발생되는 경우 교반 임펠러의 분리 또는 이탈을 방지하기 위하여 후술하는 바와 같이 교반 임펠러의 지지수단을 구비하여 도 1을 참조하여 설명한 종래의 마그네틱 교반기의 설치방향 제한이 없다.

따라서, 원통형의 유체 탱크(20) 곡면 원주면 상의 적당한 위치에 임펠러 회전축이 수평하게 설치하거나, 상방 또는 하방 등 필요한 방향으로 기울어지도록 설치 각도가 결정되어 장착될 수 있다. 이하, 본 발명에 따른 마그네틱 교반기에 대하여 자세하게 설명한다.

도 4는 본 발명의 마그네틱 교반기의 사시도를 도시하며, 도 5은 도 4에 도시된 마그네틱 교반기의 분해사시도를 도시하며, 도 6은 도 4에 도시된 마그네틱 교반기의 요부 분해단면도를 도시한다.

도 4 내지 도 6를 참조하면, 본 발명의 마그네틱 교반기(10)는 모터(100), 하우징(200), 로터(300), 교반 임펠러(500), 지지수단(600)을 포함할 수 있다.

모터(100)는 구동력을 발생시키는 역할을 하며, 일반적인 직류 모터, 교류 모터가 적용될 수 있고, 단상 모터, 삼상 모터 등 전력을 공급받아 동력을 발생시킬 수 있는 장치라면 제한없이 적용될 수 있다.

모터(100)에는 회전축(110)이 구비되며, 회전축(110)에 로터(300)가 장착되어 일체로 회전됨으로써 로터(300)로 회전력이 전달될 수 있다.

하우징(200)은 모터(100)의 회전축(110)을 수용하며, 모터(100)의 회전축 방향의 측면 일단부가 장착되어 고정될 수 있다.

하우징(200)은 모터(100)를 지지함과 동시에 사용자의 접촉에 의한 상해 방지 및 외부 환경으로부터의 회전축(110) 및 로터(300) 등의 보호를 위해 내부에 공간이 구비될 수 있다.

로터(300)는 교반 임펠러(500)에 회전력을 전달하는 역할을 하며, 이를 위해 일측이 회전축(110)에 결합되어 회전축(110)과 함께 회전되며, 타측에는 복수 개의 자성체가 원주방향으로 구비된 제1 자성부(310)가 제공될 수 있다.

여기서 자성체는 영구자석일 수 있으며, 복수 개의 자성체는 각각 인접하는 자성체과 반대 극성을 가지도록 배열될 수 있다.

이러한 로터(300)는 하우징(200)의 내측을 관통하여 배치될 수 있으며, 따라서 전술한 바와 같이 외부에 노출되지 않음으로써 외부로부터 보호됨과 동시에 사용자가 접근하여 상해를 입는 것이 방지될 수 있다.

상기 관통부재(400)는 유체 탱크(20)를 관통하여 장착되며, 따라서 유체 탱크(20)의 내외부를 물리적으로 분리할 수 있다.

상기 관통부재(400)는 유체 탱크(20) 내부를 향해 함몰 구비된 수용부(420)를 가지며, 수용부(420)에는 로터(300)의 제1 자성부(310)가 소정 간격 이격되어 회전 가능하도록 수용될 수 있다.

한편, 상기 관통부재(400)의 일측면, 즉 유체 탱크(20) 내부의 공간과 접하는 면에는 유체 탱크(20) 내측 방향을 향해 연장 구비된 중심축(410)이 구비될 수 있으며, 후술하는 바와 같이 중심축(410)에는 지지수단(600)이 결합되고, 또한 교반 임펠러(500)가 회전 가능하게 결합되어 교반 임펠러(500)가 로터(300)의 회전에 따라 회전됨으로써 유체 탱크(20) 내부의 유체가 교반될 수 있다.

상기 중심축(410)은 상기 관통부재(400)에 착탈(나사 결합 방식 등) 가능하게 체결될 수 있다.

상기 관통부재(400)는 유체 탱크(20)에 볼팅 또는 용접 등을 통해 장착될 수 있으며, 전술한 관통부재(400)의 일측면은 유체 탱크(20)의 벽면과 단턱이 생기지 않도록 동일 평면상에 배치되도록 장착될 수 있다.

상기 관통부재(400)는 하우징(200)의 타단부에 체결되며, 따라서 전체적으로는 유체 탱크(20)에 관통부재(400)가 관통 결합되고, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 관통부재(400)에 하우징(200)의 타단부가 결합 고정되며, 하우징(200)의 일단부에 모터(100)가 결합 고정되고, 모터(100)의 회전축(110)에 로터(300)가 결합되며, 로터(300)의 단부가 관통부재(400)의 수용부(420)에 수용되어 회전됨으로써 교반 임펠러(500)에 자력을 이용하여 회전력이 전달될 수 있다.

교반 임펠러(500)는 직접적으로 유체를 교반하는 역할을 하며, 이를 위해 로터(300)의 제1 자성부(310)와 대응되도록 복수 개의 자성체가 구비되는 제2 자성부(510)와, 상기 제2 자성부(510)와 일체로 구성되되 복수 개의 임펠러 블레이드가 구비된 임펠러부(520)를 포함하여 구성될 수 있으며, 임펠러 블레이드 외의 영역에적어도 하나의 개방구 형태의 유동 채널(530)이 형성될 수 있다.

상기 유동 체널(530)은 상기 제2 자성부(510) 또는 상기 상기 제2 자성부(510)와 임펠러부(520)을 연결하는 연결부 등에 구비될 수 있다.

유동 채널(530)은 적어도 하나 이상 구비될 수 있으며, 도 6에 도시된 바와 같이, 제2 자성부(510) 측과 몸체 측에 각각 복수 개가 구비될 수 있으며, 이로 인해 유체가 용이하게 유동됨으로써 본 발명의 마그네틱 교반기(10)는 CIP 및 SIP(세척 및 멸균)가 용이하고 효율적일 수 있다.

한편, 교반 임펠러(500)는 약제, 식음료, 세포배양등의 과정에서 교반 내용물과 직접 접촉하게 되므로 내열성, 내산화성, 내부식성이 강한 재질을 사용하여 교반 내용물의 성분 및 품질에 영향을 주지 않아야 한다.

그리고, 교반시 내포되어 있는 자성체의 영향을 최소화시키기 위하여, 산화철을 발생시키지 않으며 자성을 띠지 않는 성질의 소재를 사용해야 한다.

또한, 교반 완료 후 CIP(Cleaning In Place) 및 SIP(Sterilisation In Place) 공정에 따라 교반 탱크 전체에 고온 고압으로 살포되어 세척하는 수산화나트륨 및 알칼리수 등의 세척 용액으로부터도 변질이 발생하지 않아야 한다.

따라서, 교반 임펠러(500)는 상기의 조건을 만족하는 소재로 이루어질 수 있으며, 예들 들면 STS 304, STS 304L, STS 316, STS 316L 혹은 HDPE, UHMW 폴리에틸렌 등의 소재 등으로 이루어질 수 있다.

상기 교반 임펠러(500)의 제2 자성부(510)의 자성체는 영구 자석일 수 있으며, 전술한 제1 자성부(310)와 서로 인력이 작용하여 제1 자성부(310)의 회전에 따라 함께 회전될 수 있도록 제1 자성부(310)의 자성체와 각각 마주보는 자성체가 반대 극성을 갖도록 배치될 수 있다.

제2 자성부(510)는 관통부재(400)의 수용부(420)를 감싸도록 배치되며, 제2 자성부(510)에서 유체 탱크(20) 내부를 향해 연장되는 몸체의 단부에는 외주면을 따라 복수 개의 임펠러 블레이드(도면부호 없음)가 구비되는 임펠러부(520)가 구비될 수 있다.

임펠러부(520)의 임펠러 블레이드는 날개의 형태로 이루어질 수 있으며, 정회전시 유체 역학적으로 유체가 전방으로 유동하며 유체의 흐름을 발생시켜 유체가 교반되도록 마련된다.

또한, 본 발명에 따른 마그네틱 교반기(10)는 상기 교반 임펠러는 정지 상태 또는 비구동 상태에서는 자성체 자력에 의하여 제1 위치에 배치(파킹)되고, 회전 상태에서 유체에 의한 축추력에 의하여 제2 위치로 변위되도록 하며, 상기 교반 임펠러가 축방향으로 상기 관통부재에서의 이탈을 방지하는 지지수단을 포함하여 구성될 수 있다.

도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 지지수단(600)은 관통부재(400)의 중심축(410) 상에 장착되며, 교반 임펠러(500)의 회전시 회전축이 흔들리지 않도록 지지함과 동시에 교반 임펠러(500)가 축 방향으로 이탈되거나 또는 교반 임펠러가 유체 탱크(20)의 내벽면과 충돌하는 것을 방지할 수 있다.

이를 위해 지지수단(600)은 교반 임펠러(500)의 전방과 후방에서 각각 장착되는 부싱유닛(610, 620)과, 상기 부싱유닛(610, 620)에 의해 교반 임펠러(500)의 변위 구간이 제한되도록 부싱유닛(610, 620)을 중심축(410)에 체결하는 베어링 볼트(630)를 구비할 수 있으며, 스페이서 부싱부재(640), 부싱 플레이트(650)를 더 포함할 수 있다.

여기서, 각각의 부싱유닛(610, 620)은 암부싱부재(610-1, 620-1)와 수부싱부재(610-1, 610-2)를 포함하여 구성되며, 결합관계 및 구성을 요약하면 다음과 같다.

우선, 중심축(410)에 부싱 플레이트(650), 후방 수부싱부재(620-2), 스페이서 부싱부재(640), 전방 수부싱부재(610-2)가 순서대로 배치되어 베어링 볼트(630)에 의해 고정되며, 전방 암부싱부재(610-1)와 후방 암부싱부재(620-1)는 교반 임펠러(500)와 함께 전방 또는 후방으로 변위된다.

이때, 교반 임펠러(500)와 암부싱부재(610-1, 620-1)가 변위되다가 소정 거리 이상으로 변위되는 경우 전방에서는 전방 암부싱부재(610-1)가 전방 수부싱부재(610-2)의 플랜지 스토퍼(611)에 지지됨으로써 변위가 제한될 수 있으며, 후방에서는 후방 암부싱부재(620-1)가 후방 수부싱부재(620-2)의 플랜지 스토퍼(621)에 지지됨으로써 변위가 제한될 수 있다.

이러한 구성으로 교반 임펠러(500)는 전방으로의 이탈이 방지되고, 후방으로의 충돌이 방지될 수 있으며, 각 구성에 대하여 다음과 같이 상세히 설명한다.

도 5 및 도 6을 참조하면, 우선 중심축(410)에 부싱 플레이트(650)가 먼저 관통 결합될 수 있다. 이러한 부싱 플레이트(650)는 교반 임펠러(500)의 후방 부싱유닛(620)의 수부싱부재(620-2)가 안정적으로 안착될 수 있도록 지지함과 동시에 관통부재(400)의 일측면과 맞닿는 면에 오링(도면부호 없음)이 장착됨으로써 유체가 중심축(410) 측으로 유입되어 오염되는 것이 방지될 수 있다.

후방 부싱유닛(620)은 후방 암부싱부재(620-1)와 후방 수부싱부재(620-2)를 포함하여 구성될 수 있으며, 여기서 조립 순서는 도 6에 도시된 바와 같다.

여기서, 상기 수부싱부재는 중심축에 고정되는 부싱부재이며, 암부싱부재는 교반 임펠러에 고정되는 구성이다.

수부싱부재(610-2, 620-2)의 일측에는 플랜지 스토퍼(611, 621)가 형성되어 암부싱부재(610-1, 620-1)가 장착된 교반 임펠러(500)가 소정 거리 이상 변위시 플렌지 스토퍼가 교반 임펠러(500)에 장착된 암부싱부재(610-1, 620-1)를 지지하여 교반 임펠러의 변위가 제한될 수 있다.

그리고, 암부싱부재(610-1, 620-1)의 외주면에는 걸림턱(도면부호 없음)이 구비될 수 있으며, 교반 임펠러(500)의 축공에는 이와 대응되도록 단턱(도면부호 없음)이 구비될 수 있다. 따라서, 교반 임펠러(500)의 축공 내부로 암부싱부재를 장착 고정하는 경우 암부싱부재의 삽입 깊이가 제한될 수 있다.

스페이서 부싱부재(640)는 중심축(410)이 삽입 관통될 수 있도록 원통형으로 이루어질 수 있다. 이러한 스페이서 부싱부재(640)는 전방 수부싱부재(610-2)와 후방 수부싱부재(620-2)의 단부 사이에 장착되며, 베어링 볼트(630)가 전방 수부싱부재(610-2)를 가압하며 고정시킴에 의해 고정될 수 있으며, 상기 스페이서 부싱부재(640)를 양 전방 수부싱부재(610-2)와 후방 수부싱부재(620-2) 사이에 개재하는 방법으로 상기 중심축(410) 상에 전방 수부싱부재(610-2)와 후방 수부싱부재(620-2)의 위치를 고정할 수 있다.

물론, 각각의 암부싱부재는 교반 임펠러에 먼저 고정 장착된 상태로 조립되어도 무방하다.

스페이서 부싱부재(640)의 양단에는 오링(도면부호 없음)이 장착될 수 있으며, 따라서 유체가 중심축(410) 사이의 유격을 통해 유입되어 오염 또는 변질되는 것이 방지될 수 있다.

교반 임펠러(500) 및 스페이서 부싱부재(640)가 장착된 후에는 전방 암부싱부재(610-1)가 장착될 수 있다.

전방 암부싱부재(610-1)의 구성은 후방 암부싱부재(620-1)와 대동소이하며, 다만 방향이 대향되도록 배치된다는 점에 차이가 있다.

전방 암부싱부재(610-1)의 장착 후에는 전방 수부싱부재(610-2)가 장착될 수 있다.

전방 수부싱부재(610-2)는 후방 수부싱부재(620-2)와 대동소이하며, 다만 방향이 대향되도록 배치될 수 있다. 따라서, 전방 수부싱부재(610-2)의 일측, 즉 유체 탱크(20)의 내부를 향하는 측에 플랜지 스토퍼(611)가 구비되며, 이러한 플랜지 스토퍼(611)가 있는 면이 베어링 볼트(630)에 의해 가압 고정되며, 플랜지 스토퍼(611)가 전방 암부싱부재(610-1)를 지지하여 변위를 제한함으로써 교반 임펠러(500)의 전방으로의 분리 또는 이탈이 제한될 수 있다.

마지막으로 베어링 볼트(630)가 중심축(410)에 장착되며 전술한 전방 수부싱부재(610-2)를 고정함으로써, 전체적으로는 전방 단부에서부터 순서대로 베어링 볼트(630), 전방 수부싱부재(610-2), 스페이서 부싱부재(640), 후방 수부싱부재(620-2), 부싱 플레이트(650)가 중심축에 직접 접촉되며 고정되고, 전방 수부싱부재(610-2) 및 후방 수부싱부재(620-2)의 사이에서 전방 암부싱부재(610-1), 교반 임펠러(500)의 몸체부분, 후방 암부싱부재(620-1)가 변위 가능하도록 결합되도록 구성된다.

도 7은 마그네틱 교반기(10)의 교반 임펠러(500)가 제1 위치로 변위된 상태의 요부단면도를 도시한 것이고, 도 8은 교반 임펠러(500)가 제2 위치로 변위된 상태의 요부단면도를 도시한 것인데, 이를 참조하여 교반 임펠러(500)의 변위 및 변위 제어에 대해 설명한다.

도 7에 도시된 바와 같이, 교반 임펠러(500)가 비회전 상태에 있는 경우에는 제1 자성부(310) 및 제2 자성부(510) 간의 인력에 의해 교반 임펠러(500)가 제1 위치에 배치(파킹)될 수 있도로 제어될 수 있다. 제1 위치에 교반 임펠러(500)가 배치된 상태에서도 상기 전방 암부싱 부재(610-1)와 전방 수부싱 부재(610-2)의 플랜지 스토퍼(611)은 비접촉 상태로 배치되도록 전방 암부싱 부재(610-1)와 전방 수부싱 부재(610-2)의 크기 등이 결정되는 것이 바람직하다.

한편, 도 8에 도시된 바와 같이, 마그네틱 교반기가 구동되어 교반 임펠러(500)가 회전하게 되면 제1 자성부(310)와 제2 자성부(510)의 자기력에 의해 교반 임펠러(500)는 제1 위치를 유지하고자 하는 힘을 갖는 한편 임펠러부(520)의 회전에 의한 반작용으로 후방, 즉 유체 탱크(20)의 벽면 방향으로의 축추력이 발생하게 되므로, 이러한 두 개의 힘의 균형에 의해 교반 임펠러(500)는 제2 위치로 변위될 수 있다.

여기서, 제2 위치에서는 두 힘이 평형을 이루며 회전하기 때문에 두 힘의 평형을 이용하여 교반 임펠러(500)가 제2 위치를 유지하며 회전할 수 있도록 제어될 수 있다. 또한, 순간적으로 힘의 평형보다 추력이 증가되어도 교반 임펠러가 관통부재 등에 접촉되지 않고 후방 암부싱부재와 후방 수부싱부재의 플랜지 스토퍼가 접촉되도록 하여 마찰력도 최소화될 수 있다.

교반 임펠러(500)가 회전하여 제2 위치에 교반 임펠러(500)가 배치된 상태에서도 상기 후방 암부싱 부재(620-1)와 후방 수부싱 부재(620-2)의 플랜지 스토퍼(611)은 비접촉 상태로 배치되도록 후방 암부싱 부재(620-1)와 후방 수부싱 부재(620-2)의 크기 또는 모터의 출력 등이 결정되는 것이 바람직하다.

한편, 교반 임펠러(500)를 정지시키고자 하는 경우 임펠러부(520)의 회전 속도가 줄어듦에 따라 축추력은 줄어드는 한편 제1 자성부(310)와 제2 자성부(510) 간의 인력을 유지되므로 이러한 자력에 의해 교반 임펠러(500)는 회전 속도가 줄어듦에 따라 다시 제1 위치로 돌아오며 정지될 수 있다.

정리하면, 제1 위치와 제2 위치 모두 각각 수부싱부재와 암부싱부재의 접촉이 발생되지 않도록 최소한의 유격이 유지되도록 자성체의 위치 결정, 부싱부재의 크기 결정 또는 회전속도가 제어되는 것이 바람직하다. 즉, 제1 위치가 전방 수부싱부재와 전방 암부싱부재의 접촉을 전제하는 경우, 부싱부재이지만 마찰이 발생되므로 바람직하지 않으므로 도 7의 좌측 확대도에 도시된 유격이 존재하도록 각각의 자성체의 위치가 결정될 필요가 있으며, 도 8의 확대도에 도시된 바와 같이 상기 교반 임펠러(500)가 회전되는 경우에도 교반 임펠러의 회전에 따른 축추력에 의하여 후방 수부싱부재와 후방 암부싱부재의 접촉은 최대한 제한되는 것이 바람직하므로 최대 축추력이 발생되어도 제2 위치에서 후방 수부싱부재와 후방 암부싱부재의 접촉이 발생되지 않도록 자성체의 위치, 부싱부재의 크기, 자성체의 자력 또는 모터의 출력이 결정되는 것이 바람직하다. 또한, 전방(후방) 수부싱부재와 전방(후방) 암부싱부재의 충돌이 발생되어도 교반 임펠러 등의 금속 부분이 접촉이 발생되지 않으므로 마찰에 의한 이물질 발생 등은 최소화될 수 있다.

따라서, 이러한 힘의 평형을 이용하여 교반 임펠러부(520)를 작동 상태에 따라 제1 위치 및 제2 위치로 변위되도록 제어함으로써 본 발명의 마그네틱 교반기는 작동 또는 정지시의 이탈 및 충돌이 방지되고 최대한 마찰없이 가동이 가능하다.

보다 상세하게 부연 설명하면, 상기의 지지부재(600)의 구성은 교반 임펠러(500)의 이탈 및 충돌을 방지함과 동시에 회전시 마찰을 최소화 하기 위함인데, 비정상유동 또는 교반 임펠러(500)의 역회전 등의 상황이 발생하여 교반 임펠러(500)가 관통부재(400)와 멀어지는 방향, 즉 도 7에 도시된 제1 위치 방향으로 이탈되려고 하는 경우에는 전방 암부싱부재(610-1)가 전방 수부싱부재(610-2)의 플랜지 스토퍼(611)에 지지됨으로써 변위가 제한될 수 있으며, 한편 교반 임펠러(500)가 관통부재(400)와 가까워지는 방향, 즉 도 8에 도시된 제2 위치로 변위되어 충돌되려고 하는 경우에 후방 암부싱부재(620-1)가 후방 수부싱부재(620-2)의 플랜지 스토퍼(621)에 지지됨으로써 변위가 제한되어 교반 임펠러(500)가 관통부재(400) 등과 충돌하는 것을 방지할 수 있는 효과를 더 얻을 수 있다.

또한, 교반 임펠러(500)는 모터 오작동 또는 사용자 실수 등으로 인한 고속 회전, 역회전 등이 발생하는 경우 또는, 고밀도 고점도의 액상을 교반하는 경우 교반 임펠러(500)에 발생하는 부하 값이 자력의 의한 값보다 커지게 될 경우에도 이탈되려는 방향으로 튀어나갈 수 있다.

이는 고부하로 인하여 교반 임펠러(500)의 회전은 정지하지만, 로터(300)는 계속 회전하면서 제1 자성부(310)와 제2 자성부(510)가 서로 엇갈리게 되고, 6자유도 중 회전방향 자유도가 제한되어 자기 척력에 의해 교반 임펠러(500)가 중심축(410) 방향으로 이동하려는 힘을 받게 되기 때문이다.

여기서, 전술한 종래의 마그네틱 교반기(10')는 튀어나가는 방향의 위치 이동을 제한하는 수단이 구비되지 않아 교반 임펠러(500)가 관통부재(400)에서 튕겨져 나가는 위험이 있었으나, 본 발명의 마그네틱 교반기(10)는 본 구성을 부가하여 이러한 문제를 해결하게 된 것이다.

도 9는 도 4에 도시된 마그네틱 교반기의 임펠러 블레이드의 단부 회전 직경과 유체 탱크 내벽면과의 거리를 도시한다.

도 9를 참조하면, 임펠러부(520)의 임펠러 블레이드에서 관통부재(400)가 장착되는 유체 탱크 벽면까지의 거리를 H 라 하고, 임펠러 블레이드의 단부의 회전 직경을 D 라 했을 때, 그 비율이 H/D≥0.5 가 되도록 하는 것이 바람직함을 다양한 조합을 통한 실험을 통해 확인하였다.

이를 설명하면, 교반 임펠러(500)는 제2 위치에서 회전하는 경우에도 상승류(Upflow-Axial 방향의 흐름) 방식의 흐름을 만들어 내도록 고안되어 있다. 따라서 이러한 Upflow를 통해 유체 탱크(20) 내부의 유체을 순환시킬 수 있는 것이다.

이를 위하여, 전술한 바와 같이, H/D≥0.5가 되도록 비율을 조절하는데 여기서, H가 가장 작은 경우는 임펠러가 제2 위치에서 회전하는 경우이다.

따라서, 임펠러부(520)가 회전하여 제2 위치로 변위되는 경우 H/D값이 0.5이상이 되도록 하여야 하며, 상기 H/D의 값이 0.5 미만이 되면 임펠러부(520) 배후의 공간, 즉 임펠러 블레이드와 유체 탱크(20)의 내벽면 사이의 공간이 협소해지게 되어, Radial 방향으로의 흐름이 발생하게 되어, 교반성능이 저하되는 것으로 추측된다.

따라서, 본 발명에 따른 마그네틱 교반기는 블레이드 단부의 회전 직경(D)과 유체 탱크(20) 내벽면과의 거리(H)의 비율이 0.5 이상이 되도록 하여, CIP 및 SIP(세척 및 멸균) 효과를 높일 수 있는 효과도 추가로 발생할 수 있다.

따라서, 본 발명의 마그네틱 교반기(10)는 상기의 구성으로 교반 임펠러(500)의 변위를 제한함으로써 이탈 및 충돌이 방지될 수 있고, 교반성능이 우수하며, 세척 및 멸균 효과가 높은 효과가 있다.

도 10 내지 도 12는 본 발명의 마그네틱 교반기의 임펠러 블레이드의 단부 회전 직경과 유체 탱크 내벽면과의 거리 비율에 따른 유체 탱크내 유체 유동의 유한요소해석 결과를 도시한다.

이를 확인하기 위하여, 임펠러 블레이드의 단부의 회전 직경(D)을 200mm로 고정시키고 거리(H)를 변경시켜 H/D의 비율을 조절하면서 실험한 결과가 도 10 내지 도 12에 도시되어 있다.

도 10은 임펠러부(520)의 H=200이고, 거리 D=200인 경우, 즉 H/D=1 인 경우를 도시한 것인데, 도시된 바와 같이 교반 대상 유체(30)의 유동이 유체 탱크(20) 내부에서 유체의 교반이 가장 넓은 영역에서 발생되어 일어나 교반 성능이 우수한 것을 확인할 수 있다.

또한, 도 11은 임펠러부(520)의 직경 H=200이고, 거리 D=100인 경우, 즉 H/D=0.5 인 경우를 도시한 것인데, 도시된 바와 같이 H/D=1 인 경우보다는 성능이 우수하지는 않지만 교반 대상 유체(30)의 유동이 유체 탱크(20) 내부에서 넓은 영역에서 발생되어 일어나 교반 성능이 어느 정도 우수함을 확인할 수 있다.

한편, 도 12는 임펠러부(520)의 직경 H=200이고, 거리 D=50인 경우, 즉 H/D=0.25인 경우를 도시한 것인데, 도시된 바와 같이 유체의 유동이 주로 임펠러부(520)의 Radial 방향으로 흐름이 발생하게 되며 유동이 유체 탱크(20) 내부에서 전반적으로 거의 일어나고 있지 않아 충분한 유체의 교반이 수행되지 못함을 확인할 수 있다.

따라서, H/D＜0.5인 경우 유체 탱크(20) 내에서 교반이 정상적으로 이루어지지 않으며, 안정적이고 효율적인 교반 성능을 유지하기 위해서는 임펠러 블레이드 단부 회전 직경(H)와 유체 탱크(20)의 내벽면에서 임펠러 블레이드까지의 거리(D)의 비율이 H/D≥0.5 를 만족해야 함을 반복적인 유동해석 및 실험을 통해 확인할 수 있다.

이와 같이, 임펠러 블레이드 단부 회전 직경(H)/유체 탱크(20)의 내벽면에서 임펠러 블레이드까지의 거리(D)의 비율이 0.5 이상이 되도록 구성됨으로써 본 발명의 마그네틱 교반기(10)는 교반 임펠러(500)의 위치 제어가 용이하고 이탈 및 충돌이 방지됨과 더불어 교반 성능 또한 우수함을 알 수 있다.

한편, 이러한 교반 임펠러(500)에는 채널(530)이 구비될 수 있다. 이러한 채널(530)은 교반 임펠러(500)의 제2 자성부(510)와 임펠러부(520)의 경계 영역에 구비될 수 있으며, 이는 교반 대상 유체가 유동될 수 있도록 하기 위함이다.

이상으로 본 발명의 마그네틱 교반기에 관하여 설명하였으며, 사용자는 본 발명의 마그네틱 교반기를 유체 탱크에 수용된 유체의 교반을 위해 적용함으로써, 메카니컬 씰의 적용 없이 내외부가 물리적으로 분리된 상태로 교반이 가능하여 위생적이고 내구성이 우수하고, 자력과 축추력의 균형을 이용하여 교반 임펠러의 위치를 작동 상태에 따라 변위시킴으로써 관리 및 제어가 용이하며, 지지수단을 이용하여 교반 임펠러의 변위 구간을 제한함으로써 교반 임펠러의 이탈 및 충돌이 방지되고, 임펠러부의 회전 직경과 유체 탱크 벽면과의 거리 비율을 설정함으로써 교반 성능 및 효율이 우수하며, 교반 임펠러에 채널이 형성됨으로써 세척 및 유체의 유동이 용이한 마그네틱 교반기를 제공할 수 있다.

다음으로, 본 발명의 마그네틱 교반기(10)를 포함하는 유체 교반 시스템(1)에 관하여 설명한다.

본 발명의 유체 교반 시스템(1)은 전술한 본 발명의 마그네틱 교반기(10)와, 교반 대상 유체가 수용되는 원기둥형 유체 탱크(20)를 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 마그네틱 교반기(10)와 유체 탱크(20) 자체의 구성은 전술한 구성과 대동소이하므로 설명을 생략한다.

본 발명의 유체 교반 시스템(1)에서 마그네틱 교반기(10)는, 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 유체 탱크(20)의 곡면 원주면 상에 장착될 수 있다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 마그네틱 교반기(10)는 충돌 및 이탈이 방지될 수 있기 때문에 유체 탱크(20)의 하방에 설치할 필요 없이 바로 곡면 원주면 상, 즉 측면에 바로 장착될 수 있는 것이다.

또한, 마그네틱 교반기(10)는 이에 더불어 교반 임펠러(500)의 회전축이 수평하게 장착될 수 있다. 이러한 장착예와 유체 유동 결과가 도 2 내지 도 4 및 도 10 내지 도 12에 도시된 바 있다.

한편, 마그네틱 교반기(10)는 교반 임펠러(500)가 수평면 기준 하방을 향하도록 장착될 수도 있다. 이는 마그네틱 교반기(10)의 교반 임펠러(500)가 이탈이 방지될 수 있기 때문이며, 따라서 사용자는 필요에 따라 수평 또는 하방을 향하도록 설치가 가능하다.

한편, 마그네틱 교반기(10)는 교반 임펠러(500)의 회전축의 연장선이 유체 탱크(20)의 수평 단면의 중심을 관통하지 않도록 편심 장착될 수 있다.

이는, 교반 대상 유체가 유체 역학적으로 더욱 잘 교반될 수 있도록 하기 위함이며, 교반 대상 유체에 따라 또는 필요 또는 기타 요구 사항에 따라 사용자가 선택하여 장착할 수 있다.

이상으로 본 발명의 실시예에 따른 마그네틱 교반기 및 이를 포함하는 유체 교반 시스템에 대하여 설명하였으며 다만, 실시예가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 실시예가 기술적 사상이나 필수적인 특징으로 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야 한다.

1 : 유체 교반 시스템
10 : 마그네틱 교반기
20 : 유체 탱크
100 : 모터
200 : 하우징
300 : 로터
400 : 관통부재
500 : 교반 임펠러
600 : 지지수단

Claims (11)

1. 유체 탱크에 수용된 유체를 교반하기 위하여 유체 탱크를 관통하여 설치되는 마그네틱 교반기에 있어서,
   회전축이 구비된 모터;
   상기 모터의 회전축이 수용되며 상기 모터의 회전축 방향 측면에 일단부가 장착되는 하우징;
   상기 하우징의 내측을 관통하여 배치되고, 상기 모터의 회전축에 결합되어 상기 회전축과 함께 회전하며, 복수 개의 자성체가 원주방향으로 장착된 제1 자성부를 구비하는 로터;
   상기 로터의 제 1자성부가 회전 가능하게 수용되는 수용부를 구비하며, 상기 유체 탱크를 관통하여 장착된 상태로 상기 하우징의 타단부에 체결되는 관통부재;
   상기 관통부재의 수용부를 감싸며, 원주방향으로 복수 개의 자성체가 장착된 제2 자성부 및 상기 제2 자성부와 일체로 구성되며 복수 개의 임펠러 블레이드가 구비된 임펠러부를 포함하는 교반 임펠러;
   상기 교반 임펠러는 비회전 상태에서 제1 위치에 배치되고, 회전 상태에서 유체에 의한 축추력에 의하여 제2 위치로 변위되도록 하며, 상기 교반 임펠러가 축방향으로 상기 관통부재에서의 이탈을 방지하는 지지수단;을 포함하고,
   상기 관통부재는 일측면에 상기 유체 탱크 내측 방향으로 연장되는 중심축을 가지며, 상기 지지수단은 상기 관통부재의 중심축 상에 장착되며, 상기 교반 임펠러의 전방과 후방에서 각각 장착되는 부싱유닛 및 상기 교반 임펠러가 상기 부싱유닛에 의하여 변위 구간이 제한되도록 상기 부싱유닛을 상기 관통부재의 중심축에 체결하는 베어링 볼트를 구비하며, 상기 전방 부싱유닛과 상기 후방 부싱유닛은 각각 상기 교반 임펠러의 축공 내부에 고정 장착되는 암부싱부재 및 상기 암부싱부재 내측으로 삽입되도록 상기 관통부재의 중심축 상에 장착되며 상기 암부싱부재가 장착된 교반 임펠러의 변위 구간을 제한하기 위한 플랜지 스토퍼가 구비된 수부싱부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 마그네틱 교반기.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 교반 임펠러의 축공의 양단에 고정 장착된 한 쌍의 암부싱부재가 각각의 암부싱부재 내측으로 삽입되는 수부싱부재의 플랜지 스토퍼에 의하여 지지되어 교반 임펠러의 변위 구간을 제한하는 것을 특징으로 하는 마그네틱 교반기.
5. 제1항에 있어서,
   상기 지지수단은 한 쌍의 수부싱부재의 내측 단부 사이에 장착되는 스페이서 부싱부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마그네틱 교반기.
6. 제1항에 있어서,
   상기 교반 임펠러의 제2 자성부와 임펠러부의 경계영역에 교반 대상 유체가 유동하기 위한 적어도 하나의 유동 채널이 구비된 것을 특징으로 하는 마그네틱 교반기.
7. 제1항에 있어서,
   상기 관통부재가 장착되는 유체 탱크의 내벽면에서 상기 임펠러 블레이드까지의 거리 H와, 상기 임펠러 블레이드 단부의 회전 직경 D의 비율이, H/D≥0.5 인 것을 특징으로 하는 마그네틱 교반기.
8. 교반 대상 유체가 수용되는 원기둥형 유체 탱크; 및,
   상기 유체 탱크에 장착되는 제1항, 제4항 내지 제7항 중 어느 하나의 항의 마그네틱 교반기;를 포함하고,
   상기 마그네틱 교반기는 원기둥형 유체 탱크의 곡면 원주면 상에 장착되는 것을 특징으로 하는 유체 교반 시스템.
9. 제8항에 있어서,
   상기 마그네틱 교반기는 상기 교반 임펠러의 회전축이 수평하게 상기 유체 탱크에 장착되는 것을 특징으로 하는 유체 교반 시스템.
10. 제9항에 있어서,
    상기 마그네틱 교반기는 상기 교반 임펠러의 회전축의 연장선이 유체 탱크의 수평 단면의 중심을 관통하지 않도록 편심 장착되는 것을 특징으로 하는 유체 교반 시스템.
11. 제8항에 있어서,
    상기 마그네틱 교반기는 상기 교반 임펠러가 수평면 기준 하방을 향하도록 상기 유체 탱크에 장착되는 것을 특징으로 하는 유체 교반 시스템.

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