KR102615030B1 - 가스 흡입용 교반 날개 - Google Patents

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주식회사 하도
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Abstract

저동력이고, 가스 흡수성능이 좋은 교반 날개를 제공한다. 본 발명은 교반조(1) 내에 늘어뜨려 설치한 회전축(3)에 설치한 날개체(5)로 이루어지고, 해당 날개체(5)는 상방의 빨아들임 날개부(7)와, 해당 빨아들임 날개부(7) 아래에 연달아 연결한 하방의 바텀 날개부(8)로 이루어지고, 상기 빨아들임 날개부(7)는 상기 회전축(3)로부터 소망의 거리 이간해서 설치되고, 상기 바텀 날개부(8)는 상기 빨아들임 날개부(7) 아래에 연결된 본체부(9)와, 해당 본체부(9)의 외측변에 연달아 연결한 외측변을 향함에 따라서 2단계로 굴절한 전진 날개부(10)로 이루어지고, 해당 전진 날개부(10)는 상기 본체부(9)의 외측변에 연달아 연결하고, 해당 연결부분에서 굴절한 제1 굴절 날개부(10a)와, 해당 제1 굴절 날개부(10a)의 외측변에 연달아 연결하고, 해당 연결부분에서 굴절한 제2 굴절 날개부(10b)로 이루어지고, 상기 제1 굴절 날개부(10a)는 상기 본체부(9)에 대해서, 상기 회전축(3)의 회전 방향측으로 굴절해서 형성되는 것을 특징으로 한다.

Description

가스 흡입용 교반 날개{AGITATION BLADE FOR GAS INHALATION}
본 발명은 특히, 액 표면으로부터 가스를 빨아들이고, 그리고 액 내에서 상기 가스를 분산하고, 또, 미세화시켜서, 상기 액에 상기 가스를 흡수시키는 교반 날개에 관한 것이다.
예를 들면, 유기 합성반응 등에서 사용되고 있는 수소 첨가 반응 등에 있어서는 교반조 내를 교반 날개에 의해 교반하고, 액 표면으로부터 가스를 빨아들이고, 그리고 액 내에서 상기 가스를 분산하고, 또 미세화시켜서, 상기 액에 상기 가스를 흡수시키는 방법이 있다. 이러한 교반에는 종래, 대형 광폭 날개가 사용되고 있었다(특허문헌 1).
도 5는 상기 종래의 대형 광폭 날개를 가지는 교반장치를 나타낸다. (a)는 원통상의 교반조이고, 해당 교반조(a)의 내저면(a1)은 예를 들면, 하방을 향해서 만곡해서 오목형상으로 형성되어 있다.
또, (b)는 상기 교반조(a) 내의 중심부에 수하해서 설치된 회전축이다. 또, (c)는 교반 날개이다. 해당 교반 날개(c)는 연결부재(d)를 통해서 상기 회전축(b)으로부터 소망의 거리 이간하고, 해당 회전축(b)에 고정되어 있다.
또, 상기 교반 날개(c)는 예를 들면, 상기 회전축(b) 주위에 180도 간격을 두고, 상기 연결부재(d)를 통해서 상기 회전축(b)에 고정한 2장의 날개체(e, e)로 이루어진다.
상기 각 날개체(e)는 예를 들면, 거의 사다리꼴 형상의 판체로 형성된다. 해당 각 날개체(e)는 예를 들면, 내측변(e1)이 상기 회전축(b)으로부터 소망의 거리 이간하고, 해당 회전축(b)을 따라서 상하 방향으로 직선상으로 연장되어 형성되고, 또, 외측변(e2)이 상방에서 하방을 향함에 따라서 광폭이 되도록 경사지는 동시에, 톱날형상으로 형성되고, 또, 하측변(e3)은 상기 교반조(a)의 내저면(a1)과 약간의 간격을 두고, 그 내 저면(a1)을 따라서 만곡상으로 형성되고, 또, 상측변(e4)은 수평방향으로 직선상으로 연장되어, 광폭으로 형성되어 있다.
상기 대형 광폭 날개를 사용한 교반장치에 의하면, 상기 날개체(e)가 폭이 넓은 상측변(e4)에 의해, 액 표면으로부터 가스를 빨아들이고, 그리고 그 빨아들인 가스를 날개체(e)의 하부의 토출부(f)에 의해, 해당 날개체(e)의 외방으로 토출해서 분산시키고, 또, 세분화시켜서, 액에 상기 가스를 흡수시킬 수 있게 된다.
일본국 디자인 등록 제1094775호
그렇지만, 상기 대형 광폭 날개는 액 표면으로부터 가스의 빨아들임이 좋지만, 전단작용이 강한 날개체(e)의 하부의 토출부(f)에까지 가스가 널리 퍼지기 어렵다.
또, 상기 대형 광폭 날개는 난유동성 액체나 점성변화를 동반하는 계, 또는 고농도 슬러리를 교반하는 것으로서 개발된 것으로, 고동력으로 교반조 내를 교반하기 위한 것이기 때문에, 방대한 에너지가 필요해서, 에너지 효율면에서 문제가 있었다.
본 발명은 이러한 사정을 고려하여 이루어진 것으로, 가스 흡수성능을 높이는 동시에, 에너지 효율이 높은 교반 날개를 제공하는 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 교반 날개는, 교반조 내에 늘어뜨려 설치한 회전축에 설치한 날개체로 이루어지고, 해당 날개체는 상방의 빨아들임 날개부와, 해당 빨아들임 날개부 아래에 연달아 연결한 하방의 바텀 날개부로 이루어지고, 상기 빨아들임 날개부는 상기 회전축으로부터 소망의 거리 이간해서 설치되고, 상기 바텀 날개부는 상기 빨아들임 날개부 아래에 연결된 본체부와, 해당 본체부의 외측변에 연달아 연결한 외측변을 향함에 따라서 2단계로 굴절한 전진 날개부로 이루어지고, 해당 전진 날개부는 상기 본체부의 외측변에 연달아 연결하고, 해당 연결부분에서 굴절한 제1 굴절 날개부와, 해당 제1 굴절 날개부의 외측변에 연달아 연결하고, 해당 연결부분에서 굴절한 제2 굴절 날개부로 이루어지고, 상기 제1 굴절 날개부는 상기 본체부에 대해서, 상기 회전축의 회전 방향측으로 굴절해서 형성되는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 제2 굴절 날개부는 상기 제1 굴절 날개부에 대해서, 상기 회전방향과 역방향측으로 굴절해서 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 제2 굴절 날개부는 상기 본체부에 대해서, 상기 본체부가 상기 회전축에서 외측변을 향하여 연장되는 방향과 평행한 방향을 기준으로 상기 회전 방향측으로 굴절해서 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 제1 굴절 날개부에 개구부가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
상기 빨아들임 날개부는 상측변이 수평방향으로 연장되어 직선상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 바텀 날개부는 교반조의 내저면에 약간의 간격을 두고 배치되고 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서는 저동력이며, 또, 가스 흡수성능이 좋은 교반 날개를 제공할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 교반 날개를 가지는 교반장치의 종단 단면도이다.
도 2는 본 발명의 교반 날개 사시도이다.
도 3은 도 2의 A-A선 절단면도이다.
도 4는 교반조 내의 액의 흐름 상태를 나타내는 설명도이다.
도 5는 종래의 교반 날개를 가지는 교반장치의 종단 단면도이다.
본 발명을 실시하기 위한 형태 실시예를 이하에 나타낸다.
[실시예 1]
본 발명의 실시예 1을 도 1 내지 도 4에 의해 설명한다.
도 1∼도 3은 본 발명의 교반 날개를 가지는 교반장치를 나타낸다. (1)은 예를 들면, 세로로 긴 원통상의 교반조이다. 해당 교반조(1)의 내저면(1a)은 예를 들면, 하방을 향해서 만곡해서 오목형상으로 형성되어 있다.
(2)는 상기 교반조(1)의 내벽면(1b)에 고정된 상하방향으로 연장되는 배플 플레이트(2)이다. 또, 해당 배플 플레이트(2)는 생략할 수도 있다.
(3)은 상기 교반조(1) 내의 중심부에 수하해서 설치된 회전축이다. 해당 회전축(3)은 도면에 나타나 있지 않은 구동장치에 의해 자유롭게 회전하도록 설치되어 있다.
(4)는 상기 회전축(3)에 고정된 교반 날개이다. 해당 교반 날개(4)는 상기 회전축(3)로부터 소망의 거리 이간해서 형성한 날개체(5)와, 해당 날개체(5)를 상기 회전축(3)에 고정하는 연결부재(6)로 이루어진다. 상기 교반 날개(4)는 예를 들면, 상기 회전축(3) 주위에 180도 간격을 두고, 상기 연결부재(6)를 통해서 상기 고정축(3)에 고정된 2장의 날개체(5, 5)로 이루어진다.
상기 각 날개체(5)는 각각 상방의 판상 빨아들임 날개부(7)와, 해당 빨아들임 날개부(7) 아래에 연달아 연결한 하방의 판상 바텀 날개부(8)로 구성된다.
상기 빨아들임 날개부(7)는 예를 들면, 상하방향으로 연장되는 거의 사다리꼴 형상으로 형성되고, 상기 회전축(3)과 소망의 거리만큼 이간해서 수직으로 설치되어 있다.
해당 빨아들임 날개부(7)는 예를 들면, 내측변(7a)이 상기 회전축(3)과 소망의 거리만큼 이간하고, 해당 회전축(3)을 따라서 상하방향으로 연장되어 직선상으로 형성되고, 또, 외측변(7b)은 외방으로 삼각형상의 산형상으로 돌출시켜서 빨아 들임부(7ba)를 형성하도록게 형성되고, 또, 상측변(7c)은 수평방향으로 연장되어 직선상으로 광폭으로 형성되어 있다.
또, 상기 빨아들임 날개부(7)와 회전축(3)의 간격이나, 빨아들임 날개부(7)의 날개 폭 및 빨아 들임부(7ba)의 산의 높이의 최적값은 교반하는 액체의 종류나 점도에 따라 다르다.
또, 상기 빨아들임 날개부(7)는 회전축(3)과 간격을 두고 있으면 좋고, 산 형상의 빨아 들임부(7ba)를 형성하지 않을 수도 있다.
상기 바텀 날개부(8)는 상기 교반조(1)의 원호상 내저면(1b)와 약간의 간격을 두고 수직으로 배치되어 있다.
해당 바텀 날개부(8)는 예를 들면, 내측변(8a)이 상기 빨아들임 날개부(7)의 내측변(7a)에 계속해서, 상기 회전축(3)과 상기 소망의 거리만큼 이간하고, 해당 회전축(3)을 따라서 상하방향으로 연장되어 직선상으로 형성되고, 또, 외측변(8b)은 상방부터 하방을 향해서 서서히 광폭이 되는 경사변(8ba)과, 해당 경사변(8ba)의 하단으로부터 하방으로 연장되는 수직변(8bb)으로 형성되고, 또, 하측변(8c)은 상기 교반조(1)의 원호상 내저면(1a)과 약간의 간격을 두고, 그 내저면(1a)을 따라서 만곡상으로 형성되고 있다.
또, 상기 바텀 날개부(8)는 도 2, 도 3에 나타내는 바와 같이, 상기 빨아들임 날개부(7)의 하단에 줄지어 서있는 거의 직사각형상의 판상 본체부(9)와, 해당 본체부(9)의 외측변에 연달아 연결한 외측변을 향함에 따라서 2단계로 굴절한 전진 날개부(10)로 이루어진다.
해당 전진 날개부(10)는 상기 본체부(9)의 외측변에 연달아 연결하고, 해당 연결부분(제1 연결부)에 있어서 굴절한 판상의 제1 굴절 날개부(10a)와, 해당 제1 굴절 날개부(10a)의 외측변에 연달아 연결하고, 해당 연결부분(제2연결부)에 있어서 굴절한 판상의 제2 굴절 날개부(10b)와, 상기 제1 굴절 날개부(10a)에 형성된 개구부(10c)로 이루어진다.
또, 상기 제1 굴절 날개부(10a)는 상기 본체부(9)에 대해서, 상기 회전축(5)의 회전방향을 향해서 굴절되도록 형성된다.
해당 제1 굴절 날개부(10a)는 상기 본체부(9)에 대해서, 예를 들면, 0도보다도 크고, 90도보다도 작은 범위 내에서 굴절하는 것이 생각된다. 예를 들면, 해당 제1 굴절 날개부(10a)는 상기 본체부(9)에 대해서, 45도 굴절해서 형성된다.
또, 상기 제2 굴절 날개부(10b)는 상기 제1 굴절 날개부(10a)에 대해서, 상기 회전방향과는 역방향측을 향해서 굴절하는 동시에, 상기 본체부(9)에 대해서는 상기 본체부(9)가 회전축(5)에서 외측변(7b)을 향하여 연장되는 방향과 평행한 방향을 기준으로 상기 회전방향을 향해서 굴절되도록 형성된다.
해당 제2 굴절 날개부(10b)는 상기 제1 굴절 날개부(10a)에 대해서, 예를 들면, 상기 회전방향의 반대 방향측으로 0도보다 커지고, 90도보다 작은 범위에서 굴절하는 동시에, 상기 본체부(9)에 대해서, 예를 들면, 상기 본체부(9)가 회전축(5)에서 외측변(7b)을 향하여 연장되는 방향과 평행한 방향을 기준으로 상기 회전 방향측으로 0도보다 크고, 90도보다 작은 범위에서 굴절하는 것이 생각된다. 예를 들면, 해당 제2 굴절 날개부(10b)는 상기 제1 굴절 날개부(10a)에 대해서, 상기 회전방향의 반대 방향측으로 35도 굴절해서 형성된다(상기 본체부(9)가 회전축(5)에서 외측변(7b)을 향하여 연장되는 방향과 평행한 방향에 대해서는 상기 회전방향으로 10도 굴절).
상기 개구부(10c)는 상기 제1 연결부에서 상기 제2 연결부까지 걸쳐서 개구되는 것이 바람직하고, 예를 들면, 개구형상은 직사각형상으로 형성된다.
또, 바텀 날개부(8)의 내측변(8a)은 상기 회전축(3)과 이간시키지 않고, 직접, 해당 회전축(3)에 연결하도록 할 수도 있다.
상기 연결부재(6)는 예를 들면, 상기 회전축(3)의 상하에 고정되는 2개의 보스부(6a)와, 해당 보스부(6a)와 상기 각 날개체(5)를 고정한 팔부(6b)로 이루어진다.
또, 상기 연결부재(6)를 상기 보스부(6a)를 생략하고 상기 팔부(6b)만으로 구성하고, 해당 팔부(6b)를 직접, 상기 회전축(3)에 용접 등에 고정하도록 할 수 있다.
다음에 본 발명의 교반 날개 작용 및 효과에 대해서 설명한다.
교반조(1) 내에 재료액을 넣고, 해당 교반조(1) 내에서 상기 교반 날개(4)를 소망의 회전방향으로 회전시키고, 교반한다. 즉, 상기 날개체(5)의 상기 전진 날개부(10)의 굴절방향측으로 회전시키고, 교반한다.
해당 교반 날개(4)의 회전에 의해, 상측변(7c)이 광폭으로 형성된 상기 빨아들임 날개부(7)에 의해, 액 표면으로부터 가스가 액 내로 흡입된다.
그리고 상기 빨아들임 날개부(7)는 돌출한 빨아 들임부(7ba), 및, 내측변(7a)과 상기 회전축(3)의 사이에 소망의 간격을 형성한 것에 의해, 하강류가 발생하기 쉽도록 형성되어 있기 때문에, 해당 빨아들임 날개부(7)는 상기 액 표면으로부터 빨아들인 가스와, 해당 빨아들임 날개부(7)의 주위로부터 빨아들인 액체를 하방의 바텀 날개부(8)로 이송하도록 작용한다.
그리고 상기 빨아들임 날개부(7)에서 발생한 상기 하향류는 상기 바텀 날개부(8)에 의해, 날개체(5)의 외방으로 토출되고, 교반조(1)의 내벽면(1b)을 따라서 상승하는 상승류가 되고, 이것에 의해 액체가 상기 교반조 내에서 순환하게 된다.
그리고 조 내의 액체가 균일하게 혼합하게 된다.
또, 상기 바텀 날개부(8)는 2단계로 굴절한 상기 전진 날개부(10)를 가지기 때문에, 토출작용이 강화되고, 조 내의 액체가 더욱 균일하게 혼합하게 된다.
또 해당 토출력이 강화되므로, 하방으로의 액체의 빨아들임력도 강화되게 되고, 이것에 의해 액 표면으로부터 가스를 더욱 빨아들이게 된다.
또, 상기 바텀 날개부(8)는 2단계로 굴절한 전진 날개부(10)와, 해당 전진 날개부(10)에 형성한 개구부(10c)로 이루어지기 때문에, 도 4에 나타내는 바와 같이 상기 제2 굴절 날개부(10b)의 상기 회전 방향측의 전면측의 액체는 화살표(α)로 나타내는 바와 같이 날개체(5)의 외방으로 토출된다. 또, 해당 제2 굴절 날개부(10b)의 배면측에는 부압부(11)가 형성되므로, 해당 부압부(11)의 부압에 의해, 상기 개구부(10c)를 통해서 상기 본체부(9)의 표면측의 액체가 화살표(β)와 같이, 표면측에서 배면측으로 흡입되고, 외방으로 토출된다. 그리고 이것들의 액체가 화살표(γ)와 같이 외방으로 토출되고, 토출력이 더욱 강화되게 된다.
또, 상기 개구부(10c)를 형성한 것에 의해, 날개 면적이 감소함으로써, 항력이 줄고, 소비동력을 낮출 수 있다.
또, 본원 발명의 교반 날개와 종래의 대형 광폭 날개와의 비교에 있어서, 동일한 소비동력조건으로 한 경우에서는 본원 발명의 교반 날개쪽이 날개 직경을 크게 할 수 있다. 따라서 날개 직경이 커지게 되면, 날개 선단 주속도가 빨라지고, 가스의 분산, 미세화를 더욱 촉진시킬 수 있게 된다.
본 발명의 교반장치는 예를 들면, 의료품 관계, 식품관계 등에서의 교반에 이용된다.
1: 교반조
1a: 내저면
1b: 내벽면
2: 배플플레이트
3: 회전축
4: 교반 날개
5: 날개체
6: 연결부재
6a: 보스부
6b: 팔부
7: 빨아들임 날개부
7a: 내측변
7b: 외측변
7ba: 빨아들임부
7c: 상측변
8: 바텀 날개부
8a: 내측변
8b: 외측변
8ba: 경사변
8bb: 수직변
8c: 하측변
9: 본체부
10: 전진 날개부
10a: 제1 굴절 날개부
10b: 제2 굴절 날개부
10c: 개구부
11: 부압부

Claims (6)

  1. 교반조 내에 늘어뜨려 설치한 회전축에 설치한 날개체로 이루어지고,
    상기 날개체는 상방의 빨아들임 날개부와, 상기 빨아들임 날개부 아래에 연달아 연결한 하방의 바텀 날개부로 이루어지고,
    상기 빨아들임 날개부는 상기 회전축으로부터 소망의 거리 이간해서 설치되고,
    상기 바텀 날개부는 상기 빨아들임 날개부 아래에 연결된 판형상의 본체부와, 상기 본체부의 외측변에 연달아 연결한 외측변을 향함에 따라서 2단계로 굴절한 전진 날개부로 이루어지고,
    상기 전진 날개부는 상기 본체부의 외측변에 연달아 연결하고, 해당 연결부분에서 굴절한 제1 굴절 날개부와, 상기 제1 굴절 날개부의 외측변에 연달아 연결하고, 해당 연결부분에서 굴절한 제2 굴절 날개부로 이루어지고,
    상기 제1 굴절 날개부는 상기 본체부에 대해서, 상기 회전축의 회전 방향측으로 굴절해서 형성되고,
    상기 바텀 날개부는 상기 회전축과 상기 소망의 거리 이간하여 형성되어 있고,
    상기 제2 굴절 날개부는, 상기 제1 굴절 날개부에 대하여 상기 회전 방향과 역방향측으로 굴절되어 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 가스 흡입용 교반 날개.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 교반조 내에 늘어뜨려 설치한 회전축에 설치한 날개체로 이루어지고,
    상기 날개체는 상방의 빨아들임 날개부와, 상기 빨아들임 날개부 아래에 연달아 연결한 하방의 바텀 날개부로 이루어지고,
    상기 빨아들임 날개부는 상기 회전축으로부터 소망의 거리 이간해서 설치되고,
    상기 바텀 날개부는 상기 빨아들임 날개부 아래에 연결된 판형상의 본체부와, 상기 본체부의 외측변에 연달아 연결한 외측변을 향함에 따라서 2단계로 굴절한 전진 날개부로 이루어지고,
    상기 전진 날개부는 상기 본체부의 외측변에 연달아 연결하고, 해당 연결부분에서 굴절한 제1 굴절 날개부와, 상기 제1 굴절 날개부의 외측변에 연달아 연결하고, 해당 연결부분에서 굴절한 제2 굴절 날개부로 이루어지고,
    상기 제1 굴절 날개부는 상기 본체부에 대해서, 상기 회전축의 회전 방향측으로 굴절해서 형성되고,
    상기 바텀 날개부는 상기 회전축과 상기 소망의 거리 이간하여 형성되고,
    상기 제2 굴절 날개부는, 상기 본체부가 상기 회전축에서 외측변을 향하여 연장되는 방향과 평행한 방향을 기준으로 상기 회전 방향측으로 굴절해서 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 가스 흡입용 교반 날개.
  5. 제1 항에 있어서, 상기 빨아들임 날개부는 상측변이 수평방향으로 연장되어 직선상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 가스 흡입용 교반 날개.
  6. 제1 항에 있어서, 상기 바텀 날개부는 교반조의 내저면에 약간의 간격을 두고 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 가스 흡입용 교반 날개.
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