KR20230108838A - 교반조가 회전하는 헬리컬 리본 교반기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 교반조가 회전하는 헬리컬 리본 교반기에 관한 것으로서, 특히 교반조를 회전시켜 내부에 배치된 혼합물을 신속하고 균일하게 혼합시킬 수 있는 교반조가 회전하는 헬리컬 리본 교반기에 관한 것이다.
본 발명의 교반조가 회전하는 헬리컬 리본 교반기는, 중공원통 형상으로 이루어지고, 내부에 혼합물이 배치되는 교반조와; 상기 교반조를 회전시키는 제1구동부와; 상기 교반조의 내부에 수평방향으로 배치되고, 회전 가능하게 배치되는 회전중심축과; 상기 교반조의 내부에 배치되면서, 상기 회전중심축에 결합되어 상기 회전중심축과 함께 회전하는 교반날개부와; 상기 회전중심축을 회전시키는 제2구동부;를 포함하여 이루어지되, 상기 교반조와 상기 교반날개부는 서로 반대방향으로 회전되는 것을 특징으로 한다.

Description

교반조가 회전하는 헬리컬 리본 교반기 { Helical Ribbon Blender with Rotating Stirring Tank }
본 발명은 교반조가 회전하는 헬리컬 리본 교반기에 관한 것으로서, 특히 교반조를 회전시켜 내부에 배치된 혼합물을 신속하고 균일하게 혼합시킬 수 있는 교반조가 회전하는 헬리컬 리본 교반기에 관한 것이다.
본 과제(결과물)는 교육과학기술부의 재원으로 한국연구재단의 지원을 받아 수행된 사회맞춤형 산학협력선도대학(LINC+)육성사업의 연구결과입니다.
일반적으로 교반기는 교반조와, 날개부로 이루어진다.
교반조의 내부에는 혼합하고자 하는 각종 재료 등을 넣는다.
교반조의 내부에 배치되는 날개부는 외력에 의해 회전하면서, 교반조의 내부에 배치된 각종 재료를 혼합하게 된다.
이러한 교반기는 수평축회전방식과 수직축회전방식이 있는데, 수평축회전방식의 경우 교반조의 내부에 배치되는 혼합물이 중력에 의해 아래쪽에만 배치되기 때문에, 수직축회전방식보다 혼합물을 균일하게 혼합하는데 다소 많은 시간이 소용되는 단점이 있었다.
공개특허 10-2003-0016833
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 회전중심축이 수평으로 배치되는 교반기에서 교반조의 내부에 배치되는 혼합물을 빠른 시간에 균일하게 혼합할 수 있는 교반조가 회전하는 헬리컬 리본 교반기를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 교반조가 회전하는 헬리컬 리본 교반기는, 중공원통 형상으로 이루어지고, 내부에 혼합물이 배치되는 교반조와; 상기 교반조를 회전시키는 제1구동부와; 상기 교반조의 내부에 수평방향으로 배치되고, 회전 가능하게 배치되는 회전중심축과; 상기 교반조의 내부에 배치되면서, 상기 회전중심축에 결합되어 상기 회전중심축과 함께 회전하는 교반날개부와; 상기 회전중심축을 회전시키는 제2구동부;를 포함하여 이루어지되, 상기 교반조와 상기 교반날개부는 서로 반대방향으로 회전되는 것을 특징으로 한다.
상기 교반조의 내주면에는 원주방향으로 상호 단차진 교반돌출부와 교반홈이 교대로 형성되되, 상기 교반조의 회전시 상기 교반돌출부와 교반홈의 단차부위에 의해 혼합물이 상기 교반조의 회전방향으로 이송하다가 특정 높이에 도달하면 중력에 의해 낙하된다.
상기 교반날개부는, 양단이 상호 이격된 상태에서 상기 회전중심축에 결합되는 리본날개부;로 이루어지되, 상기 리본날개부는, 일단이 상기 회전중심축에 결합되고 타단이 외측방향으로 돌출된 제1지지대와; 상기 제1지지대와 이격되고 상기 제1지지대와 다른 방향에서 일단이 상기 회전중심축에 결합되고 타단이 외측방향으로 돌출된 제2지지대와; 상호 이격된 상기 제1지지대의 타단과 상기 제2지지대의 타단을 원호형상으로 연결하는 스트립날개;로 이루어지며, 상기 제1지지대의 타단과 상기 제2지지대의 타단의 서로 다른 위치에 의해 상기 스트립날개는 경사지게 배치되고, 상기 스트립날개는 상기 회전중심축과 이격되어 그 사이에 빈공간을 형성하며, 상기 리본날개부의 회전에 의해 상기 교반조의 내부에 배치된 혼합물은 상기 교반조의 양단에서 가운데 방향으로 모인다.
상기 교반날개부는, 상기 리본날개부의 안쪽에 배치되는 경사판날개;를 더 포함하여 이루어지되, 상기 경사판날개는 일단이 상기 제1지지대와 제2지지대 사이에서 상기 회전중심축에 결합되고, 상기 경사판날개는 상기 회전중심축을 기준으로 상기 스트립날개가 배치된 방향의 반대방향에 배치된다.
상기 경사판날개는 상기 스트립날개의 경사진 방향과 같은 방향으로 경사지게 배치되되, 상기 교반조의 내부에 배치된 혼합물은, 상기 리본날개부의 회전에 의해 상기 교반조의 양단에서 가운데 방향으로 모이고, 동시에 상기 경사판날개의 회전에 의해 상기 교반조 가운데에서 양단 방향으로 이동되면서 혼합된다.
상기 회전중심축으로부터 상기 스트립날개의 최끝단까지의 거리는, 상기 회전중심축으로부터 상기 경사판날개의 최끝단까지의 거리보다 길도록 한다.
상기 리본날개부와 경사판날개는 각각 2개 이상으로 이루어지되, 다수개의 리본날개부와 경사판날개는 각각 상기 회전중심축의 길이방향으로 상호 이격되어 배치되고, 다수개의 리본날개부는 상기 회전중심축을 기준으로 서로 다른 방향에 배치된다.
상기 회전중심축의 회전속도는 상기 교반조의 회전속도보다 빠르다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 교반조가 회전하는 헬리컬 리본 교반기에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.
본 발명은 교반조의 내부에 배치되는 혼합물을 빠른 시간에 균일하게 혼합할 수 있다.
특히, 교반조와 교반날개부가 서로 반대방향으로 회전하기 때문에, 혼합물의 혼합시간을 단축시킬 수 있고, 리본날개부와 경사판날개에 의해 혼합물을 보다 신속하고 균일하게 혼합시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 교반기의 일측면을 절단한 사시도,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 교반조의 측단면도
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 교반날개부의 사시도,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 교반날개부의 평면도,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 교반날개부에 의한 혼합물의 이동경로를 표시한 도면,
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 교반기의 작동과정도.
본 발명의 교반조가 회전하는 헬리컬 리본 교반기는, 도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같은, 교반조(10)와, 제1구동부(미도시)와, 회전중심축(20)과, 교반날개부(30)와, 제2구동부(미도시)를 포함하여 이루어진다.
상기 교반조(10)는 중공원통 형상으로 이루어진다.
상기 교반조(10)의 내부에는 혼합을 하기 위한 혼합물이 배치되어 있다.
상기 교반조(10)의 내주면은 밋밋한 형상으로 형성될 수도 있으나, 바람직하게는 본 실시예의 도면에 도시된 바와 같이 상기 교반조(10)의 내주면에는 원주방향으로 상호 단차진 교반돌출부(11)와 교반홈(12)이 교대로 형성되어 있도록 한다.
이러한 상기 교반돌출부(11)와 교반홈(12)에 의해, 후술하는 바와 같이 상기 교반조(10)의 회전시 상기 교반돌출부(11)와 교반홈(12)의 단차부위에 의해 혼합물이 상기 교반조(10)의 회전방향으로 이송하다가 특정 높이에 도달하면 중력에 의해 낙하됨으로서, 혼합물이 보다 잘 혼합될 수 있도록 한다.
상기 제1구동부는 수평방향으로 배치된 상기 교반조(10)를 상하방향으로 회전시킨다.
이러한 상기 제1구동부는 종래의 다양한 장치를 이용하면 충분한 바, 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
상기 회전중심축(20)은 상기 교반조(10)의 내부에 수평방향으로 길게 배치되고, 상기 교반조(10)에 회전 가능하게 배치된다.
이러한 상기 회전중심축(20)은 상기 교반조(10)의 양단을 가로질러 배치된다.
상기 교반날개부(30)는 상기 교반조(10)의 내부에 배치되면서, 상기 회전중심축(20)에 결합되어 상기 회전중심축(20)과 함께 회전한다.
상기 교반날개부(30)의 구체적인 형상 및 구조에 대해서는 후술하기도록 한다.
상기 제2구동부는 수평방향으로 배치된 상기 회전중심축(20)을 상하방향으로 회전시킨다.
이러한 상기 제2구동부는 종래의 다양한 장치를 이용하면 충분한 바, 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
상기 제2구동부에 의한 상기 회전중심축(20)의 회전에 의해 상기 회전중심축(20)에 결합된 상기 교반날개부(30)도 상기 회전중심축(20)과 함께 회전하게 된다.
상기 교반조(10)와 상기 교반날개부(30)는 서로 반대방향으로 회전된다.
도 1 및 도 2에서, 상기 교반조(10)의 회전방향은 파란색으로 표시하였고, 상기 교반날개부(30)의 회전방향은 빨간색으로 표시하였다.
상기 교반날개부(30)는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 리본날개부(31)와 경사판날개(35)로 이루어진다.
상기 리본날개부(31)는 양단이 상호 이격된 상태에서 상기 회전중심축(20)에 결합된다.
이러한 상기 리본날개부(31)는 제1지지대(32)와 제2지지대(33)와 스트립날개(34)로 이루어진다.
상기 제1지지대(32)는 일단이 상기 회전중심축(20)에 결합되고 타단이 외측방향으로 돌출되어 있다.
상기 제2지지대(33)는 상기 제1지지대(32)와 이격되고 상기 제1지지대(32)와 다른 방향에서 일단이 상기 회전중심축(20)에 결합되고 타단이 외측방향으로 돌출되어 있다.
상기 스트립날개(34)는 띠 형상으로 이루어져, 상호 이격된 상기 제1지지대(32)의 타단과 상기 제2지지대(33)의 타단을 원호형상으로 연결한다.
상기 제1지지대(32)의 타단과 상기 제2지지대(33)의 타단의 서로 다른 위치에 의해 상기 스트립날개(34)는 경사지게 배치된다.
이때, 상기 스트립날개(34)는 헬리컬 모양으로 휘어져 배치되도록 한다.
상기 스트립날개(34)는 상기 회전중심축(20)과 이격되어 그 사이에 빈공간을 형성한다.
위와 같은 상기 리본날개부(31)의 형상에 의해, 상기 리본날개부(31)의 회전시 상기 교반조(10)의 내부에 배치된 혼합물은 상기 교반조(10)의 양단에서 가운데 방향으로 모이게 된다.
그리고, 상기 경사판날개(35)는 상기 리본날개부(31)의 안쪽에 배치된다.
이러한 상기 경사판날개(35)는 일단이 상기 제1지지대(32)와 제2지지대(33) 사이에서 상기 회전중심축(20)에 결합된다.
상기 경사판날개(35)는 상기 회전중심축(20)을 기준으로 상기 스트립날개(34)가 배치된 방향의 반대방향에 배치된다.
그리고, 상기 경사판날개(35)는 상기 스트립날개(34)의 경사진 방향과 같은 방향으로 경사지게 배치된다.
이때, 상기 경사판날개(35)가 상기 스트립날개(34)와 같은 방향으로 경사지게 배치되어 있다는 것은, 동일한 각도로 경사지게 배치된 것뿐만 아니라, 본 실시예의 도면에 도시된 바와 같이 경사진 방향이 대략 동일한 방향을 향하고 있다는 것을 포함하는 의미이다.
상기 회전중심축(20)으로부터 상기 스트립날개(34)의 최끝단까지의 거리는, 상기 회전중심축(20)으로부터 상기 경사판날개(35)의 최끝단까지의 거리보다 길도록 한다.
위와 같은 상기 교반날개부(30)의 구조 및 형상에 의해, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 교반날개부(30)의 회전시 상기 교반조(10)의 내부에 배치된 혼합물은, 상기 리본날개부(31)의 회전에 의해 상기 교반조(10)의 양단에서 가운데 방향으로 모이고, 동시에 상기 경사판날개(35)의 회전에 의해 상기 교반조(10) 가운데에서 양단 방향으로 이동되면서 신속하고 균일하게 혼합된다.
도 5에서 파란색 화살표는 상기 리본날개부(31)에 의해 혼합물이 상기 교반조(10)의 양단에서 가운데 방향으로 모이는 것을 표시한 것이고, 빨간색 화살표는 상기 경사판날개(35)에 의해 혼합물이 상기 교반조(10)의 가운데에서 양단방향으로 이동하는 것을 표시한 것이다.
일방향으로 회전하는 상기 회전중심축(20)의 회전속도는, 타방향으로 회전하는 상기 교반조(10)의 회전속도보다 빠르다.
이로 인해 상기 교반조(10) 내부에 배치된 혼합물을 보다 신속하고 균일하게 혼합시킬 수 있다.
또한, 상기 리본날개부(31)와 경사판날개(35)는 각각 2개 이상으로 이루어지도록 함이 바람직하다.
본 실시예에서 상기 리본날개부(31)와 경사판날개(35)는 각각 2개로 이루어져 있다.
다수개의 리본날개부(31)와 경사판날개(35)는 각각 상기 회전중심축(20)의 길이방향으로 상호 이격되어 배치된다.
그리고, 다수개의 리본날개부(31)는 상기 회전중심축(20)을 기준으로 서로 다른 방향에 배치되어 있다.
다수개의 상기 경사판날개(35)도 상기 회전중심축(20)을 기준으로 서로 다른 방향에 배치되어 있다.
위와 같이 상기 리본날개부(31)와 경사판날개(35)가 다수개로 이루어짐으로서, 상기 회전중심축(20)의 회전시 다수개의 상기 리본날개부(31) 및 경사판날개(35)에 의해 혼합물을 보다 빠르게 혼합할 수 있다.
이하, 상술한 구성으로 이루어진 본 발명의 작동과정에 대하여 살펴본다.
도 6(a)에 도시된 바와 같이 상기 교반조(10)의 내부에 혼합물을 넣은 상태에서, 상기 제1구동부에 의해 상기 교반조(10)를 회전시키고, 상기 제2구동부에 의해 상기 회전중심축(20)을 회전시킨다.
도 6(b) 내지 (f)에 도시된 바와 같이, 상기 교반돌출부(11)와 교반홈(12)의 단차부위에는 혼합물이 적재되게 되고, 상기 교반조(10)의 회전에 의해 상기 단차부위에 적재된 혼합물은 상기 교반조(10)의 회전방향으로 이송하다가 특정 높이에 도달하면 중력에 의해 낙하되게 된다.
위와 같이 상기 혼합물이 상기 교반조(10)에 의해 상승하였다가 낙하됨으로서, 서로 다른 혼합물이 보다 잘 혼합되도록 할 수 있다.
그리고, 상기 회전중심축(20)의 회전에 의해 상기 교반날개부(30)는 상기 교반조(10)와 다른 방향으로 회전하게 된다.
상기 교반조(10)와 상기 교반날개부(30)가 서로 다른 방향으로 회전됨으로서, 상기 교반조(10)의 내부에 배치된 혼합물을 보다 빠르고 효과적으로 혼합시킬 수 있게 된다.
도 6에서는 시간이 지남에 따라 상기 교반조(10)의 내부에 배치된 혼합물이 혼합되는 과정을 도시한 것이다.
특히, 도 5에 도시된 바와 같이 상기 리본날개부(31)의 회전에 의해 상기 교반조(10)의 내부에 배치된 혼합물은 상기 교반조(10)의 양단에서 가운데 방향으로 모이고, 함께 회전하는 상기 경사판날개(35)의 회전에 의해 상기 교반조(10)의 내부에 배치된 혼합물은 상기 교반조(10) 가운데에서 양단 방향으로 이동됨으로서, 최종적으로 도 6(f)에 도시된 바와 같이 상기 교반조(10)의 내부에 배치된 혼합물을 신속하고 균일하게 혼합시킬 수 있다.
본 발명인 교반조가 회전하는 헬리컬 리본 교반기는 전술한 실시예에 국한하지 않고, 본 발명의 기술 사상이 허용되는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.
10 : 교반조, 11 : 교반돌출부, 12 : 교반홈
20 : 회전중심축,
30 : 교반날개부, 31 : 리본날개부, 32 : 제1지지대, 33 : 제2지지대, 34 : 스트립날개, 35 : 경사판날개.

Claims (8)

  1. 중공원통 형상으로 이루어지고, 내부에 혼합물이 배치되는 교반조와;
    상기 교반조를 회전시키는 제1구동부와;
    상기 교반조의 내부에 수평방향으로 배치되고, 회전 가능하게 장착되는 회전중심축과;
    상기 교반조의 내부에 배치되면서, 상기 회전중심축에 결합되어 상기 회전중심축과 함께 회전하는 교반날개부와;
    상기 회전중심축을 회전시키는 제2구동부;를 포함하여 이루어지되,
    상기 교반조와 상기 교반날개부는 서로 반대방향으로 회전되는 것을 특징으로 하는 교반조가 회전하는 헬리컬 리본 교반기.
  2. 청구항1에 있어서,
    상기 교반조의 내주면에는 원주방향으로 상호 단차진 교반돌출부와 교반홈이 교대로 형성되되,
    상기 교반조의 회전시 상기 교반돌출부와 교반홈의 단차부위에 의해 혼합물이 상기 교반조의 회전방향으로 이송하다가 특정 높이에 도달하면 중력에 의해 낙하되는 것을 특징으로 하는 교반조가 회전하는 헬리컬 리본 교반기.
  3. 청구항2에 있어서,
    상기 교반날개부는,
    양단이 상호 이격된 상태에서 상기 회전중심축에 결합되는 리본날개부;로 이루어지되,
    상기 리본날개부는,
    일단이 상기 회전중심축에 결합되고 타단이 외측방향으로 돌출된 제1지지대와;
    상기 제1지지대와 이격되고 상기 제1지지대와 다른 방향에서 일단이 상기 회전중심축에 결합되고 타단이 외측방향으로 돌출된 제2지지대와;
    상호 이격된 상기 제1지지대의 타단과 상기 제2지지대의 타단을 원호형상으로 연결하는 스트립날개;로 이루어지며,
    상기 제1지지대의 타단과 상기 제2지지대의 타단의 서로 다른 위치에 의해 상기 스트립날개는 경사지게 배치되고,
    상기 스트립날개는 상기 회전중심축과 이격되어 그 사이에 빈공간을 형성하며,
    상기 리본날개부의 회전에 의해 상기 교반조의 내부에 배치된 혼합물은 상기 교반조의 양단에서 가운데 방향으로 모이는 것을 특징으로 하는 교반조가 회전하는 헬리컬 리본 교반기.
  4. 청구항3에 있어서,
    상기 교반날개부는,
    상기 리본날개부의 안쪽에 배치되는 경사판날개;를 더 포함하여 이루어지되,
    상기 경사판날개는 일단이 상기 제1지지대와 제2지지대 사이에서 상기 회전중심축에 결합되고,
    상기 경사판날개는 상기 회전중심축을 기준으로 상기 스트립날개가 배치된 방향의 반대방향에 배치되는 것을 특징으로 하는 헬리컬 리본 교반기.
  5. 청구항4에 있어서,
    상기 경사판날개는 상기 스트립날개의 경사진 방향과 같은 방향으로 경사지게 배치되되,
    상기 교반조의 내부에 배치된 혼합물은, 상기 리본날개부의 회전에 의해 상기 교반조의 양단에서 가운데 방향으로 모이고, 동시에 상기 경사판날개의 회전에 의해 상기 교반조 가운데에서 양단 방향으로 이동되면서 혼합되는 것을 특징으로 하는 교반조가 회전하는 헬리컬 리본 교반기.
  6. 청구항4에 있어서,
    상기 회전중심축으로부터 상기 스트립날개의 최끝단까지의 거리는, 상기 회전중심축으로부터 상기 경사판날개의 최끝단까지의 거리보다 긴 것을 특징으로 하는 교반조가 회전하는 헬리컬 리본 교반기.
  7. 청구항4에 있어서,
    상기 리본날개부와 경사판날개는 각각 2개 이상으로 이루어지되,
    다수개의 리본날개부와 경사판날개는 각각 상기 회전중심축의 길이방향으로 상호 이격되어 배치되고,
    다수개의 리본날개부는 상기 회전중심축을 기준으로 서로 다른 방향에 배치되는 것을 특징으로 하는 교반조가 회전하는 헬리컬 리본 교반기.
  8. 청구항1에 있어서,
    상기 회전중심축의 회전속도는 상기 교반조의 회전속도보다 빠른 것을 특징으로 하는 교반조가 회전하는 헬리컬 리본 교반기.
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