KR200487605Y1

KR200487605Y1 - 교반장치

Info

Publication number: KR200487605Y1
Application number: KR2020167000011U
Authority: KR
Inventors: 히로오 호리구치; 쇼지 모리나가; 류이치 야토미
Original assignee: 스미토모 쥬기카이 프로세스 기키 가부시키가이샤
Priority date: 2013-08-07
Filing date: 2014-07-30
Publication date: 2018-10-11
Also published as: EP3031519A4; EP3031519B1; EP3031519A1; TWM495896U; JP6109006B2; JP2015033658A; CN205667803U; KR20160001226U; WO2015019914A1; TW201515694A

Abstract

피교반물을 수용하는 교반조와, 그 교반조 내에 회전 가능하도록 장착되는 교반축과, 그 교반축에 장착되는 교반날개를 구비하는 교반장치로서, 교반날개는, 블레이드를 갖고, 그 블레이드는, 블레이드 본체와, 회전방향에 대하여 개구하는 홈부를 가지며, 그 홈부는, 교반축의 축심을 중심으로 하는 회전반경을 통과하는 방향과 교차하는 방향으로 뻗는다.

Description

교반장치{STIRRER}

본 출원은, 일본 특허출원 2013－164538호에 근거하여 우선권을 주장하고, 인용에 의하여 본 출원 명세서의 기재에 원용된다.

본 고안은, 피교반물의 혼합을 목적으로 한 교반장치에 관한 것이다.

종래부터, 피교반물을 교반하는 교반장치로서, 원통형상의 교반조와, 그 교반조의 중심부에 배치되는 교반축과, 그 교반축의 하부측에 장착되는 교반날개가 마련된 것이 알려져 있다. 교반날개에는, 교반축의 둘레방향을 따라 복수의 블레이드가 마련되어 있다.

교반축이 축심을 중심으로 회전하면, 교반날개가 교반축과 함께 회전한다. 그리고, 교반날개의 복수의 블레이드는, 교반조 내를 선회하여, 블레이드가 받은 피교반물을 유동시키고, 교반날개의 회전으로 발생하는 회전류에 의하여 또는 블레이드 자체에 의하여 피교반물을 전단한다.

이러한 기능을 갖는 교반날개에는, 피교반물을 전단하는 전단성능에 특화된 교반날개와, 피교반물을 유동시켜 피교반물을 순환시키는 순환성능에 특화된 교반날개가 있다.

전단성능에 특화된 교반날개에는, 예를 들면 판형상의 블레이드를 오목형상으로 한 콘케이브날개 등과 같은, 블레이드가 받은 피교반물을 교반축의 직경방향으로 유동시키는 것이 많다. 이러한 교반날개는, 블레이드 근방에서 피교반물을 전단함으로써 피교반물을 세분화하는 것에 특화되어 있다(예를 들면 특허문헌 1 참조).

순환성능에 특화된 교반날개에는, 예를 들면 축류날개 타입의 교반날개 등과 같은, 블레이드가 받은 피교반물을 하방으로 유동시키는 것이 많다. 이들의 교반날개는, 교반조 내에서 피교반물을 순환시키는 것에 특화되어 있다(예를 들면 특허문헌 2 참조).

교반날개에 의한 피교반물의 혼합성능은, 이 전단성능과 순환성능의 양방의 성능에 의하여 평가된다.

일본 공개특허공보 2003－210903호 일본 공개특허공보 평9－187636호

따라서, 본 고안은, 이러한 문제를 감안하여 이루어진 것으로, 전단성능과 순환성능의 양방의 성능이 우수한 교반날개를 갖는 교반장치를 제공하는 것이다.

본 고안에 관한 교반장치는, 피교반물을 수용하는 교반조와, 상기 교반조 내에 회전 가능하도록 장착되는 교반축과, 상기 교반축에 장착되는 하나 이상의 교반날개를 구비하는 교반장치로서, 교반날개는, 복수의 블레이드를 갖고, 각 블레이드는, 블레이드 본체와, 회전방향에 대하여 개구하는 홈부를 가지며, 상기 홈부는, 교반축의 축심을 중심으로 하는 회전반경을 통과하는 방향과 교차하는 방향으로 뻗는다.

또한, 본 고안의 일 양태로서, 홈부의 뻗는 방향은, 교반축의 축심방향에 대하여 회전방향으로 소정 각도로 경사지는 것으로 할 수 있다.

또한, 본 고안의 다른 양태로서, 홈부는, 단면에서 보아 반원형상으로 형성될 수 있다.

또한, 본 고안의 다른 양태로서, 교반날개는, 교반축에 대하여 2단 이상 마련될 수 있다.

또한, 본 고안의 다른 양태로서, 각 교반날개는, 상기 각 교반날개의 블레이드가 다른 교반날개의 블레이드의 위치로부터 교반축의 둘레방향으로 어긋난 위치에 배치되도록, 교반축에 장착될 수 있다.

또한, 본 고안의 다른 양태로서, 각 교반날개의 블레이드의 회전반경은, 다른 교반날개의 블레이드의 회전반경과 다른 것으로 할 수 있다.

도 1은, 본 고안의 제1 실시형태에 관한 교반장치의 종단면도이다.
도 2는, 동 실시형태에 관한 교반날개의 상면도이다.
도 3은, 동 실시형태에 관한 교반날개의 측면도이다.
도 4는, 본 고안의 제2 실시형태에 관한 교반날개의 상면도이다.
도 5는, 동 실시형태에 관한 교반날개의 하면도이다.
도 6은, 동 실시형태에 관한 교반날개의 블레이드의 확대측면도이다.
도 7은, 본 고안의 다른 실시형태에 관한 교반장치의 종단면도이다.
도 8은, 본 고안의 또 다른 실시형태에 관한 교반날개의 상면도이다.
도 9는, 본 고안의 또 다른 실시형태에 관한 교반날개의 상면도이다.
도 10은, 본 고안의 또 다른 실시형태에 관한 교반날개의 블레이드의 확대 사시도이다.
도 11은, 본 고안의 또 다른 실시형태에 관한 교반날개의 블레이드의 확대 사시도이다.
도 12는, 본 고안의 또 다른 실시형태에 관한 교반날개의 상면도이다.
도 13은, 본 고안의 또 다른 실시형태에 관한 교반장치의 종단면도이다.
도 14는, 동 실시형태에 관한 교반날개의 상면도이다.
도 15는, 본 고안의 또 다른 실시형태에 관한 교반장치의 종단면도이다.

이하, 본 고안의 제1 실시형태에 관한 교반장치에 대하여, 도 1~도 3을 참조하여 설명한다. 동 실시형태에 관한 교반장치(1)는, 수직형 교반장치이다. 이 교반장치(1)는, 피교반물을 수용하는 교반조(2)와, 그 교반조(2) 내에 회전 가능하도록 장착되는 교반축(3)과, 그 교반축(3)에 장착되는 교반날개(4)와, 교반축(3)을 구동하는 구동부(5)를 구비한다. 본 실시형태에 관한 피교반물로서는, 액체(L)를 예로 들어 설명하지만, 이에 한정되지 않으며, 피교반물에는, 고점도의 물체(예를 들면 페이스트형상물체), 고체와 액체의 혼합물(예를 들면 슬러리) 등도 포함된다.

교반조(2)는, 세로방향으로 긴 원통형상이다. 교반조(2)는, 원통형상의 직동부('"")(21)와, 그 직동부(21)의 하단에 장착되는 단면형상이 반타원형상인 바닥부(22)와, 직동부(21)의 상단에 장착되는 단면형상이 반타원형상인 정상부(23)를 구비한다. 교반조(2)는, 축심이 수직방향으로 일치하도록 유지된다.

교반축(3)은, 교반조(2)의 중심축 상에 배치된다. 그리고, 교반축(3)은, 하단측이 교반조(2)의 바닥부(22)에 마련되는 베어링(도시하지 않음)을 개재하여 지지된다. 또한 교반축(3)은, 상단측이 교반조(2)의 상부보다 상방에 마련되는 구동부(5)(본 실시형태에서는, 모터임)에 접속되어, 둘레방향(A)으로 회전 가능하도록 구성된다. 다만, 교반축(3)은, 하단측이 어디에도 지지되지 않아도 된다. 또한, 구동부(5)가 교반조(2)의 하부보다 하방에 마련되고, 구동부(5)가 교반축(3)의 하단측과 접속되도록 해도 된다.

교반날개(4)는, 교반축(3)에 장착 가능한 원통형상의 보스(41)와, 그 보스(41)로부터 교반축(3)의 직경방향으로 돌출하는 복수의 서포트암(4242)과, 각 서포트암(42)의 선단부에 장착되는 블레이드(43)를 구비한다. 보스(41), 각 서포트암(42) 및 각 블레이드(43)는, 각각 용접에 의하여 고정되어 있다. 다만, 용접 이외의 수단에 의하여 고정되어도 된다.

보스(41)는, 원통형상을 하고 있으며, 교반축(3)의 하단부에 삽통되는 관통공(41a)을 갖는다. 교반날개(4)는, 이 보스(41)의 관통공(41a)에 교반축(3)을 삽통하여, 보스(41)와 교반축(3)이 나사체결 또는 용접 등이 됨으로써 교반축(3)에 장착된다.

각 서포트암(42)은, 보스(41)의 외주면으로부터 직경방향으로 돌출하여 마련된다. 복수의 서포트암(42)은, 보스(41)의 둘레방향에 등간격으로 마련된다. 구체적으로는, 3개의 서포트암(42)이, 보스(41)의 둘레방향에 교반축(3)의 축심을 중심으로 120도 간격으로 마련되어 있다. 서포트암(42)의 형상은, 장척형상이고 또한 평판형상이다. 서포트암(42)은, 기단측(교반축(3)측)이 보스(41)에 접속되고, 선단측(교반조(2)의 내측면측)이 블레이드(43)에 접속된다.

또한, 본 실시형태의 서포트암(42)은, 그 서포트암(42)이 갖는 평면이 교반축(3)의 축심방향에 대하여 직교하도록 보스(41)에 고정되어 있다. 그러나, 장척형상이고 또한 평판형상으로 형성된 서포트암(42)의 측면, 상면 또는 하면은, 수평면으로부터 경사져 있어도 된다. 이 경우, 교반조(2) 내에서 장척방향이 대략 수평방향이 되도록 서포트암(42)이 배치되었을 때에, 둘레방향으로 향한 면이 서포트암(42)의 측면이고, 상방향으로 향한 면이 서포트암(42)의 상면이며, 하방향으로 향한 면이 서포트암(42)의 하면이다. 이로써, 서포트암(42)이 교반조(2) 내에 채워진, 피교반물로서의 액체(L)나 슬러리 속에서 꺼내질 때에, 액체(L)나 슬러리가 서포트암(42)의 측면, 상면 또는 하면을 타고 흐르기 쉬워져, 액체(L)나 슬러리가 서포트암(42)의 표면에 잔류하기 어렵다. 서포트암(42)의 형상은, 막대형상이어도 되고, 기둥형상이어도 된다.

블레이드(43)는, 반원통형상으로 형성되어 있다. 블레이드(43)의 내경은, 일단으로부터 타단까지 동일 직경으로 형성되어 있다. 그로 인하여, 블레이드(43)의 폭이 일정하다. 블레이드(43)는, 서포트암(42)이 장착되는 블레이드 본체(44)와, 그 블레이드 본체(44)의 회전방향(B)에 있어서 개구하는 홈부(45)를 갖는다. 블레이드 본체(44)는, 홈부(45)가 회전방향(B)(블레이드(43)가 선회하는 선회방향(B))에 개구하도록, 서포트암(42)에 장착된다. 또한, 블레이드 본체(44)는, 블레이드(43)의 내경 중심의 뻗는 방향인 통심방향(E)의 대략 중간위치에서 서포트암(42)에 장착되어 있다. 홈부(45)는, 교반축(3)의 축심을 중심으로 하는 회전반경을 통과하는 방향(D)과 직교하는 방향(통심방향(E))으로 뻗는다. 본 실시형태에 있어서는, 홈부(45)는, 교반축(3)의 축심방향(C)을 따라 평행으로 형성되어 있다. 즉, 홈부(45)는 상하방향으로 형성되어 있다. 홈부(45)는, 블레이드 본체(44)의 회전방향(B)을 향한 면이 패여 형성되어 있으며, 단면에서 보아 반원형상으로 형성된 홈이다. 따라서, 블레이드(43) 전체는, 단면에서 보아 반원호형상으로 형성되어 있다. 홈부(45)는, 블레이드 본체(44)에 있어서의 통심방향(E)의 일단으로부터 타단까지 연속하여 형성되어 있다. 그로 인하여, 통심방향(E)에 있어서의 홈부(45)의 양단은, 개방되어 있다.

다음으로, 이 본 실시형태에 관한 교반장치(1)의 작용에 대하여 설명한다. 먼저, 교반장치(1)의 구동부(5)를 구동하여 교반축(3)을 회전시키면, 교반날개(4)가 교반조(2) 내를, 교반축(3)을 중심으로 회전하고, 홈부(45)로 액체(L)를 전단한다. 홈부(45)로 액체(L)를 받아, 홈부(45)를 따라 액체(L)를 축심방향(C)(상하방향)으로 유동시킨다. 구체적으로는, 교반날개(4)는, 액체(L)를 홈부(45)를 따라 하방을 향하여 유동시킨다. 액체(L)의 흐름은, 교반조(2)의 바닥부에서 외측으로 회전하고, 교반조(2)의 측벽에서 상방으로 회전하며, 교반조(2)의 상부에서 내측으로 회전하고, 교반조(2)의 중심부에서 하방으로 회전하며, 다시 교반날개(4)의 위치로 되돌아간다. 액체(L)는, 이와 같이 교반조(2) 내를 순환한다.

이상, 본 실시형태에 관한 교반장치(1)는, 액체(L)를 수용하는 교반조(2)와, 그 교반조(2) 내에 회전 가능하도록 장착되는 교반축(3)과, 그 교반축(3)에 장착되는 하나 이상의 교반날개(4)를 구비하고, 교반날개(4)는, 복수의 블레이드(4343)를 가지며, 각 블레이드(43)는, 블레이드 본체(44)와, 회전방향(B)에 있어서 개구하는 홈부(45)를 갖고, 그 홈부(45)는, 교반축(3)의 축심을 중심으로 하는 회전반경을 통과하는 방향(D)과 직교하는 방향(E)으로 뻗는 구성이다. 그로 인하여, 본 실시형태에 관한 교반장치(1)는, 교반축(3)을 회전시킴으로써, 교반날개(4)의 블레이드(43)는, 교반조(2) 내를 회전하고, 홈부(45)로 액체(L)를 전단한다. 또한, 회전하는 교반날개(4)의 블레이드(43)는, 홈부(45)로 받은 액체(L)를 홈부(45)를 따라 교반축(3)의 축심방향(C)을 향하여 유동시킴으로써, 교반조(2) 내의 액체(L)의 순환에도 기여한다. 따라서, 이 교반날개(4)는, 전단성능과 순환성능의 양방의 우수한 성능을 겸비한다.

또한, 본 실시형태에 관한 교반장치(1)에 있어서, 홈부(45)는, 단면에서 보아 반원형상으로 형성되어 있는 구성이다. 그로 인하여, 본 실시형태에 관한 교반장치(1)에 있어서, 홈부(45)는, 액체(L)를 교반조(2)의 중앙으로 모이게 하면서, 교반축(3)의 축심방향(C)을 향하여 유동시킬 수 있고, 액체(L)를 교반축(3)의 (반)직경방향(D)을 향하여 유동하기 어렵게 할 수 있다. 또한, 홈부(45)는, 액체(L)를 교반축(3)의 축심방향(C)으로 유동시키면서, 액체(L)를 홈부(45)의 중앙으로 모이게 하여 액체(L)에 가해지는 압력을 올려, 홈부(45)를 따라 유동하고 있던 액체(L)가 홈부(45)로부터 토출될 때에, 액체(L)의 압력이 단번에 해방됨(압력이 단번에 내려감)으로써, 액체(L)의 교반반응이 촉진된다.

또한, 본 실시형태에 관한 교반장치(1)에 있어서, 블레이드(43)는, 서포트암(42)의 선단측에 장착되고, 교반축(3)으로부터 (반)직경방향(D)으로 이간된 위치에 장착되어 있는 구성이다. 그로 인하여, 본 실시형태에 관한 교반장치(1)에 있어서, 교반날개(4)가 액체(L)를 전단할 때에 있어서의 전단면은 교반조(2)의 (반)직경방향(D)을 차지하는 면적의 일부에 지나지 않는 점에서, 교반날개(4)를 회전시키기 위하여 교반축(3)을 회전시키는 동력이 낮게 제어된다.

다음으로, 본 고안의 제2 실시형태에 관한 교반장치에 대하여, 도 4~도 6을 참조하면서 설명한다. 다만, 본 실시형태에 관한 교반장치와 제1 실시형태에 관한 교반장치(1)가 다른 점은, 교반날개의 형상이며, 그 이외에 대해서는, 기본적으로 동일하기 때문에, 동일한 구성에 대해서는 동일한 부호를 붙여, 그 설명은 반복하지 않는다.

본 실시형태에 관한 교반날개(4)는, 제1 실시형태의 블레이드(43)와 다른 형상의 블레이드(143)를 갖는다. 그 블레이드(143)는, 교반축(3)의 축심방향(C)에 대하여 회전방향(B)으로 소정 각도(')로 경사진다(도 6 참조). 구체적으로는, 블레이드(143)는, 제1 실시형태와 마찬가지로, 블레이드 본체(144)와 홈부(145)를 갖는다. 블레이드 본체(144)는, 통심방향(E)의 대략 중간위치에서 서포트암(42)에 장착되어 있으며, 이 통심방향(E)의 대략 중간위치를 중심으로, 교반축(3)의 축심방향(C)에 있어서의 상단측을 선회방향(F1)으로 경사지게 하고(서포트암(42)을 기준으로 회전시키고), 교반축(3)의 축심방향에 있어서의 하단측을 선회방향(F1)과 반대방향(F2)으로 경사지게 한(서포트암(42)을 기준으로 회전시킨) 자세로 서포트암(42)에 장착되어 있다.

홈부(145)가 뻗는 방향은, 교반축(3)의 축심방향(C)에 대하여 회전방향(B)으로 소정 각도(')로 경사진다. 홈부(145)의 소정 각도(')는, 45도 이하의 범위의 각도인 것이 바람직하다. 다만, 홈부(145)는, 블레이드(143) 자체를 경사지게 함으로써 경사져 있지만, 블레이드(143) 자체는 경사지지 않고, 홈부(145)만이 경사져 있어도 된다. 또한, 홈부(145)는, 회전방향(B)에 있어서 비스듬히 하방으로 개구한다. 따라서, 홈부(145)는, 교반날개(4)의 회전에 따라 액체(L)를 비스듬히 하방으로 유동시킨다. 홈부(145)는, 단면에서 보아 반원형상으로 형성되어 있으며, 블레이드(143) 자체는, 단면에서 보아 원호형상으로 형성되어 있다. 홈부(145)가 전단하는 전단 면적은, 블레이드(143)의 선회방향과 반대방향(F2)측(교반축(3)의 회전방향(B)과 반대측)에서 본 투영 면적에 상당한다. 다만, 교반조(2) 내의 액체(L)의 순환류에 의하여 전단 면적은 바뀔 수 있다.

이상, 본 실시형태에 관한 교반장치(1)에 있어서, 교반날개(4)의 홈부(145)가 뻗는 방향은, 교반축(3)의 축심방향(C)에 대하여 회전방향(B)으로 소정 각도(')로 경사지는 구성이다. 그로 인하여, 본 실시형태에 관한 교반장치(1)에서는, 홈부(145)로 받은 액체(L)가 교반축(3)의 축심방향(C)에 대하여 회전방향(B)으로 경사진 홈부(145)의 방향에 따라 유동한다. 그로 인하여, 홈부(145)에 가해지는 저항이 낮아져, 교반조(2) 내에 있어서의 액체(L)의 순환을 일으키기 쉬워진다.

다만, 본 고안에 관한 교반장치는, 상기 실시형태에 한정되는 것은 아니고, 본 고안의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 다양한 변경을 더할 수 있다.

상기 실시형태에 관한 교반장치(1)는, 교반날개(4)를 구성하는 블레이드(43, 143)의 매수가 3매인 예를 설명했지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면 교반축에 장착되는 교반날개를 구성하는 블레이드의 매수는, 2매여도 되고, 4매 이상이어도 된다. 또한, 교반날개는, 교반축의 둘레방향에 있어서, 2매 또는 4매 이상의 블레이드가 교반축을 중심으로 일정한 각도를 두고 배치되어 있어도 된다. 즉, 각 블레이드가 교반축의 둘레방향으로 대략 등간격으로 이간시켜 마련되어 있어도 된다.

또한, 1 또는 복수의 블레이드를 갖는 교반날개를 복수 조합하여, 소정의 매수의 블레이드를 갖는 교반날개의 집합체로서 구성되어 있어도 된다. 구체적으로는, 하나의 교반날개에 4매의 블레이드가 필요한 경우, 2매의 블레이드를 갖는 교반날개를 2개 중첩시킴으로써, 4매의 블레이드를 갖는 교반날개의 집합체를 형성해도 된다.

상기 실시형태에 관한 교반장치(1)는, 교반날개(4)에 마련된 블레이드(43, 143)가 교반축(3)의 둘레방향으로 서로 등간격으로 배치되는 예를 설명했지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면 4매의 블레이드가 마련된 교반날개(4)에 있어서, 4매의 날개가 교반축(3)의 둘레방향으로 교반축(3)을 중심으로 60도, 120도, 180도, 240도의 위치에 마련되어 있어도 된다. 즉, 각 블레이드가 교반축의 둘레방향으로 대략 등간격으로 이간시켜 마련되지 않아도 된다.

또한, 도 7에 나타내는 바와 같이, 이 2개의 교반날개(4, 4)가, 교반축(3)에 대하여 2단 이상 마련되어 있어도 된다. 즉, 교반축(3)의 축심방향(C)으로 소정 간격 이간시켜 2개소 이상에 교반날개(4, 4)가 마련되어 있어도 된다. 이 교반축(3)의 축심방향(C)에 있어서의 2개의 교반날개(4, 4)의 위치는, 교반하는 대상인 피교반물의 성질과 상태, 교반조(2) 내에 있어서의 피교반물의 상면의 높이(피교반물이 액체(L)인 경우에 있어서의 액면) 등에 의하여, 하단부에 치우쳐 배치되고, 또는 축심방향(C)에 등간격으로 배치된다. 그로 인하여, 교반조(2) 내에 있어서의 피교반물의, 교반축(3)의 축심방향(C)으로의 순환성능을 높일 수 있다. 따라서, 교반조(2) 내의 액체(L)의 유동상태가 향상된다. 또한, 고용량의 교반조(2)나 고점도의 피교반물에도 대응할 수 있게 된다.

또한, 도 12에 나타내는 바와 같이, 교반축(3)의 축심방향에 복수의 교반날개(4)가 마련되고, 각 교반날개(4)는, 그 각 교반날개(4)의 블레이드(143a~143e)가 다른 교반날개(4)의 블레이드(143a~143e)의 위치로부터 교반축(3)의 둘레방향으로 어긋난 위치에 배치되도록, 교반축(3)에 장착되어 있어도 된다. 또한, 각 교반날개(4)의 블레이드(143a~143e)는, 교반축(3)의 선회방향(둘레방향)(B)에 있어서의 다른 교반날개(4)의 블레이드(143a~143e)의 위치로부터 선회방향(둘레방향)(B)으로 어긋난 위치에 배치되어 있어도 된다. 즉, 교반날개(4) 상호의 블레이드(143a~143e)의 위치(위상)가 교반축(3)의 축심방향에서 보아 위치가 어긋나도 된다.

예를 들면, 최상단인 1단째에 위치하는 교반날개(4)의 블레이드(143a)의 둘레방향(B)에 있어서의 위치에 대하여, 2단째에 위치하는 교반날개(4)의 블레이드(143b)는, 교반축(3)의 선회방향(둘레방향)(B)으로 25도 회전한 위치에 마련되어 있어도 된다. 3단째에 위치하는 교반날개(4)의 블레이드(143c)는, 2단째에 위치하는 교반날개(4)의 블레이드(143b)의 둘레방향(B)에 있어서의 위치에 대하여, 교반축(3)의 선회방향(B)으로 25도 회전한 위치에 마련되어 있어도 된다. 4단째 및 5단째에 위치하는 교반날개(4)의 블레이드(143d, 143e)에 대해서도 마찬가지이다. 즉, 각 단에 위치하는 각 교반날개(4)의 블레이드(143a~143e)는, 교반축(3)을 중심으로 한 나선형상의 위치에 배치되어 있어도 된다. 다만, 각 교반날개(4)의 블레이드는, 소용돌이형상으로 배치되어 있어도 된다.

그로 인하여, 교반조(2) 내에 있어서의 액체(L)(피교반물)의 교반축방향(상하방향)의 흐름에 맞추어, 각 교반날개(4)의 블레이드(143a~143e)를 배치할 수 있다. 그로 인하여, 액체(L)의 교반축방향의 흐름이 원활해지도록 할 수 있어, 교반조(2) 내의 액체(L)의 유동상태가 향상된다.

다만, 각 교반날개(4) 상호의 블레이드(143a~143e)가 교반축(3)의 선회방향(둘레방향)(B)으로 25도씩 위치가 어긋나 있는 예를 도 12에 나타냈지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면 각 교반날개(4) 상호의 블레이드가 90도씩 위치가 어긋나 있어도 되고, 이 이외의 각도로 위치가 어긋나도 된다. 또한, 각 교반날개(4) 상호의 블레이드가 둘레방향으로 위치가 어긋나 있지 않아도 된다.

또한, 도 13 및 도 14에 나타내는 바와 같이, 교반축(3)의 축심방향(C)에 복수의 교반날개(4)가 마련되고, 일방의 교반날개(4)의 블레이드(143)의 홈부가 교반날개(4)의 회전궤도 상에 있어서의 교반축(3)의 축심방향(C)에 대하여 회전방향(B)으로 소정 각도로 경사져 있으며, 타방의 교반날개(4)의 블레이드(43)의 홈부가 교반날개(4)의 회전궤도 상에 있어서의 교반축(3)의 축심방향(C)에 대하여 회전방향(B)으로 경사져 있지 않아도 된다. 특히, 상단의 교반날개(4)의 홈부가 경사져 있고, 하단의 교반날개(4)가 경사져 있지 않는 것이 바람직하다. 또한, 교반날개(4)가 3단 이상 마련된 경우, 최하단의 교반날개(4)가 경사져 있지 않는 것이 바람직하다. 이로써, 상단의 교반날개(4)가 액체(L)의 혼합을 촉진하고, 하단(또는 최하단)의 교반날개(4)가 액체(L)의 토출을 촉진하여, 교반조(2) 내의 액체(L)의 유동상태가 향상된다.

또한, 도 15에 나타내는 바와 같이, 각 교반날개(4)의 블레이드(43)의 회전반경은, 다른 교반날개(4)의 블레이드(43)의 회전반경과 달라도 된다. 특히, 상단의 교반날개(4)로부터 하단의 교반날개(4)를 향함에 따라 블레이드(43)의 회전반경이 커지거나 작아지는 것이 바람직하다. 이로써, 교반조(2) 내에 있어서의 액체(L)(피교반물)의 교반축방향의 흐름에 맞추어, 각 교반날개(4)의 블레이드(43)의 회전반경을 변경함으로써, 액체(L)의 교반축방향의 흐름이 촉진되도록 할 수 있다.

상기 실시형태에 관한 교반장치(1)는, 블레이드(43, 143) 자체가 단면에서 보아 반원호형상(C자 형상)이며, 홈부(45, 145)가 단면에서 보아 반원형상인 예를 설명했지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면 홈부는, 단면에서 보아 반타원형상이어도 된다. 또한, 블레이드 자체는, 단면에서 보아 중심각이 180도 이상인 원호형상이어도 되고, 180도 이하인 원호형상이어도 된다. 즉, 중심각이 180도에 한정되지 않는다. 홈부의 형상은, 곡면이 아니어도 되고, 직사각형상이어도 된다. 예를 들면 홈부는, 단면에서 보아 삼각형상이어도 되고, 단면에서 보아 (긴)사각형상이나 단면에서 보아 사다리꼴형상이어도 된다.

또한, 블레이드 자체가 단면에서 보아 V자 형상이어도 된다. 보다 구체적으로는, 도 8에 나타내는 바와 같이, 단면에서 보아 V자 형상의 블레이드(243)는, 폭방향의 길이가 대략 동일한 판형상의 한 쌍의 기재(244, 244)의 단끼리를 V자 형상으로 맞붙여 형성되어 있어도 된다. 이 때, 홈부는, 회전방향(B)으로 개구되어 있어도 되고, 회전방향(B)으로부터 직경방향(D) 쪽의 방향으로 향하고 있어도 된다.

또한, 도 9에 나타내는 바와 같이, 블레이드(343)는, 폭방향의 길이가 상대적으로 짧은 제1 기재(344)의 단과, 폭방향의 길이가 상대적으로 긴 제2 기재(345)의 단을 V자 형상으로 맞붙여 형성되어 있어도 된다. 이 경우, 제1 기재(344)가 직경방향(D)의 외측에 배치되고, 제2 기재(345)가 직경방향(D)의 내측에 배치되는 편이 바람직하다. 제1 기재(344)의 폭방향의 길이가 제2 기재(345)의 폭방향의 길이보다 짧기 때문에, 직경방향(D)의 선단부에 있어서의 저항이 저감된다. 그로 인하여, 제1 기재(344)의 폭방향의 길이와 제2 기재(345)의 폭방향의 길이가 동일한 경우와 비교하여, 동일한 회전토크로 교반날개(4)의 회전수를 높일 수 있다. 그리고, 회전수가 높은만큼, 교반날개(4)에 부착되는 액체(L)가 감소한다.

또한, 도 10에 나타내는 바와 같이, 블레이드(443)는, 표리를 관통하여 피교반물을 이측으로 보내는 한 쌍의 관통공(446, 446)을 가져도 된다. 구체적으로는, 블레이드(443)는, 블레이드 본체(444)와, 그 블레이드 본체(444)의 회전방향(B)에 있어서 개구하는 홈부(445)와, 블레이드 본체(444)를 관통하여 형성되는 한 쌍의 관통공(446, 446)을 갖는다. 블레이드 본체(444)는, 도 8에 나타내는 블레이드(243)와 마찬가지로, 폭방향(G)의 길이가 대략 동일한 판형상의 한 쌍의 기재(447, 447)의 단끼리를 V자 형상으로 맞붙여 형성되고, 한 쌍의 기재(447, 447)의 사이에 간극을 형성함으로써, 한 쌍의 관통공(446, 446)이 형성된다. 한 쌍의 관통공(446, 446)의 형상은, 직사각형상의 슬릿이며, 블레이드 본체(444)의 통심방향(H)(길이방향)에 있어서의 양단측으로부터 통심방향(H)을 향하여 마련되어 있다. 다만, 한 쌍의 관통공(446, 446)은, 도 11에 나타내는 바와 같이, 폭방향의 길이가 다른 한 쌍의 기재(547, 547)를 V자 형상으로 맞붙인 블레이드 본체(544)와 홈부(545)를 갖는 블레이드(543)에 표리를 관통하여 피교반물을 이측으로 보내는 한 쌍의 관통공(546, 546)이 형성되어 있어도 되고, 단면에서 보아 반원호형상의 블레이드 등 다른 단면형상의 블레이드에 마련되어도 된다. 또한, 한 쌍의 관통공(446, 446)의 형상은, 직사각형상의 슬릿 이외에도, 원형이나 타원형상이어도 되고, 관통공(446)의 수량은, 1개소여도 되며, 3개소여도 된다. 그리고, 한 쌍의 관통공(446, 446)의 위치도 블레이드 본체(444)의 통심방향(H)에 있어서의 양단측에 한정되지 않으며, 통심방향(H)에 있어서의 중간이어도 된다.

또한, 상기 실시형태에 관한 교반장치(1)는, 블레이드(43, 143)의 형상이 단면에서 보아 반원호형상(C자 형상)인 예를 설명했지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면 블레이드의 형상은, 단면에서 보아 직사각형상(오목형상)이어도 된다. 또한, 홈부의 폭이 길이방향의 일단측으로부터 그 반대측의 타단측으로 향함에 따라 좁아지도록 해도 된다. 이와 같이 하는 것에 의해서도, 피교반물을 중앙으로 모이게 하여 피교반물에 가해지는 압력을 올릴 수 있어, 홈부를 따라 유동하고 있던 피교반물이 홈부로부터 토출될 때에, 상승한 피교반물의 압력이 단번에 해방됨(압력이 단번에 내려감)으로써, 피교반물의 교반반응이 촉진된다.

상기 실시형태에 관한 교반장치(1)는, 도 6에 나타내는 바와 같이, 블레이드(143)가 통심방향(E)의 대략 중간위치를 중심으로, 교반축(3)의 축심방향(C)에 있어서의 상단측을 선회방향(F1)으로 경사지게 하고, 교반축(3)의 축심방향(C)에 있어서의 하단측을 선회방향과 반대측(F2)으로 경사지게 한 자세로 서포트암(42)에 장착되어 있는 예를 설명했지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면 블레이드(143)가 통심방향(E)의 대략 중간위치를 중심으로, 교반축(3)의 축심방향(C)에 있어서의 하단측을 선회방향(F1)으로 경사지게 하고, 교반축(3)의 축심방향(C)에 있어서의 상단측을 선회방향과 반대측(F2)으로 경사지게 한 자세로 서포트암(42)에 장착되어 있어도 된다. 이 경우, 상기 제2 실시형태에 관한 교반장치(1)의 피교반물의 순환류와 역순환류를 얻을 수 있다.

상기 실시형태에 관한 교반장치(1)는, 서포트암(42)과 블레이드(43, 143)가 용접에 의하여 고정되는 예를 설명했지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면 서포트암과 블레이드가 볼트체결됨으로써 장착되어도 된다.

상기 실시형태에 관한 교반장치(1)는, 블레이드(43, 143)에 대하여 폭방향의 길이보다 통심방향(E)의 길이가 긴(혹은, 홈부(45, 145)에 대하여 폭방향의 길이보다 길이방향의 길이가 긴) 예를 설명했지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면 블레이드의 형상은, 블레이드 또는 홈부에 있어서의 폭방향의 길이보다 블레이드에 있어서의 통심방향 또는 홈부에 있어서의 길이방향의 길이가 짧아도 된다.

상기 실시형태에 관한 교반장치(1)는, 상방으로부터 보았을 때의 회전방향(B)에 대하여, 교반축(3)과 블레이드(43)가 반시계방향으로 선회하는 예를 설명했지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면 교반축(3)과 블레이드(43)가 시계방향으로 선회해도 된다. 이 경우, 상기 제1 실시형태 및 제2 실시형태에 관한 교반장치(1)의 피교반물의 순환류와 역순환류를 얻을 수 있다.

상기 실시형태에 관한 교반장치(1)는, 블레이드(43)가 서포트암(42)을 통하여 보스(41)에 접속되는 예를 설명했지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면 블레이드(43)가 직접, 보스(41)에 접속되어 있어도 된다.

상기 실시형태에 관한 교반장치(1)는, 홈부(45, 145)가 교반축(3)의 축심을 중심으로 하는 회전반경을 통과하는 방향(D)과 직교하는 방향(E)으로 뻗는 예를 설명했지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면 홈부는, 교반축(3)의 축심을 중심으로 하는 회전반경을 통과하는 방향(D)과 교차하는 방향으로 뻗도록, 블레이드가 서포트암에 접속되어 있어도 된다. 예를 들면 도 3에 나타내는 블레이드(43)의 상부가 직경방향(D) 외측으로 경사지고, 블레이드(43)의 하부가 직경방향(D) 내측으로 경사져 있어도 되고, 그 반대여도 된다.

상기 실시형태에 관한 교반장치(1)는, 원통형상의 동판("")의 양단에 반타원체형 거울판이 용접한 반타원형상인 바닥부(22) 및 정상부(23)를 갖는 교반조(2)를 예로 설명했지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면 교반조의 바닥부 및 정상부는, 다른 형상의 거울판을 동판에 용접된 부분이어도 된다. 바닥부에 이용되는, 반타원체형 거울판 이외의 다른 거울판의 예로서, 10% 접시형 등의 접시형, 반구형상의 반구형, 평탄한 형상의 평형(플랫형), 원뿔형상 혹은 원뿔대형상의 코니컬형 등의 거울판을 들 수 있다. 또한, 정상부에 이용되는, 반타원체형 거울판 이외의 다른 거울판의 예로서, 10% 접시형 등의 접시형, 반구형상의 반구형, 평탄한 형상의 평형(플랫형) 등의 거울판을 들 수 있다.

1 교반장치
2 교반조
21 직동부
22 바닥부
23 정상부
3 교반축
4 교반날개
41 보스
41a 관통공
42 서포트암
43 블레이드
44 블레이드 본체
45 홈부
5 구동부
143, 143a, 143b, 143c, 143d, 143e 블레이드
144 블레이드 본체
145 홈부
243 블레이드
244 기재
343 블레이드
344 제1 기재
345 제2 기재
443 블레이드
444 블레이드 본체
445 홈부
446 관통공
447 기재
543 블레이드
544 블레이드 본체
545 홈부
547 기재
' 경사각도
L 액체(피교반물)
A 둘레방향
B 회전방향(선회방향)
C 축심방향
D 교반축의 축심을 중심으로 하는 회전반경을 통과하는 방향(직경방향)
E 교반축의 축심을 중심으로 하는 회전반경을 통과하는 방향과 직교하는 방향(통심방향)
F1 회전방향
F2 선회방향과 반대방향
G 폭방향
H 통심방향

Claims

피교반물을 수용하는 교반조와, 상기 교반조 내에 회전 가능하도록 장착되는 교반축과, 상기 교반축에 장착되는 하나 이상의 교반날개를 구비하는 교반장치로서,
상기 교반날개는, 서포트암의 선단부에 장착되는 복수의 블레이드를 가지고,
상기 서포트암은 장척형상이고 또한 평판형상으로 형성되고, 상기 서포트암의 측면, 상면 또는 하면은 수평면으로부터 경사져 있고,
각 상기 블레이드는, 블레이드 본체와, 회전방향에 대하여 개구하는 홈부를 가지며,
상기 홈부는, 상기 교반축의 축심을 중심으로 하는 회전반경을 통과하는 방향과 교차하는 방향으로 뻗는 것을 특징으로 하는, 교반장치.
제1항에 있어서,
상기 홈부의 뻗는 방향은, 상기 교반축의 축심방향에 대하여 회전방향으로 소정 각도로 경사지는, 교반장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 홈부는, 단면에서 보아 반원형상으로 형성되어 있는, 교반장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 교반날개는, 상기 교반축에 대하여 2단 이상 마련되는, 교반장치.
제3항에 있어서,
상기 교반날개는, 상기 교반축에 대하여 2단 이상 마련되는, 교반장치.
제4항에 있어서,
각 상기 교반날개는, 각 상기 교반날개의 블레이드가 다른 교반날개의 블레이드의 위치로부터 교반축의 둘레방향으로 어긋난 위치에 배치되도록, 교반축에 장착되는, 교반장치.
제5항에 있어서,
각 상기 교반날개는, 각 상기 교반날개의 블레이드가 다른 교반날개의 블레이드의 위치로부터 교반축의 둘레방향으로 어긋난 위치에 배치되도록, 교반축에 장착되는, 교반장치.
제4항에 있어서,
각 상기 교반날개의 블레이드의 회전반경은, 다른 교반날개의 블레이드의 회전반경과 다른, 교반장치.
제5항에 있어서,
각 상기 교반날개의 블레이드의 회전반경은, 다른 교반날개의 블레이드의 회전반경과 다른, 교반장치.
제6항에 있어서,
각 상기 교반날개의 블레이드의 회전반경은, 다른 교반날개의 블레이드의 회전반경과 다른, 교반장치.
제7항에 있어서,
각 상기 교반날개의 블레이드의 회전반경은, 다른 교반날개의 블레이드의 회전반경과 다른, 교반장치.