KR20150033658A - 혼합 장치 - Google Patents

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KR20150033658A
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요하네스 하아스
요제프 하아스
슈테판 지라쉐크
요제프 부다이
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하스 푸드 이큅먼트 게엠바하
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Abstract

본 발명은 혼합 장치에 관한 것으로, 상부가 개방되고 바람직하게는 프레임(1) 상에 세워지도록 상기 혼합 장치(15)의 상부 부분에 배열되는 혼합 컨테이너 및 혼합 장치의 하부 부분에 배열되고 수직 방향으로 배열되는 교반기 샤프트(8)를 가지는 단일 샤프트 교반기를 포함하며, 상기 단일 샤프트 교반기에 교반 도구가 체결되고, 상기 교반 도구는 컨테이너 저부(3) 바로 위 혼합 컨테이너 내에 배열되고 회전자 본체(9)로서 설계되며, 상기 단일-샤프트 교반기는 무고정자 교반기로서 설계되고, 교반기 샤프트에 체결되는 회전자 본체는 외측 자유 공간(14)에 의해 둘러싸이고 상기 외측 자유 공간은 회전자 본체와 혼합 컨테이너의 컨테이너 벽(2) 사이에 배열되고 컨테이너 벽은 실린더 벽으로부터 벗어나는 형상을 가져서 외측 자유 공간이 적어도 부분적으로 컨테이너 벽의 주변을 따라 가변 횡단면을 갖는다.

Description

혼합 장치 {MIXING DEVICE}
본 발명은 혼합 장치에 관한 것으로, 상기 혼합 장치의 상부 부분에 배치되고 바람직하게는 프레임 상에 세워져 있는 혼합 컨테이너를 포함하며, 이 혼합 컨테이너는 상부를 향하여 개방되거나 커버로 폐쇄될 수 있으며, 혼합 장치의 하부 부분에 배치되는 단일-샤프트를 지지하고 수직 방향으로 배치되는 교반기 샤프트를 포함하는데, 상기 교반기 샤프트에 컨테이너 기부 바로 위의 혼합 컨테이너에 배치되는 회전자 본체로서 구성되는 교반 도구를 체결한다.
이 같은 혼합 장치에서, 대량의 무정형 매스(shapeless mass)들이 생산되고, 이 무정형 매스들은 주로 물 및 가루(flour)로 이루어지고 주로 액체 또는 반죽형 농도를 가지며 이 무정형 매스들로부터 식용의 구운 제품들 또는 소비를 위해 제공되지 않은 구운 제품들은 후속하여 베이킹 프로세스(baking process)에서 생산된다. 이 같은 무정형 매스들은 예를 들면 웨이퍼 베이킹 기술의 베이킹 프로세스에서 사용된 액체 베이킹 조제용 물질(liquid baking preparation)들이다.
액체 베이킹 조제용 물질들은 주로 물 및 주 분말 성분, 주로 밀가루 또는 녹말 가루, 또는 다른 곡실분 또는 상이한 곡실분 또는 녹말 가루의 혼합물로 이루어진다. 액체 베이킹 조제용 물질들은 또한 다른 분말 또는 액체 재료(ingredient)들을 포함하며 이 분말 또는 액체 재료들은 각각 제 각각의 베이킹 조제용 물질의 총 양의 작은 부분만을 차지하며 보통 베이킹 조제용 물질의 액체 부분들과 함께 또는 이들의 각각의 농도에 따른 베이킹 조제용 물질의 분말 부분들과 함께 혼합 장치의 혼합 컨테이너 내로 도입된다.
액체 베이킹 조제용 물질들로부터 제조된 구운 제품들은 예를 들면 부드러운 웨이퍼들, 아이스 크림용의 바삭하고-부서지기 쉬운 웨이퍼 콘들 또는 크림으로 채워진 웨이퍼 조각들의 바삭하고-부서지기 쉬운 웨이퍼 시트들로부터 공지된 것과 같은 식용의 구운 제품들일 수 있다.
그러나, 액체 베이킹 조제용 물질들로부터 생산된 구운 제품들은 또한 나이프들, 포크들, 스푼들 또는 접시들 및 컵들과 같은, 이 같은 베이킹 조제용 물질들로부터 단 한 번 제조되어 사용하기 위하여 예를 들면 녹말-함유 베이킹 조제용 물질로 제조된 포장 컵들 또는 식탁용 식기류의 부분들과 같은 포장 물품들과 같이 자체적으로 소비를 위해 제공되지 않는 다른 제품들이 될 수 있다.
액체 베이킹 조제용 물질을 생산하기 위한 공지된 혼합 장치에서, 혼합 장치의 상부 부분에 수직으로 배치되고 상부가 개방되는 원통형 혼합 컨테이너가 제공되며, 이 컨테이너는 생산될 베이킹 조제용 물질의 총 양을 수용하고 이 컨테이너 내로 베이킹 조제용 물질의 액체 및 분말 부분들이 위로부터 도입된다. 혼합 컨테이너에서 기부 바로 위에 위치된 것은 컨테이너 중심 축선에 동심인 중심 축선을 갖는 단일-샤프트 교반기의 고정자 및 회전자이며, 이 교반기의 회전자는 혼합 장치의 하부 부분에 있는 혼합 컨테이너 아래 배치된 구동 모터에 의해 구동된다. 교반기는 수직으로 배치된 혼합 베인들이 제공되고 혼합 블레이드들 사이에 배치되어 혼합될 물질을 위한 유동 채널들을 가지는 외측 고리형 고정자가 제공된다. 고리형 고정자는 혼합 컨테이너의 기부 바로 위에 배치되고 혼합 컨테이너의 기부에 강성으로 연결된다. 교반기는 회전자 구동 샤프트에 강성으로 연결되는 원형 기부판을 가지는 고정자의 내부에 배치되는 회전자 및 수직으로 배치되는 혼합 베인들 및 상기 베인들 사이에 배치되어 혼합될 물질을 위한 유동 채널들이 내측에 제공되는 고리형 외측 링이 추가로 제공된다.
공지된 혼합 장치들에서 원통형 혼합 컨테이너는 이 컨테이너의 용적이 혼합될 베이킹 조제용 물질의 일 회분(batch)과 일치한다. 따라서 상이한 크기의 일 회분들을 위한 상이한 크기의 혼합 장치가 있다.
공지된 혼합 장치의 혼합 컨테이너가 생산될 베이킹 조제용 물질로 단지 부분적으로 채워지는 경우, 총 매스의 대부분이 확실하고 완전하게 혼합되지만 불충분하게 혼합된 매스 잔류물이 혼합 컨테이너의 중심 또는 컨테이너 벽 상에 남아 있을 수 있으며 이 잔물물은 이어서 베이킹 조제용 물질의 완전히 혼합된 주요 양들과 별도로 혼합 컨테이너로부터 제거되어야 한다.
본 발명의 목적은 종래 기술의 단점들을 극복하는 베이킹 조제용 물질들의 분야에서 상업적 및 공업적 사용을 위한 혼합기를 제공하는 것으로, 이는 베이킹 조제용 물질의 성분들의 우수한 혼합을 달성하고 결과적인 무정형 매스에 후속 프로세싱 및 베이킹 프로세스를 위해 요구된 농도를 제공한다. 더욱이, 혼합기는 제조하기에 저렴하고 유지하고 세척하기 용이하여야 한다. 혼합기는 또한 상이하게 채워진 양들을 가진 우수한 결과들을 달성하여야 한다.
본 발명에 따른 혼합 장치는 단일-샤프트 교반기가 무고정자 교반기로서 구성되고 교반기 샤프트에 체결된 회전자 본체가 혼합 컨테이너의 컨테이너 벽과 회전자 본체 사이에 배치되는 외측 자유 공간에 의해 둘러싸이며 외측 자유 공간은 적어도 부분적으로 이의 주변을 따라 가변 횡단면을 가지는 것을 특징으로 한다.
제 1 실시예에서 컨테이너 벽은 교반기 샤프트에 동심인 반경(R1)을 가지는 제 1 원통형 벽 섹션 및 그 정점이 R1보다 더 작은, 교반기 샤프트로부터의 방사상 거리를 가지는 제 2 곡선형 벽 섹션을 갖는다. 더욱이, 제 2 벽 섹션은 반경(R2)을 가지며 이 반경의 곡률 중심 지점은 교반기 샤프트에 대해 반경(R1)의 약 4% 내지 30% 만큼 변화된다.
혼합 컨테이너는 상부가 개방되는 원통형 컨테이너 벽으로 형성되며 이 벽 내에 제 2 곡선형 벽 섹션이 배치되고 이 벽은 원통형 컨테이너 벽 및 컨테이너 기부에 대해 밀봉된다. 일 실시예에서 제 2 벽 섹션은 원통형 컨테이너 벽보다 더 낮은 높이를 갖는다.
추가 실시예에서, 혼합 장치에서 컨테이너 벽은 원통형이고 교반기 샤프트는 실린더 축선에 대해 평행하고 실린더 축선으로부터 이격하여 배치된다.
상기 회전자 본체의 직경은 예를 들면 혼합 컨테이너의 내경의 45 내지 75%일 수 있다. 실린더 축선과 교반기 샤프트의 거리는 혼합 컨테이너의 내경의 바람직하게는 2% 내지 15%, 바람직하게는 2.5% 내지 10%의 구역 내에 있다. 바람직하게는 혼합 컨테이너는 커버에 의해 상부가 폐쇄될 수 있고 혼합될 도우 재료들을 위한 충전 개구들 및 액체 도우 재료들 또는 세척 액체들을 주입하기 위한 노즐들과 같은 공급 장치들을 갖는다. 바람직하게는 공급 장치들의 위치가 조정 가능하다. 더욱이, 출구 튜브는 폐쇄 장치에 의해 폐쇄 또는 개방될 수 있는 컨테이너 기부 내에 배치될 수 있다. 더욱이, 컨테이너 기부는 출구 튜브를 향하여 기울어진다.
회전자 본체는 다양한 구성들을 가질 수 있다. 바람직하게는 개구들 및 웨브들로 구성된 기부판을 포함하며, 여기서 실질적으로 방사상 혼합 베인들이 웨브들 상에 배치되고 동심의 종단 링이 기부판에 대해 평행하게 제공된다.
혼합 베인들은 교반기 샤프트로부터 처음의 낮은 높이로부터 시작하여 종단 링을 향하여 방사상 외측으로 높아져 짧은 방사상 거리로 형성될 수 있다.
혼합 베인들은 바람직하게는 회전자 본체의 회전 방향으로 곡선화되고 기부판의 개구들 각각이 이의 중심 구역으로부터 이의 외측 에지에 가능한 근접하게 연장한다. 일 실시예에서, 웨브들 각각은 두 개의 혼합 베인들을 지지한다. 본 발명의 추가 특징들은 청구범위, 상세한 설명 및 도면들에 포함된다.
이후, 본 발명은 수 개의 예시적인 실시예들을 참조하여 상세하게 설명된다.
도 1은 도 3에서 라인 I-I에 따른 본 발명에 따른 혼합 장치의 일 실시예의 부분 단면을 개략적으로 도시하며,
도 2는 도 3에서 라인 II-II에 따른 단면을 도시하며,
도 3은 혼합 장치의 평면도를 도시하며,
도 4는 커버가 제거된 혼합 장치의 경사도이며,
도 5는 회전자 본체의 제 1 실시예의 평면도를 도시하며,
도 6은 이러한 회전자 본체의 측면도를 도시하며,
도 7 내지 도 9, 도 10 내지 도 12, 도 13 내지 도 15, 도 16 내지 도 18 및 도 19, 도 20은 또한 혼합 장치에 유용하게 사용될 수 있는 회전자 본체의 추가의 6개의 실시예들을 도시하며,
도 21 및 도 22는 수직 단면 및 평면도로 혼합 장치의 바람직하고 대안적인 실시예를 도시하며,
도 23은 개략적인 평면도를 도시한다.
도 1 내지 도 4는 다양한 스케치들 및 도면들에서 본 발명에 따른 혼합 장치를 도시한다. 혼합 장치는 기부 상에 세워져 있는 프레임(1)을 포함한다. 상기 프레임(1)은 혼합 장치의 상부 부분에 수직하게 배치되고 상부가 개방되고 원통형 컨테이너 벽(2)을 가지는 컨테이너(15)를 지지한다. 도 1로부터 볼 수 있는 바와 같이, 컨테이너는 출구 튜브(4)의 방향으로 기울어지고 폐쇄 장치(5)에 의해 개폐될 수 있는 기울어져 위치되는 컨테이너 기부(3)에 의해 한정된다. 교반기 모터(7)가 저부에 플랜지-장착되는 베어링 판(6)은 컨테이너 기부(3) 중심에 놓인다. 교반기 모터(7)는 교반기 샤프트(8)로서 혼합 컨테이너(15) 내까지 상방으로 돌출하는 수직으로 배치되는 구동 샤프트를 구동한다. 회전자 본체(9) 형태의 교반기 도구는 교반기 샤프트(8)의 상단부에 배치된다. 원통형 컨테이너 벽(2)을 구비한 원통형 컨테이너(15) 내측에 위치된 것은 원통형 컨테이너 벽(2) 그리고 또한 컨테이너 벽(3) 양자 모두에 대해 밀봉되는 제 2 곡선형 벽 섹션(10)이다. 그 결과, 혼합 챔버(12)는 원통형 컨테이너 벽(2)에 의해 단지 부분적으로 형성되는데, 이는 혼합 챔버(12)가 도 3에서 용이하게 알 수 있는 바와 같이, 제 2 곡선형 벽 섹션(10)에 의해 비대칭으로 수축되기 때문이다.
방금 설명된 혼합 챔버에 대한 설계는 비용 및 고정 이유 때문에 유리한데, 이는 원통형 컨테이너 벽(2)을 구비한 원통형 컨테이너(15)는 혼합 장치에 고 강도를 제공하기 때문이다. 그러나, 혼합기 기능에 대해, 혼합 챔버(12)를 둘러싸는 단지 제 1 원통형 벽 섹션(11) 및 이에 연결되는 제 2 곡선형 벽 섹션(10)이 중요하다.
도 3에 도시된 바와 같이, 이의 교반기 샤프트(8)를 구비한 회전자 본체(9)는 혼합 챔버(12)에 비대칭으로 놓인다. 제 1 원통형 컨테이너 벽이 교반기 샤프트(8)에 동심인 반경(R1)을 가지는 제 1 원통형 벽 섹션(11)을 가지는 경우, 제 2 곡선형 벽 섹션(10)은 이의 정점(13)에 R1보다 작은 교반기 샤프트(8)로부터 방사상 거리(R2)를 갖는다.
외측 자유 공간(14)은 도 1 및 도 2에서 개략적으로 그리고 점선으로 도시되며, 상기 자유 공간은 회전자 본체(9)의 높이를 가지며 회전자 본체(9) 둘레로 제 1 원통형 벽 섹션(11)을 따라 그리고 제 2 곡선형 벽 섹션(10)을 따라 연장한다. 도 1에서 명확하게 보여질 수 있는 바와 같이, 제 1 원통형 벽 섹션에 대한 자유 공간(14)의 횡단면적은 실질적으로 제 2 곡선형 벽 섹션(10)에 대한 횡단면적보다 더 크다. 이에 대해, 외측 자유 공간은 이의 주변을 따라 가변적인데, 이는 외측 자유 공간이 제 2 곡선형 벽 섹션(10)의 측면 체결 지점(34)들로부터 정점(13)까지 연속적으로 감소하고 이어서 다시 증가하기 때문이다. 회전자 본체를 둘러싸는 벽 섹션들에 대한 회전자 본체(9)의 이러한 비대칭 배열의 결과로서, 중심 교반기 배열의 공지된 배열을 가진 경우보다 액체 또는 도우 베이킹 혼합물의 매우 향상된 혼합이 달성된다.
도 2에서 혼합 컨테이너는 커버(16)에 의해 종료되고 여기서 커버가 폐쇄 나사(17)에 의해 고정될 수 있다. 공급 장치들은, 즉 액체 재료(ingredient)들, 예를 들면 세척 용액을 공급하기 위한 노즐(19)들 및 분말 또는 도우 재료들을 위한 충전 개구(18)들은 교반될 매스에 혼합될 필요한 재료들을 공급하기 위해 제공된다. 충전 개구(18)들은 예를 들면 커버 내에 변위 가능하게 제공될 수 있어 충전이 혼합 컨테이너의 중심에서 더 많이 또는 주위에서 더 많이 발생한다.
특히 도 3으로부터 추정될 수 있는 바와 같이, 제 1 원통형 벽 섹션(11)은 교반기 샤프트(8)에 대해 동심이고 반면에 제 2 곡선형 벽 섹션(10)은 교반기 샤프트에 대해 오프셋된다. 이에 대해, 회전자 본체(9)의 비 대칭 배열은 혼합 챔버(2)에서 얻어진다. 회전자 본체의 주변을 따른 외측 자유 공간의 좁아짐의 결과로서, 우수한 혼합이 발생하고 혼합 매스가 압력으로 회전자 본체를 통하여 이동되어 전체 혼합기 용적이 골고루 혼합되는 것을 보장한다.
이의 주변을 따른 외측 자유 공간의 횡단면이 좁하지는 비율은 제 2 곡선형 벽 섹션(10)의 배열에 종속한다. 이러한 벽 섹션은 회전자 본체의 주변으로부터 더 크거나 더 작은 거리에 적절한 수단에 의해 배치될 수 있다. 각각의 경우, 회전자 본체(9)로부터의 거리는 제 2 곡선형 벽 섹션의 정점(13)에서 가장 짧다. 제 2 벽 섹션은 가능하게는 반경(R3)을 가지며 이의 곡률 중심 지점은 교반기 샤프트(8)에 대해 반경(R1)의 약 4% 내지 30%만큼 변위된다.
도 21 및 도 22는 회전자 본체(9)의 비대칭 배열의 바람직한 대안적 실시예를 도시한다. 이러한 혼합 장치에서 혼합 컨테이너(15) 및 또한 혼합 챔버(12)는 원통형이다. 그러나, 공지된 종래 기술과 다르게, 교반기 샤프트(8)에 의해 구동된 회전자 본체(9)는 실린더 축선(20)으로부터 그리고 실린더 축선에 대해 거의 평행하게 이격된다. 바람직하게는 실린더 축선과 교반기 샤프트 사이의 거리는 혼합 컨테이너의 내경의 2% 내지 5%의 범위, 특히 바람직하게는 2.5% 내지 10%의 범위 내에 있다. 예를 들면, 약 700 mm의 혼합 컨테이너의 내경 및 약 450 mm의 회전자 직경의 경우, 실린더 축선(20)과 교반기 샤프트(8) 사이의 거리는 약 20 mm이다. 바람직한 구역은 상기 크기들을 가지고 20 mm 내지 70 mm에 있다.
도 21, 도 22에 따른 설계에 의해, 실린더 혼합 컨테이너 내부의 제 2 곡선형 벽 섹션이 생략된다. 이와 달리 혼합기의 구조는 위에서 설명된 것과 동일하다. 특히, 이러한 혼합 컨테이너는 또한 커버에 의해 폐쇄될 수 있다.
모든 이러한 혼합 장치의 작동 모드는 연속적으로 또는 불연속적으로 수행될 수 있다.
도 21에서 회전자 본체(9)의 주변을 따른 외측 자유 공간(14)은 또한 점선에 의해 개략적으로 표시되며 이러한 자유 공간은 또한 가변 횡단면이 구비된다.
사용된 회전자 본체에 대한 일부 예들이 이후 설명된다.
도 5 및 도 6은 평면도 및 측면도로 도 1 내지 도 4 및 도 21, 도 22에서 도시된 혼합 장치 내로 설치된 회전자 본체를 도시한다. 회전자 본체는 구멍들 또는 개구(22)들이 제공되는 기부판(21)을 갖는다. 웨브(23)들은 개구(22)들 사이에 제공된다. 실질적으로 방사형 혼합 베인(24)들은 웨브(23)들 상에 배치되고 동심 종단 링(concentric terminating ring; 25)이 기부판(21)에 대해 평행한 혼합 베인들 상부에 제공된다. 교반기 샤프트용 체결 구멍(26)으로부터의 방사상 거리에서, 혼합 베인(24)들은 처음의 낮은 높이로부터 종단 링의 높이까지 높아져 방사상 외측으로 연장된다. 본 발명의 예시적인 실시예에서 혼합 베인들은 회전자 본체의 회전 방향을 향하여 곡선화된다. 웨브들 각각은 두 개의 혼합 베인들을 지지한다. 개구(22)들은 기부판의 외측 주변에 가능한 근접하게 중심 구역으로부터 구멍(26)에 근접하게 연장한다.
내부 자유 공간(27)은 회전자 본체의 내부에 형성되고, 이 내부 자유 공간을 통하여 혼합될 물질이 회전자 본체 내로 용이하게 통과할 수 있으며 이에 의해 다시 혼합 챔버 내로 분배될 수 있다. 혼합 매스는 개구(22)들을 통하여 하방으로 가압되어 기부판 아래에서는 혼합되지 않거나 골고루 혼합되지 않은 성분들이 존재하는 것을 막는다.
이미 설명된 바와 같이, 회전자 본체 둘레 외측에 배치된 외측 자유 공간은 이의 횡단면 변화들의 결과로서 부가 혼합 구성 성분을 유발하며, 그 결과 혼합될 물질이 전부 완전히 혼합된다.
도 7 내지 도 9에서 회전자 본체(9)는 또한 교반기 샤프트(8) 상으로 체결될 수 있는 기부판을 갖는다. 교반기 샤프트(8) 위에 배치되는 회전자 본체(9)의 내부 자유 공간(27)은 기부판(21) 위에 제공된다. 기부판(21) 상에 수직 방향으로 배치된 혼합 베인(24)들은 내부 자유 공간(27) 둘레에 제공된다. 내부 자유 공간(27)으로부터 외측으로 연장하는 유동 채널(28)들은 혼합 베인(24)들 사이에 제공되고, 이러한 유동 채널들은 혼합 베인(24)들의 상부 에지들에 연결되는 종단 링(25)에 의해 상부를 향하여 범위가 정해진다. 종단 링(25)은 회전자 본체(9)의 내부 자유 공간(27) 위에 배치되는 중심에 배치되는 오목부(29)를 포함한다.
도 7 내지 도 9에 도시된 회전자 본체(9)의 예시적인 실시예에서, 회전자 본체는 종단 링(25)의 외측 에지를 너머 외측으로 돌출하고 혼합 컨테이너(15)의 원통형 컨테이너 벽과 회전자 본체(9) 사이에 배치되는 외측 고리형 자유 공간(14) 내로 돌출하는 부가 혼합 베인(30)들을 갖는다.
부가 혼합 베인(30)들은 회전자 회전 축선에 대해 평행하게 연장하는 하부 섹션(31) 및 회전자 회전 축선에 대해 기울어져 연장하는 상부 섹션(32)을 갖는다. 회전자 회전 축선에 대해 평행하게 연장하는 부가 혼합 베인(30)들의 하부 섹션(31)들은 회전자 본체(9)의 기부판(21)을 너머 하방으로 돌출한다.
도 10 내지 도 22는 회전자 본체(9)를 도시하며 회전자 본체(9)에서 수직으로 배치되는 혼합 베인(24)들은 기부판(21)과 중심 오목부(29)가 제공된 종단 링(25) 사이에 제공되며, 혼합 베인들은 회전자 본체(9)의 내부 자유 공간(27) 내로 이들의 내부 단부 섹션들이 돌출한다. 혼합 베인(24)들은 기부판(21)에 형성된 방사상 연장 웨브(23)들 상에 세워진다. 이러한 웨브들은 기부판(21)에 배치된 구멍들 또는 개구(22)들에 의해 서로 분리된다. 별 형상(star shape)으로 배열된 6개의 웨브들이 기부판(21)에 형성되고, 기부판(21) 상에 6개의 혼합 베인(24)들이 별 형상으로 세워져 배열된다. 혼합 베인(24)들은 곡선화되도록 구성된다.
도 13 내지 도 15는 회전자 본체(9)의 다른 실시예를 도시한다. 도 14에서 자유 공간(14)이 회전자 본체를 둘러싸는 상태로, 회전자 본체(9)가 도시되며, 자유 공간은 정점(13)을 향하여 제 2 곡선형 벽 섹션(10)에 의해 수축되고 이어서 다시 원통형 벽 섹션(11)까지 팽창하도록 형성된다. 별 형상의 약간 곡선화된 혼합 베인(24)들은 종단 링(25)의 주변 라인 상의 외측에서 종료되고 내부 자유 공간(27)으로 내측으로 돌출하는데, 여기서 종단 링(25)은 비교적 큰 면적을 가지며 내부 자유 공간은 자유롭게 유지된다.
도 16 내지 도 18은 회전자 본체의 추가 실시예를 보여주며, 여기서 단지 3개의 방사상으로 배치된 직선형 혼합 베인(24)들 및 이들 사이에 있는 3개의 개구(22)들이 제공된다. 이러한 혼합 베인(24)들은 또한 회전자 본체(9)의 내부 자유 공간(27) 내로 짧은 거리에 걸쳐 혼합 베인들의 내부 단부들이 돌출한다.
도 17은 이러한 회전자 본체가 원통형 혼합 컨테이너(15) 내에 배치되는 방법 및 제 2 곡선형 벽 섹션(10) 사용의 결과로서, 회전자 본체(9) 둘레의 외측 자유 공간(14)이 테이퍼지고 이어서 다시 팽창하는 횡단면을 갖는 방법을 도시한다.
도 19 및 도 20은 다른 회전자 본체의 측면도 및 평면도를 도시하며, 이 회전자 본체의 설계는 설계의 이전의 설명을 볼 때 자명하다. 이는 비교적 작은 크기들을 가지는 회전자 본체를 포함하며, 여기서 혼합 베인(24)들은 기부판(21)의 외측 주변 라인으로부터 종단 링(25)의 내부 주변 라인까지 반경 방향으로 약간 곡선화된 방식으로 연장한다.
도 23은 도 22와 유사한 혼합 장치의 평면도를 단순히 개략적으로 도시하며, 여기서 교반기 샤프트는 실린더 컨테이너의 실린더 축선(20)으로부터의 거리가 가변적이다. 거리의 이러한 가변성의 결과로서, 회전자 본체(9)의 외측 에지와 컨테이너 벽(2) 사이의 거리 및 이에 따른 자유 공간(14)의 수축의 정도가 조정가능하다.
이에 의해 교반 작용(behaviour)이 예를 들면, 회전자 본체의 회전 속도, 도우 조성(composition) 및 도우의 양과 같은 다른 교반 매개변수에 일치하는 것이 가능하다.
이를 위해, 내측에 베어링 판(6)이 회전가능하게 삽입되는 원형 컷-아웃(circular cut-out; 35)이 컨테이너 기부에 제공되지만 밀봉된다. 베어링 판(6)에서 교반기 샤프트(8)는 저부로부터 상부로 장착되어 회전자 본체(9)까지 이어지며, 여기에서 베어링 위치는 베어링 판의 회전 축선(36) 외측에 놓인다. 교반기 모터는 베어링 판 상의 아래로부터 플랜지-장착될 수 있다.
도 23에서 연속 라인으로 표시된 교반기 샤프트 및 관련된 회전자 본체(9)의 위치는 컨테이너 벽(2)에 가장 근접한 위치이다. 교반기 샤프트(8)에 대한 위치(8' 내지 8'")가 예를 들면 점선으로 표시되고 화살표(37)에 따른 베어링 판을 적절히 비틂으로써 설정된다.
명료성을 향상시키기 위해, 회전자 본체(9)는 단지 하나의 위치에서 원으로서 표시되고 관련 혼합 베인들은 도시되지 않는다.
컷-아웃(35)에 베어링 판(6)의 장착은 당업자에 의해 임의적으로 선택될 수 있다. 필요한 기술에 부가하여, 컨테이너 베이스의 밀폐성(tightness) 및 용이한 세척이 또한 유지되어야 한다. 이는 예를 들면 컨테이너 기부에 컷-아웃(35)의 단차식 형성(stepped formation) 및 주변 밀봉 링에 의한 밀봉으로 달성될 수 있다.
교반기 샤프트의 조정 범위는 도 23에서 다소 과장되어 도시된다. 실제 구현에서 회전자 본체 직경의 약 10%의 크기 정도의 조정을 위한 범위는 충분하며 이는 조정성의 제한으로서 이해되지 않아야 한다.
1. 프레임
2. 원통형 컨테이너 벽
3. 컨테이너 기부
4. 출구 튜브
5. 폐쇄 장치
6. 지지판
7. 교반기 모터
8. 교반기 샤프트
9. 회전자 본체
10. 제 2 곡선형 벽 섹션
11. 제 1 원통형 벽 섹션
12. 혼합 챔버
13. 정점
14. 외측 자유 공간
15. 원통형 컨테이너
16. 커버
17. 마감 나사들
18. 충전 개구들
19. 노즐
20. 실린더 축선
21. 기부판
22. 개구들
23. 웨브들
24. 혼합 베인들
25. 종단 링
26. 체결 구멍
27. 내부 자유 공간
28. 유동 채널들
29. 중심 오목부
30. 부가 혼합 베인
31. 하부 섹션
32. 상부 섹션
33. 곡률 중심 지점
34. 측면 체결 지점
35. 원형 컷-아웃
36. 지지판의 회전 축선
37. 화살표
R1 제 1 원통형 벽 섹션의 반경
R2 방사상 거리
R3 제 2 곡선형 벽 섹션의 반경

Claims (29)

  1. 바람직하게는 프레임(1) 상에 세워져 있는 혼합 장치의 상부 부분에 배치되는 혼합 컨테이너를 포함하는 혼합 장치로서,
    상기 혼합 컨테이너는 상부를 향하여 개방되고 상기 혼합 장치의 하부 부분에 배치되는 단일-샤프트 교반기를 포함하며, 상기 단일-샤프트 교반기는 수직으로 배치되는 교반기 샤프트(8)를 포함하며 상기 교반기 샤프트에 회전자 본체(9)로서 구성된 교반 도구가 체결되며 상기 회전자 본체는 상기 컨테이너 기부(3) 바로 위 상기 혼합 컨테이너 내에 배치되는, 혼합 장치에 있어서,
    상기 단일-샤프트 교반기는 무고정자 교반기(statorless agitator)로서 구성되고, 상기 교반기 샤프트(8)에 체결되는 상기 회전자 본체(9)가 외측 자유 공간(14)에 의해 둘러싸이고 상기 외측 자유 공간이 상기 혼합 컨테이너의 컨테이너 벽(2)과 상기 회전자 본체(9) 사이에 배치되며 상기 컨테이너 벽은 상기 실린더 벽과 상이한 형상을 가져서 상기 외측 자유 공간(14)이 적어도 부분적으로 상기 컨테이너 벽의 주변을 따라 가변 횡단면을 가지는 것을 특징으로 하는,
    혼합 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 컨테이너 벽(2)은 상기 교반기 샤프트(8)와 동심인 반경(R1)을 가지는 제 1 원통형 벽 섹션(11) 및 정점(13)이 R1보다 더 작은, 상기 교반기 샤프트로부터 반경 거리(R2)를 가지는 제 2 곡선형 벽 섹션(10)을 갖는 것을 특징으로 하는,
    혼합 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 2 벽 섹션(10)은 반경(R3)을 가지며 상기 반경(R3)의 곡률 중심 지점(33)이 상기 교반기 샤프트에 대해 반경(R1)의 약 4% 내지 30% 만큼 변화되는 것을 특징으로 하는,
    혼합 장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 혼합 컨테이너는 상부가 개방되는 원통형 컨테이너 벽(2)으로 형성되고, 상기 원통형 컨테이너 벽 내에 상기 제 2 곡선형 벽 섹션(10)이 배치되고 상기 제 2 곡선형 벽 섹션은 상기 원통형 컨테이너 벽(2) 및 상기 컨테이너 기부(3)에 대해 밀봉되는 것을 특징으로 하는,
    혼합 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 컨테이너 벽은 원통형이고 상기 교반기 샤프트(8)는 상기 실린더 축선(20)에 대해 평행하고 상기 실린더 축선(20)으로부터 이격되어 배치되는 것을 특징으로 하는,
    혼합 장치.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 회전자 본체의 직경이 상기 혼합 컨테이너의 내경의 45 내지 75%인 것을 특징으로 하는,
    혼합 장치.
  7. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
    실린더 축선(20)과 교반기 샤프트(8) 사이의 거리는 상기 혼합 컨테이너의 내경의 2% 내지 15%, 바람직하게는 2.5% 내지 10%의 구역에 있는 것을 특징으로 하는,
    혼합 장치.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 혼합 컨테이너는 커버(16)에 의해 상기 상부가 폐쇄될 수 있고 혼합될 도우 재료들을 위한 충전 개구(18)들 및 액체 도우 재료들 또는 세척 액체들을 주입하기 위한 노즐(19)들과 같은 공급 장치들이 커버에 제공되는 것을 특징으로 하는,
    혼합 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 공급 장치(18)들의 위치는 조정 가능한 것을 특징으로 하는,
    혼합 장치.
  10. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    폐쇄 장치(5)에 의해 폐쇄되거나 개방될 수 있는 출구 튜브(4)가 컨테이너 기부(3)에 배치되는 것을 특징으로 하는,
    혼합 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 컨테이너 베이스(3)는 상기 출구 튜브(4)를 향하여 기울어지는 것을 특징으로 하는,
    혼합 장치.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 회전자 본체(9)는 개구(22)들 및 웨브(23)들로 구성되는 기부판(21)을 포함하며, 실질적으로 방사상 혼합 베인(24)들이 상기 웨브(23)들 상에 배치되고 동심의 종단 링(terminating ring; 25)이 상기 기부판(21)에 대해 평행하게 제공되는 것을 특징으로 하는,
    혼합 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 혼합 베인(24)들은 상기 교반기 샤프트(8)로부터 처음의 낮은 높이로부터 시작하여 상기 종단 링(25)을 향하여 방사상 외측으로 높아져 짧은 방사상 거리로 형성되는 것을 특징으로 하는,
    혼합 장치.
  14. 제 12 항 또는 제 13 항에 있어서,
    상기 혼합 베인(24)들은 상기 회전자 본체의 회전 방향을 향하여 곡선화되는 것을 특징으로 하는,
    혼합 장치.
  15. 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기부판(21)의 개구(22)들은 각각 상기 기부판의 중심 구역으로부터 상기 기부판의 외측 에지에 가능한 가깝게 연장하는 것을 특징으로 하는,
    혼합 장치.
  16. 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 웨브(23)들은 각각 두 개의 혼합 베인(24)들을 지지하는 것을 특징으로 하는,
    혼합 장치.
  17. 제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 곡선형 벽 섹션(10)은 상기 원통형 혼합 컨테이너(15)보다 더 작은 높이를 가지는 것을 특징으로 하는,
    혼합 장치.
  18. 제 1 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 회전자 본체(9)에는 별 형상(star shape)으로 배열되는 혼합 베인(24)들이 제공되는 것을 특징으로 하는,
    혼합 장치.
  19. 제 1 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 혼합 베인들은 곡선형 혼합 베인(24)들로서 구성되는 것을 특징으로 하는,
    혼합 장치.
  20. 제 1 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 혼합 베인들은 방사상으로 연장하는 혼합 베인(24)들로서 구성되는 것을 특징으로 하는,
    혼합 장치.
  21. 제 1 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 회전자 본체(9)에서 별 형상으로 배열되는 상기 혼합 베인(24)들은 상기 혼합 베인들의 내부 단부 섹션들이 상기 회전자 본체(9)의 내부 자유 공간(27) 내로 돌출하는 것을 특징으로 하는,
    혼합 장치.
  22. 제 1 항 내지 제 21 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 회전자 본체(9)에서 별 형상으로 배열된 상기 혼합 베인(24)들이 상기 혼합 베인들의 외측 단부 섹션들이 상기 종단 링의 외측 에지를 너머 외측으로 돌출하고 상기 회전자 본체와 상기 혼합 컨테이너의 원통형 컨테이너 벽 사이에 배치되는 외측 고리형 자유 공간(14) 내로 돌출하는 것을 특징으로 하는,
    혼합 장치.
  23. 제 1 항 내지 제 22 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 회전자 본체(9)에는 상기 종단 링의 외측 에지를 너머 외측으로 돌출하는 부가 혼합 베인들이 제공되고, 상기 부가 혼합 베인들은 상기 회전자 본체와 상기 혼합 컨테이너의 원통형 컨테이너 벽 사이에 배치되는 외측 고리형 자유 공간 내로 돌출하는 것을 특징으로 하는,
    혼합 장치.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 부가 혼합 베인(30)들은 상기 기부판(21)과 상기 회전자 본체의 종단 링 사이에 배치되는 상기 혼합 베인(24)들과 일체형으로 형성되는 것을 특징으로 하는,
    혼합 장치.
  25. 제 23 항 또는 제 24 항에 있어서,
    상기 부가 혼합 베인(30)들은 상기 회전자 회전 축선에 대해 경사지게 연장하는 상부 섹션(32) 및 상기 회전자 회전 축선에 대해 평행하게 연장하는 하부 섹션을 갖는 것을 특징으로 하는,
    혼합 장치.
  26. 제 23 항 내지 제 25 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 부가 혼합 베인들은 상기 회전자 본체의 기부판을 너머 하방으로 돌출하는 것을 특징으로 하는,
    혼합 장치.
  27. 제 1 항 내지 제 26 항 중 어느 한 항에 있어서,
    구멍들 또는 개구들에 의해 범위가 정해지는 두 개 또는 세 개 이상의 웨브들이 상기 교반기 샤프트에 체결되는 회전자 본체의 기부판에 상기 교반기 샤프트와 인접하는 구역에서 외측를 향하여 제공되는 것을 특징으로 하는,
    혼합 장치.
  28. 제 1 항 내지 제 27 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 교반기 샤프트(8)가 상기 실린더 축선(20)으로부터의 거리 내에서 조정가능한 것을 특징으로 하는,
    혼합 장치.
  29. 제 28 항에 있어서,
    상기 교반기 샤프트(8)는 원형으로 구성되고 상기 컨테이너 기부(3)의 원형 섹션(35)의 베어링 판(6)에 회전가능하게 장착되고, 상기 장착은 상기 베어링 판의 회전 축선(36)에 대해 반경 방향으로 오프셋되는 것을 특징으로 하는,
    혼합 장치.
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