KR102275224B1 - 교반 날개 및 교반 장치 - Google Patents

Abstract

교반 장치에 사용되고, 소정의 축심 둘레를 회전하는 교반 날개가 제공된다. 상기 교반 날개는 기부 및 복수의 날개부를 구비하고 있다. 상기 복수의 날개부는, 상기 기부의 같은 쪽에 설치되고 그리고 상기 축심 둘레에 배열되어 있다. 상기 복수의 날개부는, 각각, 상기 축심에 수직인 직경 방향에 있어서의 내측 단부와, 이 내측 단부에 연결되고 그리고 회전 방향 전방으로 볼록한 전방 만곡부를 갖는다. 이러한 구성의 교반 날개는, 교반 대상 재료를 적절하게 교반하여, 상기 대상 재료의 분산도 및 혼합도의 향상에 기여한다.

Description

교반 날개 및 교반 장치

본 개시내용은 교반 날개 및 교반 장치에 관한 것이다.

종래, 복수의 물질을 서로 혼합하기 위한 교반 장치가 알려져 있다. 예를 들면 하기의 특허문헌 1에는, 교반 날개를 이용한 교반 장치의 일례가 개시되어 있다. 이 종래의 교반 날개는, 회전 구동되는 축의 선단에 부착되어 있고, 교반 대상인 혼합물("대상 재료")은, 소정의 용기 내에 수용되어 있다. 이 용기 내에서 교반 날개를 회전시킴으로써, 대상 재료의 교반이 행해진다.

일반적으로, 종래의 교반 장치에 있어서는, 교반 수단(전술한 교반 날개 등)의 근방에서는, 대상 재료가 충분히 교반되어서, 다른 물질끼리 서로 섞인다(분산도가 높다). 한편, 교반 수단으로부터 떨어진 경우에는, 대상 재료의 교반이 충분하지 않고, 분산도가 낮아진다. 이와 같이 종래의 교반 장치에서는, 장소에 따라서 분산도가 달라, 대상 재료 전체로서 질적으로 불균일해지는(즉, 혼합도가 낮은) 경향이 있었다.

JPH10-180073 A

본 개시내용은, 전술한 사정 하에서 안출된 것이다. 그래서, 본 개시내용은, 대상 재료의 분산도 및 혼합도의 쌍방을 종래보다도 향상시킬 수 있는 교반 날개 및 교반 장치를 제공하는 것을 하나의 과제로 한다.

본 개시내용의 제1 측면에 따르면, 축심 둘레를 회전하는 교반 날개가 제공된다. 이 교반 날개는, 기부(base section)와, 상기 기부의 제1 측부에 설치되고 그리고 상기 축심 둘레에 배열된 복수의 제1 날개부를 구비하고 있다. 상기 복수의 제1 날개부는, 각각, 상기 축심에 수직인 직경 방향에 있어서의 내측 단부와, 이 내측 단부에 연결되고 그리고 회전 방향 전방으로 볼록한 전방 만곡부를 갖는다.

바람직하게는, 상기 각각의 제1 날개부는 상기 전방 만곡부에 대하여 상기 직경 방향 바깥쪽으로 연결되고, 그리고 상기 회전 방향 후방으로 볼록한 후방 만곡부를 갖는다.

바람직하게는, 상기 각각의 제1 날개부는 상기 축심에 평행한 방향에 있어서 상기 기부로부터 이간될수록 상기 회전 방향 전방에 위치하도록 경사져 있다.

바람직하게는, 상기 축심에 평행한 방향에 대한 상기 각각의 제1 날개부의 경사각도는 상기 직경 방향 내부를 향할수록 크다. 상기 축심에 평행한 방향에 대한 상기 각각의 제1 날개부의 경사각도(α)는 ０＜α＜９０°이다

바람직하게는, 상기 교반 날개는 복수의 제2 날개부를 더 구비한다. 또한, 상기 기부는, 상기 제1 측부와는 반대인 제2 측부를 갖고 있고, 상기 복수의 제2 날개부는 상기 제2 측부에 설치되고 그리고 상기 축심 둘레에 배열된다.

바람직하게는, 상기 복수의 제1 날개부는, 상기 회전 방향에 있어서의 위치가 상기 복수의 제2 날개부와는 다르다.

바람직하게는, 상기 기부는, 서로 반대 방향을 향해서 테이퍼 형상으로 된 제1 경사면 및 제2 경사면을 갖고 있다. 또한, 상기 복수의 제1 날개부는 상기 제1 경사면에 설치되어 있고, 상기 복수의 제2 날개부는 상기 제2 경사면에 설치되어 있다.

본 개시내용의 제2 측면에 의해서 제공되는 교반 장치는, 상기 제1 측면에 의한 교반 날개와, 교반 대상을 수용하는 용기와, 상기 용기 내에 삽입되고 또한 상기 교반 날개가 부착되는 회전축을 구비한다.

본 개시내용의 그 밖의 특징 및 이점은, 첨부 도면을 참조해서 이하에 행하는 상세한 설명에 의해서, 보다 명확해질 것이다.

도 1은 본 개시내용의 제1 실시형태에 의거한 교반 날개를 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 개시내용의 제1 실시형태에 의거한 교반 날개를 나타낸 정면도이다
도 3은 본 개시내용의 제1 실시형태에 의거한 교반 날개를 나타낸 평면도이다.
도 4는 본 개시내용의 제1 실시형태에 의거한 교반 날개를 이용한 교반 장치를 나타낸 단면도이다
도 5는 본 개시내용의 제2 실시형태에 의거한 교반 날개를 나타낸 사시도이다.
도 6은 본 개시내용의 제2 실시형태에 의거한 교반 날개를 나타낸 평면도이다.
도 7은 제1 실시형태의 교반 날개에 의한 교반 상태를 나타낸 도면이다.
도 8은 제2 실시형태의 교반 날개에 의한 교반 상태를 나타낸 도면이다.
도 9는 비교예의 교반 날개를 나타낸 사시도이다.
도 10은 비교예의 교반 날개에 의한 교반 상태를 나타낸 도면이다.
도 11은 본 개시내용의 제3 실시형태에 의거한 교반 날개를 나타낸 사시도이다.
도 12는 본 개시내용의 제3 실시형태에 의거한 교반 날개를 나타낸 정면도이다
도 13은 본 개시내용의 제3 실시형태에 의거한 교반 날개를 이용한 교반 장치의 일례를 나타낸 단면도이다.
도 14는 본 개시내용의 제4 실시형태에 의거한 교반 날개를 나타낸 사시도이다.
도 15는 본 개시내용의 제5 실시형태에 의거한 교반 날개를 나타낸 사시도이다.
도 16은 제3 실시형태의 교반 날개에 의한 교반 상태를 나타낸 도면이다.
도 17은 제4 실시형태의 교반 날개에 의한 교반 상태를 나타낸 도면이다.
도 18은 제5 실시형태의 교반 날개에 의한 교반 상태를 나타낸 도면이다.
도 19는 비교예의 교반 날개에 의한 교반 상태를 나타낸 도면이다.
도 20은 제3 실시형태의 교반 날개에 의해 교반된 마커의 유동 추적 해석 결과를 나타낸 도면이다.
도 21은 제4 실시형태의 교반 날개에 의해 교반된 마커의 유동 추적 해석 결과를 나타낸 도면이다.
도 22는 제5 실시형태의 교반 날개에 의해 교반된 마커의 유동 추적 해석 결과를 나타낸 도면이다.
도 23은 비교예의 교반 날개에 의해 교반된 마커의 유동 추적 해석 결과를 나타낸 도면이다.
도 24는 제3 실시형태의 교반 날개를 이용한 교반 장치의 다른 예를 나타낸 단면도이다.

이하, 본 개시내용의 바람직한 실시형태에 대해서, 도면을 참조해서 구체적으로 설명한다.

본 개시내용에 있어서, "교반"이란, 특별히 한정되는 일 없이, "분산" 및 "혼합"을 함축하여 의미할 수 있다. 분산이란, 화학적으로 1개의 상으로 되어 있는 물질(예를 들면 액체) 중에, 다른 물질(예를 들면 분체 또는 별종의 액체)이 미시적으로 산재하는 것을 지칭한다. 또한, 혼합이란, 분산도를 대상 재료 전체에 걸쳐서 균일하게 하는 것을 지칭한다. 예를 들면, 대상 재료가, 액체A 및 분체B로 이루어진 것으로 한다. 이 경우, 대상 재료의 "교반"이란, 분체B(의 적어도 일부)를 액체A(의 적어도 일부) 중에 산재시키는 것("분산"), 및 분체B의 산재 상태가 대상 재료의 임의의 개소에서 동일하게(혹은 실질적으로 동일하게) 되도록, 대상 재료 중에 소정의 흐름을 생기게 하는 것("혼합")을 의미할 수 있다.

도 1 내지 도 3은 본 개시내용의 제1 실시형태에 의거한 교반 날개를 나타내고 있다. 도시된 교반 날개(A1)는 기부(1) 및 날개군(2)을 구비하고 있다.

도 1은 교반 날개(A1)를 나타낸 사시도이다. 도 2는 교반 날개(A1)를 나타낸 정면도이다. 도 3은 교반 날개(A1)를 나타낸 평면도이다. 도 1 및 도 3에 있어서, 교반 날개(A1)가 회전하는 방향(원주방향)은 θ로 표시되어 있다. 도 2에 있어서, 교반 날개(A1)가 회전하는 방향은, 교반 날개(A1) 밑에 부여한 화살표로 나타내고 있다. 또한, 이들 도면에 있어서, 교반 날개(A1)의 회전축에 평행한 방향(축방향)은 z로 나타내고, 축방향(z)에 수직인 방향(직경 방향)은 r로 표시되어 있다.

교반 날개(A1)는, 예를 들면, 도 4에 나타낸 교반 장치(B1)에 부착된다. 교반 장치(B1)는, 용기(81), 회전축(82), 구동부(83) 및 축 씰(85)을 구비하고 있다. 용기(81)는 교반되는 대상 재료(T)를 수용한다. 회전축(82)은 용기(81)의 밑부분을 관통해서 연직으로 뻗고 있어, 그 상단에 교반 날개(A1)가 부착되어 있다. 축 씰(85)은 용기(81)의 밑부분과 회전축(82) 사이에 설치되어 있고, 회전축(82)의 회전을 허용하는 한편, 대상 재료(T)가 용기(81)로부터 외부로 누설되는 것을 방지한다. 구동부(83)는, 회전축(82)을 축방향(z)에 평행한 소정의 축심 둘레에 회전시키기 위해서, 예를 들면, 전기 모터를 구비하고 있다. 교반 장치(B1)의 다른 구성 요소로서, 특별히 한정되는 일 없이, 용기(81) 및 구동부(83)를 지지하는 하우징이나, 구동부(83)의 구동을 제어하는 제어부 등이 적당히 설치되어 있어도 된다.

교반 날개(A1)는, 특별히 한정되는 일 없이, 금속이나 수지 등, 대상 재료(T)의 교반에 적합한 재료에 의해서 형성된다. 교반 날개(A1)를 형성하는 금속으로서는, 예를 들면, 스테인리스를 들 수 있다. 교반 날개(A1)는, 기부(1) 및 날개군(2)이 일체적으로 형성된 것이어도 되고, 개별로 형성한 복수의 부품을 조합시켜서 구성한 것이어도 된다. 교반 날개(A1)를 회전축(82)에 부착하는 수단으로서는, 주지의 걸림기구나 체결기구 등을 채용할 수 있다. 또, 교반 날개(A1)의 일부를 미리 회전축(82)에 고정(예를 들면 접착)시켜 두고, 교반 날개(A1)의 나머지의 부분을 그 일부에 착탈 가능하게 부착하도록 해도 된다. 교반 날개(A1)의 크기는, 특별히 한정되는 일 없이, 용기(81)의 크기나, 대상 재료(T)의 점도 등에 따라서, 적당히 선택된다. 일례에 있어서, 교반 날개(A1)의 직경은 약 40㎜이다.

기부(1)는 날개군(2)을 지지하고 있고, 회전축(82)에 고정된다. 기부(1)의 형상 및 크기는 특별히 한정되지 않는다. 도시된 기부(1)는 평면에서(축방향(ｚ)에서) 보아서 원형 형상이다. 기부(1)는 외주 단부(10) 및 경사면(11)을 갖는다. 본 실시형태에 있어서는, 외주 단부(10)는 기부(1)의 하단에 위치하고 있고, 평면에서 보아서 원형이다. 경사면(11)은, 외주 단부(10)보다도 위쪽에 형성되어 있다. 경사면(11)은, 축방향(z)에 있어서 위로 향할수록 직경 방향(r)의 크기가 작아지는 구성이다. 바꾸어 말하면, 경사면(11)은, 위를 향하여 테이퍼 형상이다. 도시된 예에 있어서는, 기부(1)가 전체로서 원뿔대(절두 원추체)로 되어 있고, 경사면(11)은 이 원뿔대의 측면에 의해서 구성되어 있다.

날개군(2)은, 복수의 날개부(20)로 이루어진다. 이들 날개부(20)는, 기부(1)의 같은 면 쪽에 설치되어 있고, 또한 회전 방향(θ)에 있어서 서로 이간 배열되어 있다. 본 실시형태에 있어서는, 복수의 날개부(20)는 경사면(11)에 설치되어 있다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 복수의 날개부(20)는 축방향(z)에 있어서의 소정 범위 내에 배치되어 있다.

날개군(2)을 구성하는 날개부의 개수는 특별히 한정되지 않는다. 본 실시형태에 있어서는, 날개군(2)은 4개의 날개부(40)로 이루어진다. 이들 4개의 날개부(20)는, 평면에서 보아서 등피치로 배열되어 있고, 회전 방향(θ)으로 서로 90도만큼 떨어져 있다.

각 날개부(20)는, 내측 단부(21), 외측 단부(22), 기단부(23), 선단부(24), 전방면(25), 후방면(26), 전방 만곡부(27) 및 후방 만곡부(28)를 구비한다. 내측 단부(21)는, 날개부(20) 중 직경 방향(r)에 있어서 가장 내부에 위치하고 있고, 소정의 길이를 갖는 직선 형상 혹은 만곡 형상의 에지이다. 본 실시형태에 있어서는, 복수의 날개부(20)의 내측 단부(21)끼리는, 회전 방향(θ)에 있어서 서로 이간되어 있다. 외측 단부(22)는, 날개부(20) 중 직경 방향(r)에 있어서 가장 외측에 위치하고 있고, 소정의 길이를 갖는 직선 형상 혹은 만곡 형상의 에지이다. 도 3에 나타낸 바와 같이, 외측 단부(22)는, 평면에서 보아서 기부(1)의 외주 단부(10)와 일치하고 있다. 즉, 기부(1)와 날개부(20)는, 어느 한쪽이 다른 쪽보다도 직경 방향(ｒ) 바깥쪽으로 돌출하는 구성으로는 되어 있지 않다. 다른 예에서는, 적어도 1개의 날개부(20)가, 기부(1)보다도 직경 방향(r) 바깥쪽으로 돌출하는 구성이어도 되고, 기부(1)보다도 직경 방향(r) 내측으로 퇴피한 구성이어도 된다.

기단부(23)는 날개부(20)가 기부(1)에 연결되는 부위이다. 선단부(24)는, 기단부(23)로부터 축방향(z)으로 이간되어 있고, 소정의 길이를 갖는 직선 형상 혹은 만곡 형상의 에지이다.

각 날개부(20)의 전방면(25)은, 회전 방향(θ)에 있어서의 전방측의 면이며, 후방면(26)은 후방측의 면이다.

전방 만곡부(27)는, 내측 단부(21)에 연결되고 그리고 평면에서 보아서 회전 방향(θ) 전방으로 볼록한 부위이다. 보다 구체적으로는, 전방 만곡부(27)는, 전방 만곡부(27)의 직경 방향(r) 양단부를 잇는 가상 직선보다도 회전 방향(θ) 전방으로 볼록한 형상이다. 후방 만곡부(28)는, 전방 만곡부(27)에 대하여 직경 방향(r) 외측에 연결되고 그리고 평면에서 보아서 회전 방향(θ) 후방으로 볼록한 부위이다. 보다 구체적으로는, 후방 만곡부(28)는, 후방 만곡부(28)의 직경 방향(r) 양단부를 잇는 가상 직선보다도 회전 방향(θ) 후방으로 볼록한 형상이다. 도 1 및 도 3에 있어서는, 전방 만곡부(27) 및 후방 만곡부(28)에 대해서, 화살표를 붙인 일점쇄선에 의해서 각각의 범위를 나타내고 있다. 도시된 예에 있어서는, 선단부(24)는, 날개부(20) 중 대략 전방 만곡부(27)를 구성하는 부분에 설치되어 있고, 도 3에 나타낸 바와 같이, 평면에서 보아서 회전 방향(θ) 전방으로 볼록한 형상으로 되어 있다. 또한, 기단부(23)는, 전방 만곡부(27) 및 후방 만곡부(28)를 구성하는 부분의 쌍방에 설치되어 있고, 도 3에 나타낸 바와 같이, 평면에서 보아서 S자 형상으로 되어 있다. 또, 전방 만곡부(27) 및 후방 만곡부(28)가 형성되는 범위나, 각각의 만곡 정도 등은 특별히 한정되지 않는다.

또한, 본 실시형태에 있어서는, 각 날개부(20)는, 축방향(z)에 있어서 기부(1)로부터 이간될수록 회전 방향(θ) 전방에 위치하도록 경사져 있다. 또한, 본 실시형태에 있어서는, 날개부(20)의 축방향(z)에 대한 경사각도는, 직경 방향(r) 내측을 향할수록 크다. 보다 구체적으로는, 도 2에 나타낸 바와 같이, 날개부(20)의 내측 단부(21)가 축방향(z)과 이루는 각도(α1)는, 날개부(20)의 외측 단부(22)가 축방향(z)과 이루는 각도(α2)보다도 크다. 따라서, 전방 만곡부(27)가 축방향(z)과 이루는 각도는, 후방 만곡부(28)가 축방향(z)과 이루는 각도보다도 크다. 이때 축심에 평행한 방향에 대한 각각의 제1 날개부의 경사각도(α)는 ０＜α＜９０°이다

도 5 및 도 6은 본 개시내용의 제2 실시형태에 의거한 교반 날개를 나타내고 있다. 도시된 교반 날개(A2)는, 날개부(20)의 구성이 전술한 교반 날개(A1)의 것과 다르다. 도 5는 교반 날개(A2)를 나타낸 사시도이다. 도 6은 교반 날개(A2)의 평면도이다.

본 실시형태에 있어서는, 각 날개부(20)는, 1개의 만곡부, 즉, 전방 만곡부(27)만을 갖고 있고, 후방 만곡부(28)를 갖고 있지 않다. 도 6에 나타낸 바와 같이, 평면에서 보아서, 날개부(20)의 전체가 전방 만곡부(27)에 의해서 구성되어 있다. 교반 날개(A2)에 있어서의 복수의 날개부(20)의 상대적인 관계나 기부(1)의 구성은, 교반 날개(A1)와 실질적으로 마찬가지이다. 교반 날개(A2)는, 교반 날개(A1)와 마찬가지로, 교반 장치(B1)(도 4)에 부착되어 이용된다.

다음에, 교반 날개(A1, A2) 및 교반 장치(B1)의 작용에 대해서 설명한다.

도 7 및 도 8은, 교반 날개(A1, A2)에 의한 교반의 수치 유체 역학 시뮬레이션을 이용한 해석예를 나타낸다. 이들 도면에서는, 복수의 점 각각에 대응해서, 복수의 화살표가 부여되어 있다. 각 화살표는, 그 점에 있어서의 대상 재료의 흐름의 방향을 나타내고 있다(단, 회전 방향(θ) 성분은 고려 외이다). 또한, 도면 중의 농담은, 대상 재료의 유속에 대응하는 것이며, 대상 재료의 유속 분포를 나타내고 있다(단 회전 방향(θ) 성분은 고려 외이다). 색이 연한 영역일수록 상대적으로 유속이 크고(백색 영역에서 유속 최대), 색이 짙은 영역일수록 상대적으로 유속이 작다(흑색 영역에서 유속 최소). 인접하는 영역 간의 유속의 비는 2.15이다. 본 해석의 여러 조건은 다음과 같다. 용기(81)의 내경은 126㎜이다. 대상 재료(T)는 고점도 비뉴턴(Newton) 유체(카복시메틸셀룰로스나트륨 1.7 중량%)이며, 액 깊이는 89.8㎜이다. 용기(81)의 밑부분 중앙에, 교반 날개(A1)(도 7) 또는 (A2)(도 8)가 배치되어 있다. 교반 날개(A1, A2)의 회전속도(주속(周速))는 10m/s이다.

교반 날개(A1, A2)가 회전하면, 대상 재료(T)에는 회전 방향(θ)을 따르는 회전 흐름이 생긴다. 또, 도 7 및 도 8의 화살표로부터 이해되는 바와 같이, 대상 재료(T)는, 축방향(z)을 따라서, 교반 날개(A1, A2)의 위쪽(동시에 액면의 부근)으로부터, 교반 날개(A1, A2)를 향해서 아래쪽으로 흐른 후, 교반 날개(A1, A2)의 하단(외주 단부(10) 부근)으로부터, 용기(81)의 밑부분을 따라서 직경 방향(r) 외측으로 흐른다. 또한 대상 재료(T)는, 용기(81)의 측벽을 따라서 위쪽, 즉, 액면 쪽을 향해서 흐른다. 이러한 유동의 결과, 용기(81) 내에는, 큰 소용돌이가 형성된다. 도 7 및 도 8에서는, 교반 날개(A1, A2)의 회전 축심에 관하여 대칭인 2개의 소용돌이의 존재가 확인된다. 이러한 소용돌이를 수반하는 흐름의 발생은, 주로, 대상 재료(T)의 혼합에 기여한다. 또, 교반 날개(A1, A2)의 근방, 특히 외주 단부(10) 부근에 있어서는, 유속이 최대(백색 영역 참조)로 되어 있다. 이와 같이, 유속이 국소적으로 현저하게 커지는 것은, 주로, 대상 재료(T)의 분산에 기여한다. 이와 같이, 교반 날개(A1, A2)에 따르면, 대상 재료(T)의 일부를 교반 날개(A1, A2)의 근방에서 효과적으로 분산시킨 후, 분산 완료된 부분을 전술한 와류에 의해서 다른 위치로 이동시킴으로써, 대상 재료(T)가 전체에 걸쳐서 적절하게 혼합시킨다는 효과가 발휘된다.

도 9는 교반 날개(A1, A2)와의 비교를 위하여 준비된 교반 날개(X)를 나타내고 있다. 교반 날개(X)는, 기부(91), 제1 날개군(92a) 및 제2 날개군(92b)을 갖고 있다. 기부(91)는 평탄한 원반 형상이다. 날개군(92a 및 92b)은 기부(91)의 외주를 따라서 배치되어 있다. 제1 날개군(92a)는, 기부(91)에 대하여 상향으로 절곡된 복수의 날개부(920)에 의해서 구성되어 있다. 제2 날개군(92b)은, 기부(91)에 대하여 하향으로 절곡된 복수의 날개부(920)에 의해서 구성되어 있다. 각 날개부(920)는, 대략 사다리꼴 형상의 평판이며, 회전 방향(θ)을 따른 내면 및 외면을 구비하고 있다. 이러한 교반 날개(X)는, 예를 들면, 금속판을 절단 및 절곡 가공함으로써 얻어진다.

도 10은, 도 7 및 도 8에 나타낸 유체 해석예와 동일 조건 하에, 교반 날개(X)(교반 날개(A1, A2)과 외경이 동일)에 대해서 행한 수치 유체 역학 시뮬레이션을 이용한 해석예를 나타내고 있다. 도 10으로부터 알 수 있는 바와 같이, 교반 날개(X)의 외주 단부 부근에 있어서 유속이 최대로 되고 있다. 또한, 교반 날개(X)의 회전 축심의 좌우에 소용돌이를 수반하는 흐름이 생기고 있다. 그러나, 용기(81)의 측벽 및 대상 재료(T)의 액면에 가까운 영역에 있어서는, 유속이 현저하게 작게 되어 있다. 즉, 교반 날개(X)를 이용한 경우에는, 주로 교반 날개(X)를 포함하는 버섯 형상의 영역에서만 교반이 행해지고, 그 밖의 영역에서는, 실질적인 교반이 행해지지 않는다. 이와 같이, 교반 날개(A1, A2)를 사용한 쪽이, 교반 날개(X)를 사용한 경우보다도, 용기(81)의 보다 넓은 범위에 있어서 큰 유속이 얻어지고 있는 것을 알 수 있다. 따라서, 교반 날개(A1, A2)에 따르면, 교반 날개(X)보다도 대상 재료(T)의 전체를 보다 적절하게 혼합할 수 있다.

교반 날개(A1, A2)에 의한 혼합이 적절하게 행해지는 요인으로서, 우선, 날개부(20)의 전방 만곡부(27)의 기여를 들 수 있다. 도 3 및 도 6에 나타낸 바와 같이, 전방 만곡부(27)는, 회전 방향(θ) 전방에 볼록하게 되어 있다. 발명자들의 연구에 따르면, 이러한 구성에 의해, 내측 단부(21)에 있어서 대상 재료(T)를 강력하게 흡인하면서, 흡인한 대상 재료(T)를 직경 방향(r) 외측으로 원활하게 이동시키는 것이 가능한 것으로 판명되었다. 특히, 도시된 예에 있어서는, 내측 단부(21)에 있어서의 날개부(20)와 회전 방향(θ)이 이루는 각도가 상대적으로 작게(도 2의 α1이 상대적으로 크게) 되어 있지만, 이것에 의해 대상 재료(T)가 보다 강력하게 흡인된다는 것을 알 수 있었다. 또한, 도시된 전방 만곡부(27)에 있어서는, 직경 방향(r) 외쪽을 향할수록 날개부(20)와 회전 방향(θ)이 이루는 각도가 서서히 커지고 있다. 이 구성이, 흡인한 대상 재료(T)를 직경 방향(r) 외측으로 보다 원활하게 이동시키는데 유리한 것으로 판명되었다. 이 강력한 흡인과 원활한 이동이, 대상 재료(T) 전체를 보다 적절하게 혼합할 수 있는 하나의 원인인 것으로 여겨진다.

또한, 도 7의 교반 날개(A1)의 해석예와 도 8의 교반 날개(A2)의 해석예를 비교하면, 도 7에 있어서의 연한 톤(tone)의 영역(유속이 빠른 영역)이, 도 8에 있어서의 연한 톤의 영역보다도 넓게 되어 있다. 교반 날개(A1)는, 교반 날개(A2)와는 달리 회전 방향(θ) 후방으로 볼록한 후방 만곡부(28)가 설치되어 있다. 바꿔 말하면, 후방 만곡부(28)에 있어서는, 직경 방향(r) 외쪽을 향할수록 날개부(20)와 회전 방향(θ)이 이루는 각도가 서서히 크게 된다. 본 발명자들의 연구에 따르면, 이러한 구성의 후방 만곡부(28)에 의해서, 흡인한 대상 재료(T)를 교반 날개(A1)로부터 직경 방향(r) 외측으로 보다 힘차게 토출시키는 효과가 얻어지는 것으로 판명되었다. 그리고, 전방 만곡부(27)에 의한 흡인의 강화와 후방 만곡부(28)에 의한 토출의 강화가 상승적으로 작용함으로써, 대상 재료(T) 전체의 혼합이 촉진되는 것으로 여겨진다.

또한, 전술한 바와 같이, 각 날개부(20)는 회전 방향(θ) 전방으로 경사져 있다. 이것에 의해, 후방면(26)과 경사면(11)의 경계부분(구석부)에, 대상 재료(T) 내에 혼입된 기포가 체류하는 것을 회피하는 것이 가능하다. 해당 구석부에 기포가 체류하면, 교반 날개(A1, A2)에 의한 대상 재료(T)의 혼합이 저해된다. 교반 날개(A1, A2)에 따르면, 상기 구석부에 기포가 잔류하지 않으므로, 대상 재료(T)의 혼합도의 향상에 기여한다.

도 11 및 도 12는 본 개시내용의 제3 실시형태에 의거한 교반 날개(A3)를 나타내고 있다. 교반 날개(A3)는 기부(1) 및 1쌍의 날개군(상측 날개군 및 하측 날개군)(2)을 구비하고 있다.

도 11은 교반 날개(A3)를 나타낸 사시도이다. 도 12는 교반 날개(A3)를 나타낸 정면도이다. 교반 날개(A3)의 평면도는 교반 날개(A1)의 평면도(도 3)와 마찬가지이다.

교반 날개(A3)는, 예를 들면, 도 13에 나타낸 교반 장치(B3)에 부착된다. 교반 장치(B3)는 용기(81), 회전축(82) 및 구동부(83)를 구비하고 있다. 용기(81)는 대상 재료(T)를 수용한다. 회전축(82)의 일부는, 용기(81)의 대상 재료(T) 내에 삽입되어 있고, 그 하단에 교반 날개(A3)가 부착되어 있다. 구동부(83)는, 회전축(82)을 축방향(z) 주변으로 회전시키는 것이며, 예를 들면, 전기 모터를 구비한다. 교반 장치(B3)의 다른 구성 요소로서는, 특별히 한정되는 일 없이, 용기(81) 및 구동부(83)를 지지하는 하우징이나, 구동부(83)의 구동을 제어하는 제어부 등이 적당히 설치되어 있어도 된다.

교반 날개(A3)의 기부(1)는 상측 및 하측 날개군(2)을 지지하고 있다. 기부(1)는 외주 단부(10) 및 1쌍의 경사면(상측 경사면 및 하측 경사면)(11)을 갖는다. 외주 단부(10)는, 기부(1)의 축방향(z) 중앙에 위치하고 있고, 평면에서 보아서 원형이다. 또한, 외주 단부(10)는 상측 및 하측 날개군(2)의 경계를 이루고 있다. 상측 및 하측 경사면(11)은, 축방향(z)에 있어서 외주 단부(10)를 사이에 끼우도록 마련되어 있다. 상측 경사면(11)은 위를 향해서 테이퍼 형상이며, 하측 경사면(11)은 아래를 향해서 테이퍼 형상이다. 도시된 예에 있어서는, 각 경사면(11)은 원뿔대(절두 원추체)의 측면에 의해서 구성되어 있다.

각 날개군(2)은 회전 방향(θ)으로 배열된 복수의 날개부(20)로 이루어진다. 도 12에 나타낸 바와 같이, 각 날개군(2)의 복수의 날개부(20)는, 축방향(z)에 있어서의 소정 범위에 배치되어 있다. 또한, 상측 날개군(2)의 복수의 날개부(20)는, 하측 날개군(2)의 복수의 날개부(20)에 대하여, 원주방향(θ)으로 어긋난 위치에 설치되어 있다. 이 때문에, 하나의 예에서는, 상측 날개군(2)의 복수의 날개부(20)는, 하측 날개군(2)의 복수의 날개부(20)에 대하여, 축방향(z)에 있어서 겹치지 않는 구성으로 된다. 각 날개부(20)의 구성은, 전술한 교반 날개(A1)의 날개부(20)와 동일하다.

도시한 예에서는, 각 날개군(2)을 구성하는 복수의 날개부(20)의 개수는 4이다. 또한, 각 날개군(2)에 있어서, 4개의 날개부(20)는 원주방향(θ)에 있어서 등피치로 배열되어 있고, 원주방향(θ)으로 90도씩 떨어져 있다.

도 11 및 도 12에 나타낸 예에서는, 상측 날개군(2)의 날개부(20)는, 하측 날개군(2)의 날개부(20)에 대하여, 회전 방향(θ)에 있어서 45도(90도/2) 어긋난 위치에 배치되어 있다.

도 14는 본 개시내용의 제4 실시형태에 의거한 교반 날개(A4)를 나타내고 있다. 도시된 교반 날개(A4)는, 전술한 교반 날개(A3)와 마찬가지로 상하 1쌍의 날개군(2)을 구비하고 있고, 예를 들면 교반 장치(B3)(도 13)에 부착되어서 이용된다. 각 날개부(20)의 구성은, 전술한 교반 날개(A1, A3)의 날개부(20)와 마찬가지이고, 전방 만곡부(27) 및 후방 만곡부(28)를 갖고 있다. 교반 날개(A4)의 평면도는 교반 날개(A1)의 평면도(도 3)와 마찬가지이다. 교반 날개(A4)에 있어서, 상하의 날개군(2)을 구성하는 복수의 날개부(20)의 개수는 서로 같은 개수이다. 또한, 상측 날개군(2)의 복수의 날개부(20)는, 회전 방향(θ)에 있어서, 하측 날개군(2)의 복수의 날개부(20)와 같은 위치에 설치되어 있다.

도 15는 본 개시내용의 제5 실시형태에 의거한 교반 날개(A5)를 나타내고 있다. 도시된 교반 날개(A5)는 상하 1쌍의 날개군(2)을 구비하고 있다. 각 날개부(20)의 구성은 전술한 교반 날개(A2)의 것과 마찬가지이고, 전방 만곡부(27)를 갖지만, 후방 만곡부(28)는 갖고 있지 않다. 교반 날개(A5)의 평면도는 교반 날개(A2)의 평면도(도 6)와 마찬가지이다. 상측 날개군(2)의 복수의 날개부(20)는, 회전 방향(θ)에 있어서, 하측 날개군(2)의 복수의 날개부(20)에 대하여, 45도(90도/2) 어긋난 위치에 배치되어 있다.

다음에, 교반 날개(A3 내지 A5) 및 교반 장치(B3)의 작용에 대해서 설명한다.

도 16 내지 도 18은, 교반 날개(A3 내지 A5)에 의한 교반의 수치 유체 역학 시뮬레이션을 이용한 해석예를 나타내고 있다. 도 7 및 8의 경우와 마찬가지로, 각 화살표는, 그 점에 있어서의 대상 재료의 흐름의 방향을 나타내고 있고(회전 방향(θ) 성분은 고려 제외), 도면 중의 농담은, 대상 재료의 유속에 대응하는 것이며, 대상 재료의 유속 분포를 나타내고 있다(회전 방향(θ) 성분은 고려 제외). 색이 연한 영역일수록 상대적으로 유속이 크고(백색 영역에서 유속 최대), 색이 짙은 영역일수록 상대적으로 유속이 작다(흑색 영역에서 유속 최소). 인접하는 영역 간의 유속의 비는 2.15이다. 본 해석의 여러 조건은 다음과 같다. 용기(81)의 내경은 210㎜이다. 대상 재료(T)는, 고점도 비뉴턴 유체(카복시메틸셀룰로스나트륨 1.7 중량%)이며, 액 깊이는 158㎜이다. 대상 재료(T)의 대략 중앙에 교반 날개(A3)(도 16), (A4)(도 17) 및 (A5)(도 18)가 배치되어 있다. 교반 날개(A3 내지 A5)의 회전속도(주속)는 10m/s이다.

교반 날개(A3 내지 A5)가 방향(θ)으로 회전하면, 대상 재료(T)도 같은 방향으로 회전 흐름을 일으킨다. 또한, 도 16 내지 도 18로부터 이해되는 바와 같이, 교반 날개(A3 내지 A5)의 위쪽 및 아래쪽으로부터, 대상 재료(T)가 교반 날개(A3 내지 A5)를 향하는 유동이 확인된다. 또한, 교반 날개(A3 내지 A5)의 축방향(z) 중앙(외주 단부(10) 부근)으로부터, 직경 방향(r) 외측을 향하는 유동이 확인된다. 또한, 이 유동은, 용기(81)의 측벽을 따라서, 대상 재료(T)의 액면 또는 용기(81)의 밑면을 향하는 흐름이 된다. 이러한 흐름의 결과, 교반 날개(A3 내지 A5)의 회전 축심의 좌우 양측에 있어서, 각각 2개의 소용돌이가 생기고 있다. 이 소용돌이를 수반하는 흐름은, 주로 대상 재료(T)의 혼합에 기여한다. 또한, 교반 날개(A3 내지 A5)의 근방, 특히 외주 단부(10) 부근에 있어서, 유속이 최대로 되고 있다. 이러한 국소적으로 빠른 유속은, 주로 대상 재료(T)의 분산에 기여한다.

도 19는, 도 16 내지 도 18에 나타낸 유체 해석예와 동일 조건 하에 있어서, 교반 날개(A3 내지 A5)와 외경이 같은 교반 날개(X)(도 9)에 관한 수치 유체 역학 시뮬레이션을 이용한 해석예를 나타내고 있다. 도 19에 나타낸 바와 같이, 교반 날개(X)의 외주 단부 부근에 있어서, 유속이 최대로 되어 있다. 또한, 교반 날개(X)의 회전 축심의 좌우 양측에 있어서, 2개의 소용돌이가 확인된다. 그러나, 용기(81)의 측벽이나 대상 재료(T)의 액면 및 용기(81)의 밑면에 가까운 영역에 있어서는, 유속이 현저하게 작게 되고 있다. 이것으로부터, 교반 날개(A3 내지 A5)에 의한 혼합은, 교반 날개(X)에 의한 혼합과 비교해서, 용기(81)의 보다 넓은 범위에 있어서 적절하게 행해지고 있는 것을 알 수 있다.

교반 날개(A3 내지 A5)에 의한 혼합도가 높은 것의 요인으로서, 교반 날개(A1, A2)와 마찬가지로, 각 날개부(20)의 전방 만곡부(27)의 기여를 들 수 있다. 전방 만곡부(27)에 의한 강력한 흡인과 원활한 이동은, 대상 재료(T) 전체의 혼합을 생기게 하는 한가지 원인인 것으로 여겨진다.

또한, 도 16 및 17에 나타낸 교반 날개(A3, A4)의 유체 해석예와 도 18에 나타낸 교반 날개(A5)의 유체 해석예를 비교하면, 도 16 및 17에 있어서의 연한 톤의 영역(유속이 빠른 영역) 쪽이, 도 18에 있어서의 연한 톤의 영역보다도 넓다. 이 요인으로서, 전술한 바와 같이, 교반 날개(A3, A4)가 후방 만곡부(28)를 갖는 것을 들 수 있다. 즉, 전방 만곡부(27)에 의한 흡인의 강화와 후방 만곡부(28)에 의한 토출의 강화가 상승적으로 작용함으로써, 대상 재료(T) 전체의 혼합이 촉진된 것으로 여겨진다.

도 20 내지 도 23은, 교반 날개(A3 내지 A5) 및 교반 날개(X)에 의한 교반의 다른 수치 유체 역학 시뮬레이션을 이용한 해석예를 나타낸다. 이들 해석의 조건은, 도 16 내지 도 19의 경우와 마찬가지로, 용기(81)의 내경이 210㎜이며, 대상 재료(T)로서 액 깊이 158㎜의 고점도 비뉴턴 유체(카복시메틸셀룰로스나트륨 1.7 중량%)를 사용하고 있다. 이 대상 재료(T)의 대략 중앙에 교반 날개(A3 내지 A5) 및 교반 날개(X)가 배치되어 있다. 교반 날개(A3 내지 A5) 및 교반 날개(X)의 회전 주속은 10m/s이다. 이들 해석예에서는, 대상 재료(T)에, 복수의 입상의 마커를 첨가하고 있다. 도면 중에 있어서의 각 흑점이 각각의 마커를 나타내고 있다. 마커수는 1000개이다. 마커는 초기 단계에서는, 교반 날개(A3 내지 A5) 및 교반 날개(X)의 바로 위에 있어서의 대략 원판 형상 영역에 배치된다. 구체적으로는, 마커의 초기 배치 영역은, 깊이가 대상 재료(T)의 액면으로부터 40 내지 50㎜이며, 가로방향에는, 회전축심을 중심으로 하는 직경 60㎜의 원 내이다. 마커 추적 시간은, 전술한 초기 범위에 마커를 존재시킨 시점으로부터 0.8168초 후까지이며, 이것은, 교반 날개(A3 내지 A5) 및 교반 날개(X)가 6.5회 회전하는 시간에 상당한다.

우선, 도 20 내지 도 22에 나타낸 해석예(교반 날개(A3 내지 A5))에서는, 도 23에 나타낸 해석예(교반 날개(X))와 비교해서, 대상 재료(T)의 보다 넓은 범위에 마커가 분포되어 있다. 특히, 도 23에 나타낸 해석예에서는, 용기(81)의 측면 부근이나 대상 재료(T)의 액면 부근에 있어서는, 마커를 나타내는 흑점이 거의 존재하지 않는다. 이것에 대해서, 도 20 내지 도 22에 나타낸 해석예에서는, 용기(81)의 측면 부근이나 대상 재료(T)의 액면 부근에 다수의 마커가 존재하고 있다. 이것은, 도 16 내지 도 19를 참조해서 기술한 바와 같이, 교반 날개(A3 내지 A5)가 전방 만곡부(27)를 갖는 것에 의한 효과인 것으로 여겨진다.

다음에, 도 20의 해석예(교반 날개(A3))와 도 21의 해석예(교반 날개(A4))를 비교하면, 교반 날개(A3) 및 교반 날개(A4)보다도 아래쪽에 존재하는 마커수에 차이가 보여진다. 구체적으로는, 교반 날개(A3)의 아래쪽에 존재하는 마커수가 110인 것에 대해서, 교반 날개(A4)의 아래쪽에 존재하는 마커수는 47이다. 이 차이는 이하의 이유에 의한 것으로 여겨진다.

교반 날개(A3) 및 교반 날개(A4)는, 모두 기부(1)에 상하 1쌍의 경사면(11)을 갖고, 각 경사면(11)에 복수의 날개부(20)가 설치되어 있는 점은 같다. 또한, 각 날개부(20)에 의해서, 대상 재료(T)는 직경 방향(r) 외측으로 토출되지만, 이 토출된 흐름은, 축방향(z)에 있어서 반대쪽에 위치하는 날개군(2)을 향하는 속도 성분도 구비하고 있다. 전술한 바와 같이, 교반 날개(A3)에 있어서는, 상하의 날개군(2)이 회전 방향(θ)에 있어서 서로 반피치 어긋나 있다. 이 때문에, 교반 날개(A3)에 의한 교반에 있어서는, 상하의 날개군(2)으로부터 토출된 대상 재료(T)의 축방향(z) 성분이, 서로 간섭하는 것이 상대적으로 적다. 즉, 축방향(z)에 있어서, 한쪽의 날개군(2)으로부터 다른 쪽의 날개군(2) 쪽으로 향하는 유동이 방해받지 않는다. 교반 날개(A3)를 이용한 혼합 상태의 관찰에서는, 소용돌이를 수반하는 비교적 큰 흐름이, 교반 날개(A3)가 설치된 위치(외주 단부(10)의 위치)를 초과해서 용기(81) 내 전체를 축방향(z)으로 이동하는(즉, 용기(81) 내를 종단하는) 현상이 주기적으로 생기는 것이 확인되었다. 이것은, 축방향(z)에 있어서 서로 상하로 분리된 소용돌이류가 (상하 방향으로 이동되는 일 없이) 존재하는 것에 의한 혼합 상태와 비교해서, 대상 재료(T) 전체의 혼합을 촉진하는데 바람직하다. 한편, 교반 날개(A4)에 있어서는, 상하의 날개군(2)이 회전 방향(θ)에 있어서 서로 일치하고 있으므로, 교반 날개(A3)와 마찬가지의 효과가 발휘되는 것은 기대하기 어렵다. 이러한 것으로부터, 교반 날개(A3)에 의한 교반 쪽이, 보다 많은 마커를 축방향(z) 아래쪽으로 이동시킨 것으로 여겨진다.

또, 교반 날개(A4)의 교반에 의해 생기는 용기(81) 내의 종단 흐름은, 교반 날개(A3)의 교반에 의한 종단 흐름보다도 약한 것으로 여겨진다. 한편, 상하의 날개군(2)으로부터 토출되는 흐름이 합류됨으로써, 직경 방향(r)의 보다 넓은 범위에 유동을 생기게 하는 효과를 기대할 수 있다. 이것은, 용기(81)의 내경이 클 경우에, 대상 재료(T)를 적절하게 교반하는데 적합하다.

또한, 도 20의 해석예(교반 날개(A3))와 도 22의 해석예(교반 날개(A5))를 비교하면, 교반 날개(A3)보다도 아래쪽에 존재하는 마커수가 110인 것에 대해서, 교반 날개(A5)보다도 아래쪽에 존재하는 마커수는 72이다. 이 차이는, 전술한 바와 같이, 교반 날개(A3)가 후방 만곡부(28)를 갖는 것에 의한 효과인 것으로 여겨진다. 또, 교반 날개(A5)에 있어서는, 상하의 날개군(2)이 회전 방향(θ)에 있어서 서로 반피치 어긋나서 설치되어 있으므로, 교반 날개(A4)의 해석예보다도 다수의 마커가 아래쪽으로 이동되어 있는 것을 알 수 있다.

도 24는 교반 날개(A3)를 이용한 교반 장치(B3)를 나타내고 있다. 도시된 교반 장치(B3)는, 2개의 회전축(82)과, 교반 날개(A3)에 부가해서 교반 날개(84)를 구비하고 있다.

2개의 회전축(82)은 구동부(83)에 의해서 각각 회전 구동된다. 2개의 회전축(82)의 길이나 회전속도는 적당히 설정 가능하다. 도시한 예에서는, 2개의 회전축(82)은 서로 평행하고, 용기(81)의 중심(평면에서 보아서)에 설치된 회전축(82) 쪽이, 다른 쪽의 회전축(82)보다도 길다. 교반 날개(84)는, 교반 날개(A3)보다도 크고(평면에서 보아서), 용기(81)의 밑부분 부근에 배치된다. 평면에서 보아서, 교반 날개(84)의 중심은, 용기(81)의 중심과 일치하고 있다. 또, 용기(81)에 대한 교반 날개(84)의 크기에 따라서, 교반 날개(84)의 중심을, 용기(81)의 중심으로부터 이간시켜 배치하도록 해도 된다. 교반 날개(84)는, 예를 들면, 용기(81) 내의 대상 재료(T) 전체의 혼합을 촉진하는 것을 목적으로 해서 설치된다.

도 24에 나타낸 예에서는, 교반 날개(A3)는, 평면에서 보아서 용기(81)의 중심으로부터 용기(81)의 측벽에 오프셋된 위치에 설치되어 있고, 그리고 축방향(z)에 있어서 교반 날개(84)보다도 위쪽에 위치하고 있다. 또한, 교반 날개(84)는, 중앙 회전축(82)의 하단부로부터 수평방향으로 뻗는 복수의 블레이드(도시한 예에서는 2개)를 구비하고 있다. 각 블레이드는, 용기(81)의 내측면과 간섭하지 않는 길이로 되어 있고, 도시한 예에서는, 2개의 회전축(82) 사이의 이간 거리보다도 길다. 일례로서, 특별히 한정되는 일 없이, 구동 시에 있어서의 단위시간당의 회전수는, 중앙 회전축(82)(나아가서는 교반 날개(84)) 쪽이, 다른 쪽의 회전축(82)(나아가서는 교반 날개(A3))보다도 적어지도록 설정된다.

상기 구성의 교반 장치(B3)에 의해서도, 대상 재료(T)의 분산도 및 혼합도를 향상시킬 수 있다. 또한, 교반 날개(84)와 교반 날개(A3)를 병용함으로써, 보다 대용량의 용기(81)에 수용된 대상 재료(T)라도 적절하게 혼합하고, 또한 분산시킬 수 있다.

이상에서 기술한 바와 같이, 본 개시내용의 교반 날개(A1 내지 A5)에 따르면, 교반 날개(X)(도 9)보다도, 대상 재료(T)의 혼합도를 각별히 향상시키는 것이 가능하다. 또, 대상 재료(T)의 분산도를 향상시키기 위해서는, 교반 날개(A1 내지 A5)의 회전속도를 높이는 것이 바람직하다. 이 점, 교반 날개(A1 내지 A5)에 의한 대상 재료(T)의 혼합 효과는, 교반 날개(A1 내지 A5)의 회전속도를 고속으로 했다고 해도 충분히 유지될 수 있다. 따라서, 교반 날개(A1 내지 A5) 및 교반 장치(B1, B3)에 따르면, 대상 재료(T)의 분산도와 혼합도의 쌍방을 향상시킬 수 있다.

본 개시내용에 따른 교반 날개 및 교반 장치는, 전술한 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 본 개시내용에 따른 교반 날개 및 교반 장치의 각 부의 구체적인 구성은 다양하게 설계 변경 가능하다.

Claims (8)

1. 축심 둘레를 회전하는 교반 날개로서,
   기부(base section); 및
   상기 기부의 제1 측부에 설치되고 그리고 상기 축심 둘레에 배열된 복수의 제1 날개부를 포함하되,
   상기 복수의 제1 날개부는, 각각, 상기 축심에 수직인 직경 방향에 있어서의 내측 단부와, 상기 내측 단부에 연결되고 그리고 회전 방향 전방으로 볼록한 전방 만곡부를 갖고,
   각각의 제1 날개부는, 상기 전방 만곡부에 대하여 상기 직경 방향 바깥쪽으로 연결되고, 그리고 상기 회전 방향 후방으로 볼록한 후방 만곡부를 갖고,
   각각의 제1 날개부는, 상기 축심에 평행한 방향에 있어서 상기 기부로부터 이간될수록 상기 회전 방향 전방에 위치하도록 경사져 있고,
   상기 축심에 평행한 방향에 대한 상기 각각의 제1 날개부의 경사각도(α)는, ０＜α＜９０°이며, 상기 직경 방향 내부를 향할수록 큰, 교반 날개.
2. 제1항에 있어서,
   복수의 제2 날개부를 더 포함하는 구성에 있어서,
   상기 기부는, 상기 제1 측부와는 반대인 제2 측부를 갖고 있고, 상기 복수의 제2 날개부는, 상기 제2 측부에 설치되고 상기 축심 둘레에 배열되어 있는, 교반 날개.
3. 제2항에 있어서, 상기 복수의 제1 날개부는, 상기 회전 방향에 있어서의 위치가 상기 복수의 제2 날개부와는 다른, 교반 날개.
4. 제2항에 있어서, 상기 기부는 서로 반대인 방향을 향해서 테이퍼 형상으로 된 제1 경사면 및 제2 경사면을 갖고, 상기 복수의 제1 날개부는 상기 제1 경사면에 설치되어 있으며, 상기 복수의 제2 날개부는, 상기 제2 경사면에 설치되어 있는, 교반 날개.
5. 교반 장치로서,
   제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 기재된 교반 날개;
   교반 대상을 수용하는 용기; 및
   상기 용기 내에 삽입되고 상기 교반 날개가 부착되는 회전축을 포함하는, 교반 장치.
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