KR101611892B1 - 데드 존이 없는 3개의 블레이드를 구비한 교반장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 데드 존이 없어 교반되지 않는 부분이 존재하지 않아 고점도 물질을 빠른 시간 안에 교반할 수 있고 균일한 혼합 품질을 기대할 수 있으며, 또한 블레이드의 직경을 확대시킬 수 있어 교반력을 높여 교반 효율을 향상시킬 수 있는 데드 존의 형성이 없는 3개의 블레이드를 구비한 교반장치를 제공하는 데 있으며, 이를 위해 삼각형 형상으로 배치되는 3개의 회전축에 각기 회전 가능하게 장착된 3개의 블레이드를 포함하고 있는 교반장치에 있어서, 상기 3개의 블레이드들의 외곽선 회전궤적이 데드 존의 형성이 없도록 서로 중첩되도록 상기 회전축을 배치하며, 상기 3개의 블레이드 중 2개는 같은 방향으로 회전 구동시키고, 나머지 1개의 블레이드는 반대 방향으로 회전 구동되도록 구성하되, 상기 3개의 블레이드의 초기 셋팅 방법은 상기 회전방향이 같은 2개의 블레이드의 하변부재들의 일측 단부들이 중첩 영역을 향해 모이는 형태로 각기 기준선에 대하여 좌우 45°를 이루도록 배치시키고, 나머지 회전 방향이 다른 1개의 블레이드의 하변부재는 상기 기준선에 대하여 직각을 이루도록 배치시킨 것을 특징으로 한다.

Description

데드 존이 없는 3개의 블레이드를 구비한 교반장치{Agitating apparatus having 3 blades without dead zone}

본 발명은 잉크, 도료, 세라믹, 약품, 식품, 전자 재료, 기타 각종 공업 재료의 저점도로부터 고점도(~300,000cP)의 재료 또는 반고체상의 슬러리 또는 페이스트 상의 재료를 분산, 교반, 혼련, 반죽을 치대거나(kneading) 하는 교반장치에 관한 것으로, 특히 교반기(탱크) 내에서 3개의 블레이드를 공전 및 자전시켜서 처리하도록 하되 이들 3개의 블레이드의 구조 및 배치와 구동 방법을 개선하여 데드 존의 형성이 없도록 한 교반장치에 관한 것이다.

교반장치는 각종 페이스트의 제조 설비 및 화학원료, 예를 들면 잉크, 안료, 페인트, 화장품, 의약품 및 도료 등과, 각종 코팅제, 연마제, 세라믹 또는 금속 분말 또는 각종 전자재료(PZT, 유전체, MLCC, Ferrite, 디스플레이 재료) 등을 미세하게 혼합하기 위해 사용되며, 특히 고점도 물질을 교반하기 위한 장비로서 용기 내에 있는 고점도 물질에 블레이드와 로터를 사용하여 교반하는 플래너터리 믹서(Planetary Mixer)가 교반장치로서 많이 사용되고 있다.

이처럼 플래너터리 믹서(Planetary Mixer)는 중점도 및 고점도 제품의 혼합 전용으로서 사용되는 유용한 설비로서, 비교적 간단한 구조를 갖고 있고 사용이 매우 용이하며, 균질한 혼합 및 탈포 작업도 동시에 가능하여 잉크, 페인트, 전자 부품 제작 등 각종 영역에서 널리 사용되고 있다. 플래너터리 믹서(Planetary Mixer)는 사용 목적에 따라서 진공 설계 또는 방폭 기능을 추가할 수 있으며 간단한 구조의 탈착 형태로 설계되어 임펠러 및 탱크의 분해 조립이 편리한 구조를 갖는다. 예를 들어 잉크 제조 공정에서는 바인더(유성 바니쉬), 신나나 왁스와 같은 첨가제 및 안료와 같은 착색제 등의 원료를 잉크 제품으로 제작하는 데에 플래너터리 믹서를 사용하고 있다.

플래너터리 믹서는 물질을 교반하는 수단으로서 회전축에 장착하여 회전하는 블레이드를 사용하고 있으며, 이 블레이드의 회전에 있어 복잡한 궤적을 만들수록 효율이 좋아진다. 일반적인 구조는 탱크 내 회전축에 블레이드를 장착하여 블레이드를 공전 및 자전시키는 구조로서, 필요에 따라서 임펠러를 추가하기도 한다. 플래너터리 믹서 내의 블레이드는 1개에서 3개가 장착되며 블레이드 수량이 많을수록 블레이드의 회전 궤적이 복잡해지기 때문에 혼합 기능이 향상된다.

이 같은 블레이드 구동 방식의 교반장치의 혼합 기능은 다음의 인자들에 의해 영향 받는다.

첫번째는 블레이드의 자전 및 공전 운동이다. 블레이드가 자전 및 공전 운동을 병행하면서 블레이드의 궤적이 복잡해지면서 혼합 기능이 향상된다.

두번째는 복수의 블레이드 간의 간격(Gap)을 최대로 감소하여야 한다. 블레이드가 자전 및 공전 운동을 할 때 블레이드 간의 간섭현상이 없이 블레이드 간의 간격을 최소로 유지하여 소위 데드 존(dead zone)이라 불리우는 사구간 영역(교반이 일어나지 않는 영역)을 최소화하는 것이 중요하다.

세번째는 교반의 효율성을 높이기 위한 블레이드의 형상이다. 사용 목적에 따라서 평 블레이드 형상과 0~90도 꼬임각(여기서 꼬임각이 0이라 함은 평 블레이드를 의미한다)을 가진 블레이드 형상을 사용할 수 있다.

네번째는 블레이드 궤적의 중첩 유무이다. 운동하는 블레이드의 궤적이 중첩되면 효과적인 혼합 능력을 기대할 수 있다.

고점도용 교반장치는 1개 또는 2개의 블레이드를 사용하여 교반하거나 블레이드 외에 로터 혹은 임펠러를 추가적으로 장착하여 교반 효율을 높이고 있으나, 이러한 방식들보다 효율성 있게 교반하기 위한 방법으로 3개의 블레이드를 사용하는 방식의 교반장치, 소위 플래너터리 믹서가 널리 상용화되어 있다.

3개의 블레이드를 탱크 내에서 유성 운동시키는 플래니터리 믹서로는 대한민국 공개특허 10-2010-0044068호가 알려져 있다(특허 문헌 1 참조). 상기한 플래니터리 믹서는 승강 가능한 교반 헤드에 구동축을 설치하고, 그 하방에 블레이드축을 유성 운동시키는 기어 등의 구동 부재를 수납한 로터를 부착하고, 상기 교반 헤드를 강하시켜 상기 블레이드축의 하단에 부착한 블레이드를 탱크 내에 삽입하고, 상기 구동축에 의해 로터를 회전시켜 블레이드를 유성 운동시키고 있다.

도 1 및 도 2는 상기한 종래 교반장치에서 사용하는 3개의 블레이드 방식의 장치를 나타낸 것으로, 교반장치(플래니터리 믹서)의 본체(1)는 교반조(탱크)(2) 내에 삽입되는 3개의 블레이드(3)를 갖고 있고, 각 블레이드는 모터(4)나 유성 기어 기구를 통해 탱크 내에서 공전, 자전의 방향이 역방향이 되도록 유성 운동하도록 구성되어 있으며, 상기 블레이드(3)는 구동축(5)에 연결되는 상변부재(6)와 하방에 위치하는 하변부재(7)의 양측을 원주 방향으로 비틀어진 날개부(8)에 의해 연결한 직경(D)의 프레임형 트위스트 형상으로 형성되고, 날개부(8)는 상기 상변부재(6)와 하변부재(7)가 45°또는 90°어긋나서 위치(도 2에 도시한 실시예는 꼬임각 90°)하도록 원주 방향으로 비틀어져 있다.

그런데 상기한 꼬임각 90°를 가지고 있는 각 블레이드(3)들이 서로 충돌하지 않도록 하기 위해 회전 궤적들이 서로 간섭되지 않도록 구동축(5)의 설치 위치를 설정하게 됨으로써, 소위 데드 존(dead zone)(dz)이라는 영역이 존재하고 있으며, 이 데드 존(dz)의 영역에서는 투입 물질이 교반되지 않는 현상을 가져와 고점도 물질의 교반 시 균일한 교반이 어렵고 시간이 많이 소요되며, 교반 효율성 저하의 큰 원인이 되어 오고 있다.

그런데 도 2에 도시한 종래 3개의 블레이드(3)를 구비한 교반장치의 경우 데드 존(dz)을 피할 수 없었던 근본적 이유는, 본 발명자의 연구 결과 3개의 구동축(5)들이 모두 같은 방향으로 회전하도록 설계되고 있고, 블레이드(3) 날개부(8)들의 꼬임 방향이 모두 동일하며, 또 최초 셋팅 상태에서 저면의 하변부재(7), 또는 상면의 상변부재(6)들이 120°의 등각을 이루도록 구성된데 따른 것으로, 블레이드(3)의 회전 궤적(a,b,c)들이 중첩 상태가 되도록 하면, 즉 구동축(5)들을 더 가깝게 가져 가면 필연적으로 부재들 간의 간섭을 피할 수 없어 블레이드(3)들이 서로 부딪혀 파손되는 현상이 발생하며, 지금까지 알려진바로는 도 3(a)에 도시한 것처럼 블레이드의 회전 궤적(a,b,c)을 약간 중첩되도록 하는 것까지는 가능하나(이 상태에서 데드 존(dz)의 영역이 최소화 상태이다), 데드 존을 완전히 없애기 위한 그 이상의 중첩은 필연적으로 부재들 사이의 간섭을 가져와(도 3(b) 참조) 현재의 기술로는 데드 존(dz)의 형성을 완전히 없앨 수 없는 것으로 당업계에 알려져 왔다.

특허문헌1: 대한민국 공개특허 10-2010-0044068호

이에 본 발명은 상기한 점을 감안하여 제안한 것으로, 그의 목적으로 하는 것은 데드 존이 없어 교반되지 않는 부분이 존재하지 않아 고점도 물질을 빠른 시간 안에 교반할 수 있고 균일한 혼합 품질을 기대할 수 있는, 데드 존의 형성이 없는 3개의 블레이드를 구비한 교반장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 하나의 목적은 블레이드의 직경을 확대시킬 수 있어 교반력을 높여 교반 효율을 향상시킬 수 있는 데드 존의 형성이 없는 3개의 블레이드를 구비한 교반장치를 제공하는 데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 데드 존의 형성이 없는 3개의 블레이드를 구비한 교반장치는, 삼각형 형상으로 배치되는 3개의 회전축에 각기 회전 가능하게 장착된 3개의 블레이드를 포함하고 있는 교반장치에 있어서, 상기 3개의 블레이드들의 외곽선 회전궤적이 데드 존의 형성이 없도록 서로 중첩되도록 상기 회전축을 배치하며, 상기 3개의 블레이드 중 2개는 같은 방향으로 회전 구동시키고, 나머지 1개의 블레이드는 반대 방향으로 회전 구동되도록 구성하되, 상기 3개의 블레이드의 초기 셋팅 방법은 상기 회전방향이 같은 2개의 블레이드의 하변부재들의 일측 단부들이 중첩 영역을 향해 모이는 형태로 각기 기준선에 대하여 좌우 45°를 이루도록 배치시키고, 나머지 회전 방향이 다른 1개의 블레이드의 하변부재는 상기 기준선에 대하여 직각을 이루도록 배치시킨 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 실시예 발명에 의하면, 삼각형 형상으로 배치되는 3개의 회전축에 각기 회전 가능하게 장착된 3개의 블레이드를 포함하고 있는 교반장치에 있어서, 상기 3개의 블레이드들의 외곽선 회전궤적이 데드 존의 형성이 없도록 서로 중첩되도록 상기 회전축을 배치하며, 상기 3개의 블레이드 중 2개는 같은 방향으로 회전 구동시키고, 나머지 1개의 블레이드는 반대 방향으로 회전 구동되도록 구성하되, 상기 3개의 블레이드의 초기 셋팅 방법은 상기 회전방향이 서로 반대인 2개의 블레이드들의 하변부재들이 서로 직각을 이루도록 배치시키며, 나머지 1개의 블레이드는 그와 회전 방향이 같은 블레이드에 대해서는 직각이고, 회전 방향이 다른 블레이드에 대해서는 평행하게 배치시킨 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 상기 블레이드 날개의 꼬임각은 0°(날개의 꼬임각이 없는 평 블레이드)~90°이며, 상기 블레이드 날개가 0°가 아닌 꼬임각을 가지고 있는 경우, 나머지 1개의 블레이드 날개의 꼬임 방향은 2개의 블레이드 날개의 꼬임 방향과 반대로 형성한 것을 특징으로 한다.

이상과 같은 본 발명은 삼각형 형상으로 회전축이 배치되는 3개의 블레이드 중 2개의 회전 방향은 같고 1개는 반대 방향으로 회전하도록 구동 제어하되, 2개의 블레이드는 기준선을 기준하여 블레이드의 하변부재가 각기 45° 를 이루도록 배치되고, 나머지 1개의 블레이드의 하변부재는 기준선에 대하여 직각을 이루도록 배치되며, 또한 나머지 1개의 블레이드 날개부의 꼬임 방향이 반대로 형성되거나, 또는 서로 반대 방향으로 회전하는 2개의 블레이드들의 하변부재들이 서로 직각을 이루도록 셋팅되고, 나머지 1개의 블레이드의 하변부재는 그와 회전 방향이 동일한 블레이드의 하변부재와는 직각을 이루고, 회전 방향이 반대인 블레이드의 하변부재와는 평행하게 형성하며, 회전 방향이 다른 1개의 블레이드 날개부의 꼬임 방향은 나머지 2개와 반대로 형성함으로써, 3개의 블레이드들의 외곽선의 회전 궤적이 서로 중첩되더라도 간섭을 일으켜 충돌하는 일이 없게 되어 데드 존의 형성을 완전히 없앨 수 있으며, 이로써 미-교반 영역이 없어져 고점도의 물질을 빠른 시간 안에 혼합할 수 있고, 균일한 혼합 품질을 기대할 수 있다.

또한 같은 직경의 교반용기를 가정하면 본 발명에 따른 블레이드의 직경을 종래 데드 존을 가진 블레이드보다 크게 할 수 있어, 블레이드 회전 궤적의 선 속도를 높이는 것이 가능하여 강력한 혼합력을 얻는 것이 가능하다는 장점이 있다.

도 1은 종래 기술에 의한 3개의 블레이드를 가진 교반장치를 나타낸 도면이다.
도 2는 종래 3개의 블레이드를 가진 교반장치에 있어 블레이드의 회전 구동 방향 및 데드 존의 형성을 보여주는 도면이다.
도 3의 (a)는 종래 데드 존을 최소화한 블레이드의 배치 상태를 나타낸 도면이며, (b)는 종래 기술에서 데드 존을 완전히 없애도록 블레이드의 회전 궤적을 중첩시키는 경우 부재들이 서로 간섭하여 충돌하게 되는 것을 보여주는 도면이다.
도 4는 본 발명에 의한 교반장치의 외관을 측면에서 보아 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명에 의한 교반장치의 외관을 정면에서 보아 나타낸 도면으로, 교반실을 형성하는 교반용기를 제거하고 내부의 블레이드 설치 구조를 보여주는 도면이다.
도 6(a~c)는 본 발명에서 사용되는 블레이드 날개부의 꼬임각에 따른 형상을 보여주는 도면으로, (a)는 블레이드 날개부의 꼬임각이 없는(0°) 형상이고, (b)는 블레이드 날개부의 꼬임각이 45°이며, (c)는 블레이드 날개부의 꼬임각이 45°인 경우의 형상을 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명에서 사용된 날개부의 꼬임 방향이 다른 2 종류의 블레이드를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 제1실시예에 의한 교반장치의 블레이드들의 배치 구성 및 회전 방향을 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 제1실시예에 의한 교반장치의 블레이드들의 회전 시 각도별 상태를 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명의 제1실시예에 의한 교반장치의 블레이드들의 회전 시 각도별 상태를 간략화하여 나타낸 모식도이다.
도 11은 본 발명의 제2실시예에 의한 교반장치의 블레이드들의 배치 구성 및 회전 방향을 나타낸 도면이다.
도 12는 본 발명의 제2실시예에 의한 교반장치의 블레이드들의 회전 시 각도별 상태를 나타낸 도면이다.
도 13은 본 발명의 제2실시예에 의한 교반장치의 블레이드들의 회전 시 각도별 상태를 간략화하여 나타낸 모식도이다.

이하에 본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 또한, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명의 데드 존이 없는 3개의 블레이드를 구비한 교반장치를 상세히 설명한다.

도 4는 본 발명에 의한 교반장치의 외관을 측면에서 보아 나타낸 도면이고, 도 5는 본 발명에 의한 교반장치의 외관을 정면에서 보아 나타낸 도면으로, 교반실을 형성하는 교반용기(V)를 제거하고 내부의 블레이드 설치 구조를 보여주는 도면이다.

본 발명에 의한 교반장치(30)는 장치 하우징(32)의 상측에 모터와 동력전달장치(도시 생략)가 내장되도록 설치되어 있고, 그 동력전달장치를 통해 전달되는 동력을 적절히 증속시키는 기어 박스(34)가 구비되며, 그 기어 박스(34) 하부에 3개의 블레이드(A,B,C)가 설치되어, 이들 블레이드(A,B,C)의 각각의 구동축(36,38,40)이 상기 기어박스(34)내의 기어 증감속기구에 접속하여 도 8에 도시하는 것처럼 2개의 블레이드(A,B)는 같은 방향으로 회전하고, 나머지 1개의 블레이드(C)는 그들과 반대 방향으로 회전하도록 구성되어 있다.

상기 3개의 블레이드(A,B,C)는 예를 들면 도 7과 도 8에 나타낸 것과 같이, 상부에 각각의 구동축(36,38,40)의 하단이 끼워져 고정되는 보스부(42)가 있고, 이 보스부(42)를 수평으로 가로질러 마치 보스부(42)의 양측으로 돌출하는 형태로 상변부재(44, 이하 부재들을 구분할 필요가 있을 때에는 a,b,c의 첨자를 붙여 사용하며, 대표 부호로는 44를 사용하기로 한다)가 마련되며, 예를 들어 도시한 실시예의 경우처럼 90°꼬임각인 경우 상변부재(44)와 소정의 거리를 두고 그와 직각으로 하변부재(46, 이하 부재들을 구분할 필요가 있을 때에는 a,b,c의 첨자를 붙여 사용하며, 대표 부호로는 46을 사용하기로 한다)가 마련되며, 상기 하변부재(46)의 양측 단부로부터 시작하여 상기 상변부재(44)를 연결하는 날개부(48)(50)를 구비하고 있다.

여기서 상기 날개부(48,50)는 하변부재(46)로부터 상변부재(44)로 연장함에 있어서, 0 ~ 90°의 꼬임각, 도시한 실시예에 있어서는 90°의 꼬임각을 가지도록 형성되며, 회전 방향이 같은 2개의 블레이드(A,B) 날개부(48)의 꼬임 방향이 시계 방향(도시 상태를 기준)이라 한다면, 회전 방향이 다른 나머지 1개의 블레이드(C)의 날개부(50)의 꼬임 방향은 반-시계 방향이라는 차이가 있다.

이들 3개의 블레이드(A,B,C)들은 도 8에 도시한 것처럼 회전 궤적(a,b,c)이 서로 중첩되는 중첩공간(52)을 가지도록 각각의 구동축(36,38,40)이 정삼각형의 꼭지점 부위에 위치하도록 배치되며, 이때 같은 회전 방향을 가지는 2개의 블레이드(A,B)는 최초 셋팅 상태를 기준하면 상기 중첩공간(52)을 지나는 기준선(54, 도시한 상태를 기준하면 세로 축선)을 기준하여 각각의 하변부재(46a)(46b)의 일측 단부가 상기 중첩공간(52)을 향해 모아진 상태하에서 좌우 45°의 각도를 가지도록 형성되고(이로써 양측 부재(A,B)의 하변부재(46a)(46b)들은 서로 직각을 형성한다), 이때 회전 방향이 다른 나머지 1개의 블레이드(C)의 하변부재(46c)는 상기 기준선(54)에 대해 직각, 즉 도시한 실시예를 기준하면 수평으로 배치되며, 이 상태에서는 블레이드(C)의 상변 부재(44)가 상기 기준선(54)에 일치하게 되어, 상기 블레이드(A,B)의 하변부재(46a)(46b)들과 상기 블레이드(C)의 상변부재(44)는 초기 셋팅 상태를 기준하여 120°의 등각 배치 구조를 가지고 있으며, 이때, 도 8의 평면도 상에서 상기 3개의 부재(46a)(46b)(44)들이 서로 간섭하는 것처럼 보여지고 있으나, 상기 하변부재(46a)(46b)와 상기 블레이드(C)의 상변부재(44)는 서로 상하로 이격되어 있어 실제로는 전혀 간섭하지 않는 상태이다.

도 9는 본 발명에 따른 블레이드(A,B,C)의 초기 셋팅 상태(이 같은 상태를 회전각 0°로 정의한다)로부터 180°회전, 즉 1/2회전까지 15°간격마다 회전 위치 상태에서의 블레이드 형상을 나타낸 것으로, 회전 방향이 동일한 2개의 블레이드(A,B)의 하변부재(46a)(46b)들은 회전 각도에 상관없이 항시 직각을 이루면서 회전하게 되며, 회전 방향이 다른 나머지 블레이드(C)의 하변부재(46c)는 상대 위치가 항시 변하고 있음을 알 수 있는바, 이를 간략하게 모식화하여 나타낸 도 10를 보면 이 같은 사실을 확실하게 알 수 있다.

도 10의 모식도는 블레이드(A,B,C)들의 최초 셋팅 상태인 0°에서 90°회전 위치까지 10개의 구간별로 나누어 하변부재(46a)(46b)(46c)들의 위치 상태를 나타낸 것으로, 이들 3개의 하변부재(46a)(46b)(46c)들이 서로 간섭하여 충돌하지 않음을 알 수 있는바, 도시의 편의상 하변부재(46a)(46b)(46c)들을 직사각형 부재로 표시한 관계로 0°와 90°에서 기준선(54)에 모아진 2개의 하변부재(46a)(46b)들이 서로 간섭하는 것처럼 보여지고 있으나, 하변부재(46a)(46b)의 양측 단부가 실제로는 테이퍼진 형태로 모따기되어 있어(도 7 내지 도 9 참조) 서로 간섭하는 일은 발생하지 않는다.

따라서 도 8과 도 9에서 보여지고 있는 중첩 공간(52)(3개의 회전 궤적 a,b,c가 겹치는 작은 삼각형 공간)은 데드 존이 아니고, 3개의 블레이드(A,B,C)들의 회전 궤적(a,b,c) 내의 공통 공간이어서 오히려 다른 영역보다 혼합이 활발히 일어나게 되어 데드 존이 필연적으로 존재하는 종래 기술보다는 혼합의 효율성이 크게 높아지게 되는 것이다.

도 11 내지 도 13은 본 발명에 따른 블레이드 배치의 다른 실시예(제2 실시예) 구성으로서, 앞선 실시예 구성과 다른 점은 초기 셋팅에 있어 3개의 블레이드(D,E,F)들의 하변부재(46a)(46b)(46c) 중 회전 방향이 같은 2개의 블레이드(D,E)들의 하변부재(46a)(46b)가 서로 직각을 이루고 있고(1개의 하변부재 46a는 기준선 54에 대해 나란하게 수직으로 배치되고 다른 1개의 하변부재 46b는 그것과 직각을 이루도록 수평으로 배치된다), 회전 방향이 그들과 다른 나머지 1개, 즉 상측에 도시된 블레이드(F)의 하변부재(46c)는 기준선(54)에 일치하도록 배치되며, 회전 방향이 같은 2개의 블레이드(D,E)들의 날개부(48)(48)의 꼬임 방향은 같고, 회전 방향이 다른 나머지 1개의 블레이드(F) 날개부(50)의 꼬임 방향은 그들과 반대 방향으로 형성되어 있다는 것이다.

도 12는 상기한 제2 실시예 구성에 의한 블레이드(D,E,F)들의 초기 셋팅 상태(이 같은 상태를 회전각 0°로 정의한다)로부터 180°회전, 즉 1/2 회전까지 15°간격마다 회전 위치 상태에서의 블레이드 배치 형상의 변화과정을 나타낸 것으로, 회전 방향이 동일한 2개의 블레이드(D,E)의 하변부재(46a)(46b)들은 회전 각도에 상관없이 항시 직각을 이루면서 회전하게 되며, 회전 방향이 다른 나머지 블레이드(F)의 하변부재(46c)는 상대 위치가 항시 변하고 있음을 알 수 있는바, 이를 모식화하여 나타낸 도 13을 보면 이 같은 사실을 보다 더 확실하게 알 수 있다.

도 13의 모식도는 블레이드(D,E,F)들의 최초 셋팅 상태인 0°에서 90°회전 위치까지 10개의 구간별로 나누어 하변부재(46)(46)(46)들의 위치 상태를 나타낸 것으로, 이들 3개의 하변부재(46)(46)(46)들의 회전 궤적(a,b,c)이 모두 중첩 공간(52)을 지남에도 불구하고 어떤 회전 위치에서도 서로 간섭하여 충돌하지 않음을 확인할 수 있어 데드 존을 확실하게 없앨 수 있고, 회전 궤적의 중첩으로 인해 같은 직경 크기의 교반용기(V)를 가지는 종래보다 상대적으로 블레이드의 지름을 크게 할 수 있어 우수한 교반력의 확보와 교반 효율을 높일 수 있게 되는 것이다.

이 같은 구성의 본 발명에 있어, 블레이드 날개부의 꼬임 각도에 상관없이, 즉 평 블레이드인 0°에서 90°꼬임까지 모두 간섭이 발생하지 않는바, 이는 90°꼬임각에서 간섭이 없으면 그보다 작은 꼬임각들에선 간섭 현상이 일어날 수 없기 때문에 본 발명에서는 90°꼬임각을 갖는 블레이드를 사용하여 설명하였다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예들이 본 명세서에 설명되었으며, 이는 본 발명을 수행하는 데 있어 발명자에게 알려진 최선의 모드이다. 이러한 바람직한 실시예들의 변형예들이 이상의 설명으로부터 실시 가능하다는 것은 당업자라면 쉽게 알 수 있을 것이다. 발명자들은 숙련된 기술자들이 이러한 변형예를 채용할 것을 예상하며, 발명자들도 본 발명을 이상에서 특별히 설명한 것 외에도 실시하고자 한다. 따라서, 본 발명은 적용 가능한 법에 의해 허용되는 바에 따라 첨부된 청구범위에 언급된 주제와 균등한 모든 변형예를 포함한다. 또한, 전술한 요소들의 가능한 모든 조합은 본 명세서 내에서 특별히 언급하거나 배제하지 않은 이상 본 발명에 포함될 것이다.

30: 교반장치 32: 장치 하우징
34: 기어 박스 36,38,40: 구동축
42: 보스부 A,B,C: 블레이드
44: 상변부재 46(a,b,c): 하변부재
48,50: 날개부 52: 중첩공간
54: 기준선

Claims (3)

1. 교반용기 내에 삼각형 형상으로 배치되는 3개의 회전축에 각기 회전 가능하게 장착된 3개의 블레이드를 포함하고 있는 교반장치에 있어서, 상기 3개의 블레이드들의 외곽선 회전 궤적이 교반용기의 중심점을 넘어서 서로 삼각형의 중첩영역을 형성하도록 상기 회전축을 배치하여 교반용기의 중심부에서 데드 존의 형성이 없도록 구성하며, 상기 중첩영역에서의 블레이드들 사이의 간섭 방지를 위해 상기 3개의 블레이드 중 2개는 같은 방향으로 회전 구동시키고, 나머지 1개의 블레이드는 반대 방향으로 회전 구동되도록 구성하되, 상기 회전 방향이 다른 1개의 블레이드 날개의 꼬임 방향은 상기 회전 방향이 같은 2개의 블레이드 날개의 꼬임 방향과 반대로 형성하며, 이와 함께 상기 3개의 블레이드의 초기 셋팅 방법은 상기 회전방향이 같은 2개의 블레이드의 하변부재들의 일측 단부들이 중첩 영역을 향해 모이는 형태로 각기 기준선에 대하여 좌우 45°를 이루도록 배치시키고, 나머지 회전 방향이 다른 1개의 블레이드의 하변부재는 상기 기준선에 대하여 직각을 이루도록 배치시켜 형성한 것을 특징으로 하는 데드 존이 없는 3개의 블레이드를 구비한 교반장치.
   
2. 교반용기 내에 삼각형 형상으로 배치되는 3개의 회전축에 각기 회전 가능하게 장착된 3개의 블레이드를 포함하고 있는 교반장치에 있어서, 상기 3개의 블레이드들의 외곽선 회전 궤적이 교반용기의 중심점을 넘어서 서로 삼각형의 중첩영역을 형성하도록 상기 회전축을 배치하여 교반용기의 중심부에서 데드 존의 형성이 없도록 구성하며, 상기 중첩영역에서의 블레이드들 사이의 간섭 방지를 위해 상기 3개의 블레이드 중 2개는 같은 방향으로 회전 구동시키고, 나머지 1개의 블레이드는 반대 방향으로 회전 구동되도록 구성하되, 상기 회전 방향이 다른 1개의 블레이드 날개의 꼬임 방향은 상기 회전 방향이 같은 2개의 블레이드 날개의 꼬임 방향과 반대로 형성하며, 이와 함께 상기 3개의 블레이드의 초기 셋팅 방법은 상기 회전방향이 서로 반대인 2개의 블레이드들의 하변부재들이 서로 직각을 이루도록 배치시키며, 나머지 1개의 블레이드는 그와 회전 방향이 같은 블레이드에 대해서는 직각이고, 회전 방향이 다른 블레이드에 대해서는 평행하게 배치시켜 형성한 것을 특징으로 하는 데드 존이 없는 3개의 블레이드를 구비한 교반장치.
3. 삭제

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