KR102153523B1 - 고점도 유체 교반용 임펠러 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 고점도 유체 교반용 임펠러에 관한 것으로, 임펠러 내측에 유체 하강용 내부 블레이드를 구비하고, 임펠러 외측에 유체 상승용 외부 블레이드를 구비함으로써, 고점도 유체의 교반 효율을 보다 향상시킬 수 있도록 설계된 고점도 유체 교반용 임펠러에 있어서, 상기 내부 블레이드가 상기 외부 블레이드의 중심에서 상기 임펠러 허브의 중심으로 연장되는 가상의 축선으로부터 상기 임펠러 허브의 회전 방향으로 소정의 각도로 이격되어 형성되어 있는 고점도 유체 교반용 임펠러로서, 고점도 유체의 혼합 효율을 높일 수 있는 효과가 있다.

Description

고점도 유체 교반용 임펠러{IMPELLER FOR HIGH VISCOSITY STIRRING}
본 발명은 고점도 유체 교반용 임펠러에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 임펠러 내측 혹은 외측의 어느 한 곳에 유체 하강용 블레이드를 구비하고, 상기 유체 하강용 블레이드가 설치되지 않은 부분에 임펠러 유체 상승용 블레이드를 구비하며, 상기 유체 하강용 블레이드와 유체 상승용 블레이드가 서로 어긋난 위치에 있도록 함으로써, 혼합이 어려운 고점도 유체의 교반 효율을 보다 향상시킬 수 있도록 설계된 고점도 유체 교반용 임펠러에 관한 것이다.
유체용 교반기는 유체 주입구와 토출구를 가진 탱크에 임펠러를 설치하여 모터 등의 구동수단으로 임펠러를 회전시켜 교반하는 것으로, 임펠러의 형태에 따라 일방향 교반형과 양방향 동시 교반형이 있다.
전자인 일방향 교반형은 회전축에 복수의 평판형 블레이드 또는 나선형 블레이드가 거리차를 두고 다수개 부착된 단수의 임펠러를 일방향으로 회전시켜 교반하도록 설계된 것이다. 후자인 양방향 교반형은 블레이드의 방향이 다른 두 개의 임펠러를 교반탱크 내에 나란히 설치하여 양방향으로 유체를 회류시켜 교반하는 것이다.
전자인 일방향 교반형은 유체가 일방향으로 회류되기 때문에 시간당 교반효율이 매우 낮으며, 특히 점도가 높은 유체에서는 교반작동을 일시적으로 중지하거나 낮은 온도에서는 중력에 의해 점성물질이 교반탱크의 바닥으로 가라앉아 굳어버리는 문제가 있었다. 즉, 일방향 교반형은 저점도 유체용 교반탱크의 경우에는 교반물의 유동성과 교반 시의 파동이 크므로 일방향 교반만으로도 충분하지만, 고점도 유체의 경우에는 충분한 교반이 수행될 수 있는 크기의 파동을 생성하지 못하는 문제가 있었다.
또한, 상기 양방향 교반형은 교반탱크의 내부 상하에 회전방향이 다른 한 쌍의 임펠러가 설치된 것이다. 고점도 유체는 중력작용으로 점성물질이 침강하여 하층부로 갈수록 더욱 고점도 상태로 되기 쉽다. 따라서 바닥에 가까운 지점에서 점도를 균등화하는 방향으로의 교반이 효율적이면서도 능률적인 교반이 필요하다. 그러나 상기한 바와 같은 구조로 이루어진 양방향 교반형 임펠러는 상층 유체와 하층 유체의 교환성 교반이 충분히 이뤄지지 않기 때문에 고점도 유체 교반에는 적합하지 않으며, 또한, 복수개의 임펠러를 구비함에 따른 설치비용의 부담이 증가하는 문제가 있었다.
상기와 같은 실정에 따라, 본 발명은 고점도 유체를 효과적으로 교반시킬 수 있는 새로운 임펠러 구조에 관한 기술을 제시하고자 한다.
다음으로 본 발명의 기술이 속하는 분야에 존재하는 선행기술에 대하여 간략하게 설명하고, 이어서 본 발명이 상기 선행기술에 비하여 차별적으로 이루고자 하는 기술적 사항에 대해 설명하도록 한다.
먼저, 일본공개특허공보 JP 2018-153714 A(2018.10.04. 공개일)는 슬러리의 교반 등에 이용되는 교반 날개에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 교반기의 회전축에 고정되는 고정부와 상기 고정부에 설치되고, 상기 회전축에 대해서 직교하는 원반부와 상기 원반부의 외주부와 교차하고 상기 원반부의 반경 방향을 따라 방사형으로 마련된 복수의 날개판를 구비한 교반 날개에 관한 기술이 기재되어 있다.
상기 선행기술 일본공개특허공보 JP 2018-153714 A에 따른 교반 날개는 회전시 일방향으로만 유체에 힘을 가하기 때문에 교반용기 내부의 고점도 유체를 교반시키는 데 한계가 있었다.
또한, 중국공개특허공보 CN 103585917 A(2014.02.19. 공개일)는 터빈 교반기에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 모터 회전축을 따라 상부 임펠러와 하부 임펠러가 구비되며, 상기 상부 임펠러와 하부 임펠러의 블레이드 방향이 상호 반대방향인 교반기에 관한 기술이 기재되어 있다.
상기 선행기술 중국공개특허공보 CN 103585917 A에 따른 교반기는 블레이드 방향이 반대방향인 2개의 임펠러를 이용하여 교반용기 상부와 하부의 유체를 각기 다른 방향으로 이동시킨다는 점에서 교반 효과를 높일 수 있으나, 이는 저점도의 유체를 교반할 때 효과가 있는 것으로, 일정 CPS 이상의 고점도 유체에서는 위아래로 이격된 두 개의 임펠러를 통해 이동된 고점도의 유체가 부딪히는 부분에서 하강 유체가 서로 비껴가면서 이동될 뿐 실질적으로 유체가 상호 혼합되지는 않는 문제가 있었다.
또한, 미국공개특허문헌 US 2003-0161216 A1(2003.08.28. 공개일)는 혼합용기에서 유체를 이원적인 방향으로 혼합시키는 임펠러에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 허브; 상기 허브로부터 직접 연장되고 제1 방향으로 경사져있는 내부 블레이드; 상기 내부 블레이드부로부터 반경 방향 외측으로 배치되고, 상기 외부 블레이드 부분의 반경 방향 길이보다 긴 반경 방향 길이를 가지며, 상기 외부 블레이드 부분은 상기 제1 방향과 반대인 제2 방향으로 경사져있는 외부 블레이드; 및 상기 내부 블레이드 및 외부 블레이드를 연결하는 커넥터 요소;로 구성되는 임펠러에 관한 기술이 기재되어 있다.
상기 선행기술 미국공개특허문헌 US 2003-0161216 A1은 내부 블레이드와 외부 블레이드가 반대 방향으로 경사져있는 임펠러로서, 임펠러 중심부위와 바깥부위에서 상호 반대되는 방향으로 유체를 이동시켜 교반 효과를 향상시키는 기술이 기재되어 있으나, 이와 같은 일자형 블레이드 구조의 임펠러는 고점도 유체 교반시 블레이드 축에 가해지는 압력을 견디지 못하고 파손되거나 휘는 문제가 있었고, 또한, 내부 블레이드와 외부 블레이드가 동일 방향에 위치하는 구조적 특징으로 인하여 실질적으로 고점도 유체가 효과적으로 교반되지 못하는 문제가 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하고자 임펠러 회전시 임펠러 중심부에서는 유체를 하향시키고 임펠러 외측에서는 유체를 상향시킴으로써 단일 임펠러만으로도 고점도 유체의 충분한 교반이 가능하도록 하고, 동시에 이와 같은 구조에서도 구조적으로 내구성이 높은 새로운 임펠러를 제시하고자 한다.
일본공개특허공보 JP 2018-153714 A(2018.10.04. 공개일) 중국공개특허공보 CN 103585917 A(2014.02.19. 공개일) 미국공개특허문헌 US 2003-0161216 A1(2003.08.28. 공개일)
본 발명은 상기된 과제를 해결하기 위해 창작된 것으로, 단일 임펠러를 사용하면서도 고점도 유체를 효과적으로 교반시킬 수 있는 고점도 유체 교반용 임펠러를 제공하고자 하는 데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 고점도 유체를 효과적으로 교반시킬 수 있도록 임펠러 내측에 유체 하강용 내부 블레이드를 구비하고, 임펠러 외측에 유체 상승용 외부 블레이드를 구비하며, 상기 내측 블레이드가 외부 블레이드로부터 임펠러 회전 방향으로 소정의 각도로 이격된 구조로 설계함으로써, 고점도 유체의 교반 효과를 극대화 시킬 수 있는 고점도 유체 교반용 임펠러를 제공하고자 하는 데 그 목적이 있다.
상기 과제를 달성하기 위하여 본 발명은 상부구의 직경과 하부구의 직경이 서로 다른 원뿔대통 형상을 가지는 디스크부; 상기 디스크부의 단경보다 작은 직경을 가지고, 상기 디스크부의 상부구와 하부구의 중앙을 잇는 상기 디스크부의 중심선상에 위치하며, 상기 디스크부와 직교하는 방향으로 모터의 회전축과 결합하는 임펠러 허브; 상기 디스크부의 테이퍼진 외부면에 원주방향을 따라 소정의 간격으로 형성되는 다수개의 외부 블레이드; 및 상기 임펠러 허브의 외부면으로부터 상기 디스크부의 내부면 방향으로 원주방향을 따라 소정의 간격으로 연장되어 형성되는 다수개의 내부 블레이드;를 포함하는 고점도 유체 교반용 임펠러에 있어서, 상기 외부 블레이드와 내부 블레이드는 임펠러 허브의 축과 수직인 가상의 평면과 소정의 각도를 가지고 기울어져 형성되되, 상기 외부 블레이드와 내부 블레이드는 서로 반대의 방향으로 기울어져 형성되며, 상기 내부 블레이드의 중심에서 임펠러 허브의 중심으로 연결되는 가상의 선과 상기 외부 블레이드의 중심에서 상기 임펠러 허브의 중심으로 연장되는 가상의 선은 서로 겹치지 않고 소정의 각도로 이격되어 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 고점도 유체 교반용 임펠러를 제공한다. 상기 임펠러의 허브는 모터의 회전축과 결합되는 관통홀이 중심부에 형성되어 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 상기 내부 블레이드의 중심에서 임펠러 허브의 중심으로 연결되는 가상의 선과 상기 외부 블레이드의 중심에서 상기 임펠러 허브의 중심으로 연장되는 가상의 선이 이루는 각은 20 내지 70 도일 수 있으며, 상기 외부 블레이드와 내부 블레이드가 임펠러 허브의 축과 수직인 가상의 평면과 이루는 각은 20 내지 70도일 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 고점도 유체 교반용 임펠러를 포함하는 고점도 유체 혼합 탱크를 제공한다. 상기 고점도 유체 혼합 탱크에서 상기 고점도 유체 교반용 임펠러는 동일한 모터에 연결된 회전축에 2 개 이상 연결 설치되며, 상기 각각의 고점도 유체 교반용 임펠러의 내부 블레이드의 기울어진 방향은 서로 동일하거나, 번갈아 가면서 서로 반대 방향일 수 있다.
본 발명에 따른 고점도 유체 교반용 임펠러는 임펠러 내측의 블레이드에 의하 유체흐름 방향과, 임펠러 외측에 위치한 외부 블레이드에 의하 유체흐름 방향이 서로 반대가 되도록 블레이드가 구비되며, 상기 내측 블레이드가 외부 블레이드로부터 임펠러 회전 방향으로 소정의 각도로 이격된 구조로 설계함으로써, 먼저 임펠러 중심부에서 내부 블레이드에 의해 유체를 하강 혹은 상승시키고, 이와 같이 하강된 유체를 외부 블레이드에 의해 상승 혹은 하강시키며, 이와 같은 과정이 순차적으로 수행됨으로써, 종래의 고점도 유체 교반시 문제가 되는 침전된 하부 고점도 유체의 미교반 문제를 해결하는 동시에 고점도 유체의 교반 효율을 더욱 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 내부 블레이드와 외부 블레이드를 지지하는 디스크를 상부구의 직경과 하부구의 직경이 서로 다른 원뿔대통 형상으로 설계하여, 상기 디스크가 경사지도록 함으로써, 디스크의 경사면을 따라 유체가 용이하게 흘러내릴 수 있도록 유도함으로써, 고점도 유체의 교반 효율을 극대화 시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고점도 유체 교반용 임펠러의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 고점도 유체 교반용 임펠러의 정면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 고점도 유체 교반용 임펠러의 평면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 고점도 유체 교반용 임펠러의 저면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 고점도 유체 교반용 임펠러가 설치된 고점도 유체 혼합탱크를 도시한 도면이다.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 고점도 유체 교반용 임펠러에 대해 상세히 설명하도록 한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 대한 원리를 상세하게 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
또한, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
본 발명은 고점도 유체를 효과적으로 교반시킬 수 있도록 임펠러 내측에 구비된 내부 블레이드의 유체 교반 방향과, 임펠러 외측에 구비된 외부 블레이드의 유체 교반 방향을 달리 구비하며, 상기 내측 블레이드가 외부 블레이드로부터 임펠러 회전 방향으로 소정의 각도로 이격된 구조로 설계된 고점도 유체 교반용 임펠러에 관한 것이다.
본 발명에서 상기 고점도는 통상적으로 5,000 cps ~ 500,000 cps 범위를 의미한다.
고점도의 유체를 혼합하는 경우, 저점도 유체와는 달리 고점도 시료가 채워진 탱크가 고정된 상태에서 교반날개가 회전하는 경우에는 교반날개에 의한 교반하는 작동만으로는 고점도 시료의 교반이 제대로 이루어지지 않는 단점이 있다. 즉, 고점도 유체는 유체 내부에 빈 공간이 생기더라도 그 공간을 채우기 위하여 유체가 스스로 움직이는 힘이 약하여 설사 고점도 유체를 통상의 저점도 유체용 임펠러를 사용하여 교반할 경우, 고점도 유체는 단순히 부분적으로만 유동할 뿐 혼합이 이루어지기 어렵다.
또한, 고점도 유체 혼합에서, 임펠러가 회전되면서 처리물을 혼련할 때 처리물의 점도에 따라 날개부의 날개에 미치는 점성체의 저항응력의 크기가 달라지기 때문인데 고점도일수록 임펠러의 날개에 미치는 힘이 커져 임펠러에 손상이 갈 수 있다.
본 발명에서는 이러한 실정을 감안하여 고점도의 유체와의 마찰에 의한 저항응력을 줄이면서도 혼합효과는 높일 수 있는 구조의 고점도 유체 교반용 임펠러를 제공한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 고점도 유체 교반용 임펠러에 대해 더욱 상세하게 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고점도 유체 교반용 임펠러의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 고점도 유체 교반용 임펠러의 정면도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 고점도 유체 교반용 임펠러의 평면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 고점도 유체 교반용 임펠러의 저면도이다.
도 1 내지 도 4에 도시되어 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 고점도 유체 교반용 임펠러(100)는 디스크부(120), 임펠러 허브(110), 외부 블레이드(130) 및 내부 블레이드(140)를 포함하여 구성된다.
상기 디스크부(120)는 상부구의 직경이 하부구의 직경보다 큰 원뿔대통 형상을 가지며, 외측에는 상기 외부 블레이드(130)가 형성되고, 내측에는 상기 내부 블레이드(140)가 형성된다. 본 명세서에 있어서는 설명의 편의를 위하여 디스크부(120)의 상부구 직경이 하부구 직경보다 큰 경우를 상정하여 설명하고 있으나, 상부구의 직경이 하부구의 직경보다 작은 형태의 반대의 형상을 가질 수도 있다.
이하 도면에 도시된 형태를 기준으로 하여 본 발명에 따른 임펠러의 구성 및 효과를 설명하기로 한다.
도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 고점도 유체 교반용 임펠러(100)는 내부 블레이드(140)와 외부 블레이드(130)를 지지하는 디스크부(120)의 상부구의 직경이 하부구의 직경보다 큰 원뿔대통 형상으로 설계함으로써, 외부 블레이드(130)에 의해 상승된 유체가 디스크부(120)의 내부 경사면을 따라 내부 블레이드(140) 방향으로 흘러들어가거나, 흘러나가도록 유도하여 상기 외부 블레이드(130)와 내부 블레이드(140)에 의해 유동이 생긴 고점도 유체가 상부 혹은 하부 방향으로 에 이동하는 이동성을 보다 높임으로써, 상기 내부 블레이드(140) 및 외부 블레이드(130)에 의한 고점도 유체의 교반 효율을 극대화 시킬 수 있다.
상기 임펠러 허브(110)는 임펠러(100)를 회전시키는 동력을 제공하는 모터의 회전축과 결합되는 것으로, 상기 디스크부(120)의 하부구 직경보다 작은 직경을 가지며, 상기 디스크부(120)의 상부구와 하부구의 중앙을 잇는 상기 디스크부(120)의 중심선상에 위치한다.
또한, 상기 임펠러 허브(110)는 상기 디스크부(120)와 직교하는 방향으로 모터의 회전축과 결합되며, 이를 위하여 모터의 회전축과 결합되는 관통홀이 임펠러 허브(110)의 중심부에 형성된다.
또한, 상기 외부 블레이드(130)는 상기 디스크부(120)의 테이퍼진 외부면에 원주방향을 따라 소정의 간격으로 다수개 형성되고, 상기 내부 블레이드(140)는 상기 임펠러 허브(110)의 외부면으로부터 상기 디스크부(120)의 내부면 방향으로 원주방향을 따라 소정의 간격으로 연장되어 형성된다.
상기 외부 블레이드(130)와 내부 블레이드(140)의 형태는 평판형, L자 형, U자형 등 통상의 공지된 블레이드 형태 중 선택된 하나 이상일 수 있다.
또한, 상기 외부 블레이드(130)는 모터의 회전축과 동일선상에 있는 상기 임펠러 허브(110)의 축과 수직인 가상의 평면에 대해 소정의 각도를 가지고 기울어져 형성되어 있는 구조를 가진다. 이와 같이 외부 블레이드(130)가 임펠러 허브(110)의 축과 수직인 가상의 평면과 소정의 각도를 이루고 기울어짐으로 인하여 상기 고압 임펠러(100)의 회전시 회전의 방향에 따라 유체를 하부에서 상부 방향으로, 혹은 하부에서 상부방향으로 이동시키게 된다.
상기 내부 블레이드(140) 역시 임펠러 허부(120)의 축과 수직인 가상의 평면과 소정의 각도를 이루고 기울어져 형성되며, 그 기울어진 방향은 상기 외부 블레이드(130)와는 반대 방향을 향한다. 이렇게 외부 블레이드(130)와 내부 블레이드(140)의 기울어진 방향이 서로 반대되게 함으로써, 고점도 유체 교반 임펠러(100)가 회전함에 따라 외부 블레이드(130)가 유체를 이동시키는 방향과 내부 블레이드(140)가 유체를 이동시키는 방향이 서로 반대가 되어 고점도 유체의 교반 효율을 높일 수 있다.
이때 상기 외부 블레이드(130)가 상기 임펠러 허브(110)의 축과 수직인 가상의 평면과 이루는 각은 20 내지 70 도 인 것이 바람직하며, 상기 내부 블레이드(140)가 상기 임펠러 허브(110)의 축과 수직인 가상의 평면과 이루는 각은 상기 외부 블레이드(130)의 경우와는 반대의 방향으로 20 내지 70 도의 각도를 가지고 기울어져 형성되는 것이 바람직하다. 이 때, 상기 각은 내부 블레이드(140) 혹은 외부 블레이드(130)가 상기 임펠러 허브(110)의 축과 수직인 가상의 평면과 이루는 각 중 작은 각을 의미한다.
또한, 본 발명에 따른 고점도 유체 교반용 임펠러(100)는 내부 블레이드(140)와 외부 블레이드(130)의 부착 위치가 서로 일치하지 않고, 고점도 유체 교반용 임펠러(100)의 회전 방향으로 소정의 각도로 이격된 구조를 가진다.
보다 구체적으로는, 도 3에서 도시된 바와 같이 상기 내부 블레이드(140)의 중심에서 임펠러 허브의 중심으로 연결되는 가상의 선과 상기 외부 블레이드(130)의 중심에서 상기 임펠러 허브(110)의 중심으로 연장되는 가상의 선은 서로 겹치지 않고, 소정의 각도(θ), 바람직하게는 20 내지 70 도의 각도를 이루도록 이격되어 형성되며, 더욱 바람직하게는 30 내지 60 도의 각도로 이격되어 형성된다.
이와 같이 외부 블레이드(130)와 내부 블레이드(140)가 서로 이격되어 형성됨으로 인하여 고점도 유체의 혼합 효과가 더 커질 수 있다.
본원 발명에 따른 고점도 유체 이를 자세히 설명하기 위하여 임펠러(100)가 회전함에 따라 내부 블레이드(140)는 유체를 상부에서 하부로 이동시키고, 외부 블레이드(130)은 유체를 하부에서 상부로 이동시키는 경우를 가정하여 상기 효과를 설명한다.
임펠러(100)의 회전시 외부 블레이드(130)에 의해 디스크부(120) 하부 위치한 고점도의 유체가 디스크부(120) 외부에서 상부로 상승 이동되며, 임펠러의 디스크부(120) 상부에 위치한 고점도 유체는 내부 블레이드(140)에 의해 디스크부(120) 내부에서 하부로 하강 이동된다. 이 과정에서, 임펠러(100)가 회전함에 따라, 외부블레이드(130)의 직접 전방에 위치하던 고점도 유체는 외부 블레이드(130)에 의해 상부로 밀려 상승 이동하게 되고, 상기 하부의 고점도 유체가 상승 이동한 공간으로 상기 내부 블레이드(140)의 전방에 위치하던 상부의 고점도 유체가 내부 블레이드(140)의 회전에 의해 하강 이동하면서 채우게 된다.
이 때, 상기 하부의 고점도 유체를 상승 이동 시키는 외부 블레이드(130)와 상부의 고점도 유체를 하강 이동시키는 내부 블레이드(140)가 동일한 축에 위치하지 않고 서로 이격되어 위치하기 때문에, 내부 블레이드(140)에 의해 밀려 하강 이동되는 상부의 고점도 유체의 위치와 외부 블레이드(130)에 의해 하부의 고점도 유체가 상승 이동되어 비어진 공간의 위치가 서로 동일 축상에 있지 않고 역시 서로 이격되어 형성되게 되며, 이러한 공간적 이격으로 인하여 고점도 유체는 좀 더 많은 이동을 일으키게 되며, 수직 및 수평 교반이 동시에 일어나 유체의 혼합 효과가 더 커지게 된다.
고점도 유체가 아닌 저점도의 유체인 경우라면 이러한 상승 이동하는 유체와 하강 이동하는 유체의 공간적 이격 현상은 큰 효과를 보이기 어려우나, 고점도 유체의 경우에는 유체의 이동이 쉽지 않기 때문에 이러한 상승과 하강 이동하는 유체의 공간적 이격 현상이 더 큰 효과를 발휘할 수 있다.
반면에 본원 발명과 달리 외부 블레이드(130)와 내부 블레이드(140)가 동일한 축상에 존재할 경우, 내부 블레이드(140)에 의해 하강 이동되는 고점도 유체의 위치와 외부 블레이드(130)에 의해 하부의 고점도 유체가 상승 이동되어 생기는 공간이 동일축 상에 접하게 되므로 본 발명에 비하여 고점도에서는 혼합 효과가 떨어진다.
이와 같이 본원 발명과 같은 형태를 가진 임펠러는 고점도 유체의 혼합 효과가 더 높게 나타나게 된다.
한편, 도 2 및 도 4에 도시되어 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 고점도 유체 교반용 임펠러는 회전시 유체의 이동성을 최대화시키고 상기 디스크부의 면적에 따른 흐름 저항에 의한 유체 이동성 저하를 최소화하기 위한 구조를 가진다.
상기 디스크부(120)는 장경(L1)과 단경(L2)의 비 및 높이(H1)와 단경(L2)의 비는 외부블레이드 및 내부 블레이드의 폭에 따라 적절한 값을 갖도록 설계될 수 있으며, 상기 디스크부의 두께(L3) 역시 교반하고자 하는 유체의 점도에 따라 적절히 선택될 수 있다.
도 5는 본원 발명의 임펠러가 설치된 고점도 유체 혼합탱크를 도시한 것이다. 도 5에서 본원 발명의 고점도 유체 교반 임펠러(100)는 교반 모터(미도시)에 연결된 회전축(320)에 연결되며 혼합탱크(310)의 하부에 위치한다. 이는 주로 혼합탱크(310) 하부의 점도가 혼합탱크(310)의 상부의 점도보다 높기 때문이다. 상기 교반 모터에 연결된 회전축(320)의 상부에는 유체 교반용 임펠러(330)가 하나 이상 더 설치될 수 있으며, 상기 임펠러(330)는 본원 발명의 고점도 유체 교반 임펠러와 동일하거나 다른 형태를 가질 수 있다.
또한 본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 회전축(320)에 본 발명의 고점도 유체 교반 임펠러가 두 개 이상 설치될 경우, 각각의 고점도 유체 교반 임펠러(100)의 내부 블레이드(140)가 기울어진 방향이 서로 동일하거나 번갈아 가면서 반대방향을 취하도록 할 수 있다.
이상으로 본 발명은 첨부된 도면에 도시되어 있는 실시예를 참조하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형과 균등한 타 실시예가 가능하다는 것을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 청구범위에 의해 정하여져야 할 것이다.
100 : 고점도 유체 교반용 임펠러
110 : 임펠러 허브
120 : 디스크부
130 : 외부 블레이드
140 : 내부 블레이드
310 : 고점도 유체 혼합 탱크
320 : 교반 모터 회전 축
330 : 유체 교반용 임펠러

Claims (6)

  1. 5,000 cps ~ 500,000 cps 범위의 점도를 가지는 고점도 유체를 교반하기 위한 고점도 유체 교반용 임펠러에 있어서,
    상부구의 직경과 하부구의 직경이 서로 다른 원뿔대통 형상을 가지는 디스크부;
    상기 디스크부의 단경보다 작은 직경을 가지고, 상기 디스크부의 상부구와 하부구의 중앙을 잇는 상기 디스크부의 중심선상에 위치하며, 상기 디스크부와 직교하는 방향으로 모터의 회전축과 결합하는 임펠러 허브;
    상기 디스크부의 테이퍼진 외부면에 원주방향을 따라 소정의 간격으로 형성되며, 유체를 상부 또는 하부 방향으로 이동시키는 다수개의 외부 블레이드; 및
    상기 임펠러 허브의 외부면으로부터 상기 디스크부의 내부면 방향으로 원주방향을 따라 소정의 간격으로 연장되어 형성되며, 유체를 상기 외부 블레이드에서의 유체 흐름 방향과 반대 방향으로 이동시키는 다수개의 내부 블레이드;를 포함하는 고점도 유체 교반용 임펠러에 있어서,
    상기 외부 블레이드와 내부 블레이드는 임펠러 허브의 축과 수직인 가상의 평면과 소정의 각도를 가지고 기울어져 형성되되, 상기 외부 블레이드와 내부 블레이드는 서로 반대의 방향으로 기울어져 형성되며,
    상기 내부 블레이드의 중심에서 임펠러 허브의 중심으로 연결되는 가상의 선과 상기 외부 블레이드의 중심에서 상기 임펠러 허브의 중심으로 연장되는 가상의 선은 서로 겹치지 않고 임펠러 회전방향으로 동일한 소정의 각도로 이격되어 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 고점도 유체 교반용 임펠러.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 내부 블레이드의 중심에서 임펠러 허브의 중심으로 연결되는 가상의 선과 상기 외부 블레이드의 중심에서 상기 임펠러 허브의 중심으로 연장되는 가상의 선이 이루는 각은 20 내지 70 도인 것을 특징으로 하는 고점도 유체 교반용 임펠러.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 외부 블레이드와 내부 블레이드가 임펠러 허브의 축과 수직인 가상의 평면과 이루는 각은 20 내지 70도인 것을 특징으로 하는 고점도 유체 교반용 임펠러.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 임펠러 허브는,
    모터의 회전축과 결합되는 관통홀이 중심부에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 고점도 유체 교반용 임펠러.
  5. 5,000 cps ~ 500,000 cps 범위의 점도를 가지는 고점도 유체를 혼합하기 위한 유체 혼합 탱크로서, 상기 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 기재된 고점도 유체 교반용 임펠러를 포함하되, 상기 고점도 유체 교반용 임펠러는 동일한 모터에 연결된 회전축에 2 개 이상 연결 설치되며, 상기 각각의 고점도 유체 교반용 임펠러의 내부 블레이드의 기울어진 방향은 서로 동일한 것을 특징으로 하는 고점도 유체 혼합 탱크.
  6. 5,000 cps ~ 500,000 cps 범위의 점도를 가지는 고점도 유체를 혼합하기 위한 유체 혼합 탱크로서, 상기 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 기재된 고점도 유체 교반용 임펠러를 포함하되, 상기 고점도 유체 교반용 임펠러는 동일한 모터에 연결된 회전축에 2 개 이상 연결 설치되며, 상기 상기 각각의 고점도 유체 교반용 임펠러의 내부 블레이드의 기울어진 방향은 번갈아 가면서 반대 방향인 것을 특징으로 하는 고점도 유체 혼합 탱크.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102296313B1 (ko) * 2021-02-10 2021-09-01 주식회사 이엔티 내순환식 슬러리 분산장치
CN114632438A (zh) * 2022-03-07 2022-06-17 河南省洛阳正骨医院（河南省骨科医院） 一种麻醉科用麻醉药剂配比混合装置及其使用方法
CN117431144A (zh) * 2023-09-28 2024-01-23 深圳睿生生物工程有限公司 搅拌轮和生物反应器

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0422431A (ja) * 1990-05-16 1992-01-27 Hitachi Ltd 撹拌翼
US20030161216A1 (en) 2002-02-26 2003-08-28 Bernd Gigas Dual direction mixing impeller and method
KR100697855B1 (ko) * 2005-04-29 2007-03-22 (주)에치엠케이 마그네슘합금 용탕용 교반장치
KR101035142B1 (ko) * 2010-11-09 2011-05-17 심동준 방향성이 다른 이중 물 회오리 발생 스크류
KR20110098501A (ko) * 2010-02-26 2011-09-01 이엔비나노텍(주) 멀티노즐기가 구비된 나노기공 실리카, 황산나트륨 및 불산 제조장치
CN103585917A (zh) 2013-11-22 2014-02-19 无锡俊达测试技术服务有限公司 一种涡轮搅拌器
KR101659150B1 (ko) * 2014-06-25 2016-09-22 주식회사 엘지화학 교반탱크 반응기 및 이를 이용한 pvc 수지의 제조방법
KR101762857B1 (ko) * 2016-07-04 2017-07-28 고일영 연장된 이중 안내링을 갖는 수중 교반기
JP2018153714A (ja) 2017-03-15 2018-10-04 住友金属鉱山株式会社 撹拌翼

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0422431A (ja) * 1990-05-16 1992-01-27 Hitachi Ltd 撹拌翼
US20030161216A1 (en) 2002-02-26 2003-08-28 Bernd Gigas Dual direction mixing impeller and method
KR100697855B1 (ko) * 2005-04-29 2007-03-22 (주)에치엠케이 마그네슘합금 용탕용 교반장치
KR20110098501A (ko) * 2010-02-26 2011-09-01 이엔비나노텍(주) 멀티노즐기가 구비된 나노기공 실리카, 황산나트륨 및 불산 제조장치
KR101035142B1 (ko) * 2010-11-09 2011-05-17 심동준 방향성이 다른 이중 물 회오리 발생 스크류
CN103585917A (zh) 2013-11-22 2014-02-19 无锡俊达测试技术服务有限公司 一种涡轮搅拌器
KR101659150B1 (ko) * 2014-06-25 2016-09-22 주식회사 엘지화학 교반탱크 반응기 및 이를 이용한 pvc 수지의 제조방법
KR101762857B1 (ko) * 2016-07-04 2017-07-28 고일영 연장된 이중 안내링을 갖는 수중 교반기
JP2018153714A (ja) 2017-03-15 2018-10-04 住友金属鉱山株式会社 撹拌翼

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102296313B1 (ko) * 2021-02-10 2021-09-01 주식회사 이엔티 내순환식 슬러리 분산장치
CN114632438A (zh) * 2022-03-07 2022-06-17 河南省洛阳正骨医院（河南省骨科医院） 一种麻醉科用麻醉药剂配比混合装置及其使用方法
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