(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
反応器の内部に回転自在に設けられる回転軸と、
前記回転軸の外周面に設置され、前記回転軸とともに回転しながら内部物質を撹拌する回転翼と、
互いの間に間隙を有する対構造を備え、前記反応器の内壁に設けられた撹拌フックと、
を含み、
前記回転翼は前記撹拌フックの間隙を通過し、
前記撹拌フックの間隙の幅は、前記回転翼が進入する入口より前記回転翼が離脱する出口の方が広く形成されることを特徴とする撹拌装置。
【請求項２】
前記撹拌フックの間隙は、前記回転翼が進入する入口から前記回転翼が離脱する出口に行くほど幅が増加するように形成されることを特徴とする、
請求項１に記載の撹拌装置。
【請求項３】
前記撹拌フックが対向する面には、前記回転翼が進入する入口から前記回転翼が離脱する出口に行くほど幅が増加する拡開面が形成されることを特徴とする、
請求項２に記載の撹拌装置。
【請求項４】
前記回転翼の端部には、前記回転翼に対して直交するように形成される撹拌リブがさらに設けられることを特徴とする、
請求項１から３の何れか１項に記載の撹拌装置。
【請求項５】
前記撹拌フックの間隙には、前記回転翼が通過する翼通過部と、前記撹拌リブが通過するリブ通過部とが形成され、前記翼通過部の幅は、前記リブ通過部より相対的に狭く形成されることを特徴とする、
請求項４に記載の撹拌装置。
【請求項６】
前記撹拌フックは、
前記反応器の内壁から一定の間隔で離隔するように突出し、前記リブ通過部が介設される支持部と、
前記支持部の先端から互いに対向する方向に延長する連結部と、
前記連結部の先端から互いに平行に延長し、前記翼通過部が介設される平行部と、
を含むことを特徴とする、
請求項５に記載の撹拌装置。
【請求項７】
前記平行部の互いに対向する面には、前記回転翼が進入する入口から前記回転翼が離脱する出口に行くほど幅が増加する拡開面が形成されることを特徴とする、
請求項６に記載の撹拌装置。
【請求項８】
前記平行部の先端には、互いに遠くなる方向に直交するように延長する延長部がさらに設けられることを特徴とする、
請求項７に記載の撹拌装置。
【請求項９】
前記出口は、前記入口の幅の１．０〜２．０倍を有するように形成されることを特徴とする、
請求項１から８の何れか１項に記載の撹拌装置。
【請求項１０】
前記出口は、前記入口の幅の１．３〜１．５倍を有するように形成されることを特徴とする、
請求項９に記載の撹拌装置。
【請求項１１】
前記撹拌フックは、ステンレス鋼材質よりなることを特徴とする、
請求項１から１０の何れか１項に記載の撹拌装置。
【請求項１２】
反応器の内壁から一定の間隔で離隔するように突出する支持部と、
前記支持部の先端から互いに対向する方向に延長する連結部と、
前記連結部の先端から前記支持部より狭い幅を有するように平行に延長する平行部と、
を含み、
前記支持部の間隙又は前記平行部の間隙は、回転翼が進入する入口より前記回転翼が離脱する出口の方が広く形成されることを特徴とする、
撹拌フック。
【請求項１３】
前記支持部の間に、反応器に設けられた前記回転翼が通過し、且つ前記回転翼が離脱する出口は、入口の幅の１．０〜２．０倍を有するように形成されることを特徴とする、
請求項１２に記載の撹拌フック。
【請求項１４】
前記出口は、前記入口の幅の１．３〜１．５倍を有するように形成されることを特徴とする、
請求項１３に記載の撹拌フック。
【請求項１５】
前記平行部の互いに対向する面に、前記回転翼が進入する入口から前記回転翼が離脱する出口に行くほど幅が増加する拡開面が形成されることを特徴とする、
請求項１３または１４に記載の撹拌フック。
【請求項１６】
互いの間に間隙を有する対構造を備え、反応器の内壁に設けられ、前記間隙の幅は、前記反応器の内部に回転自在に設けられる回転翼が進入する入口より前記回転翼が離脱する出口の方が広く形成されることを特徴とする、
撹拌フック。
【請求項１７】
前記回転翼が離脱する出口は、前記入口の幅の１．０〜２．０倍を有するように形成されることを特徴とする、
請求項１６に記載の撹拌フック。
【請求項１８】
前記出口は、前記入口の幅の１．３〜１．５倍を有するように形成されることを特徴とする、
請求項１７に記載の撹拌フック。
【請求項１９】
前記撹拌フックの互いに対向する面には、前記回転翼が進入する入口から前記回転翼が離脱する出口に行くほど幅が増加する拡開面が形成されることを特徴とする、
請求項１６から１８の何れか１項に記載の撹拌フック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撹拌装置に関し、より詳細には、撹拌装置において回転翼とともに高粘性の物質を撹拌する撹拌フックの耐久性を向上させるための撹拌装置及びそれに備えられる撹拌フックに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、重合反応は、小さい分子が繰り返して添加され、１つの長くて且つ連続した鎖を形成する反応を言い、小さい単位分子を単位体と呼ぶ。このような重合反応を行うための装置である重合反応器の内部には、一定以上の粘性を有する高粘性の流体またはゲル状の（ｇｅｌ）物質を撹拌するための撹拌装置が必要である。
【０００３】
図１は、一般的な撹拌装置の構成を示す斜視図であり、図２は、図１に示された撹拌装置の一部を拡大した斜視図である。
【０００４】
これらの図に示されたように、撹拌装置は、略シリンダー形状よりなり、内部空間には、撹拌のための装置が設けられる。図１に示された撹拌装置は、前記シリンダーの内部に多数個が設置され、撹拌を行うことができる。
【０００５】
前記撹拌装置の内壁１によって形成される内部空間の中央には、回転軸３が回転自在に設けられる。前記回転軸３は、モーターなどの駆動源から動力を伝達されて回転する。
【０００６】
前記回転軸３の外周面には、多数個の回転翼５が設けられる。前記回転翼５は、前記回転軸３の外周面に一定の間隔で多数個が設けられることができる。前記回転翼５は、前記回転軸３とともに回転しながら実質的に高粘性物質の撹拌を行う。前記回転翼５は、略扇形状に形成される。
【０００７】
また、前記回転翼５の端部には、それぞれ撹拌リブ７が設けられる。前記撹拌リブ７は、前記回転翼５の端部から直交するように突出する部分である。図３を参照すれば、前記撹拌リブ７は、前記回転翼５の端部から両側に直交するように延設される。一方、前記撹拌リブ７は、以下で説明するリブ通過部１３を通過する。
【０００８】
前記内壁１には、高粘性物質の撹拌と粉砕のための撹拌フック１０が設けられる。前記撹拌フック１０は、前記内壁１に沿って多数個が設けられることができる。前記撹拌フック１０は、図２によく示されたように、互いに対称する一対が一定の距離で離隔するように設けられる。また、前記撹拌フック１０の間に前記回転翼５及び撹拌リブ７が通過しながら高粘性物質を撹拌し粉砕するようになる。
【０００９】
図２を参照すれば、前記撹拌フック１０は、前記反応器の内壁１から一定の間隔で離隔するように突出する支持部１２と、前記支持部１２の先端から互いに対向する方向に延長する連結部１４と、前記連結部１４の先端から互いに平行に延長する平行部１６とを含む。
【００１０】
また、前記支持部１２の間には、前記撹拌リブ７が通過するリブ通過部１３が形成され、前記平行部１６の間には、前記回転翼５が通過する翼通過部１７がそれぞれ形成される。前記リブ通過部１３は、前記翼通過部１７より相対的に広い幅を有するように形成される。これは、前記撹拌リブ７の幅が前記回転翼５より広いからである。
【００１１】
前記撹拌フック１０は、回転翼５の回転過程で干渉することを防止するために回転翼５と所定のギャップを有するように形成しなければならない。これは、前記撹拌リブ７も同様である。これは、図３によく示されている。すなわち、前記撹拌フック１０と回転翼５との間に設けられたギャップを介して高粘性の物質が通過しながら粉砕も生じる。
【００１２】
以上で説明した撹拌フック１０の撹拌及び粉砕作用について具体的に説明すれば、まず、前記撹拌装置の内部に高粘性の流体またはゲル状の物質が投入される。一般的に、撹拌装置で撹拌する物質が高粘性を有するとすれば、１００００ｃｐ以上の粘度を有するものを言う。このような物質は、液状から固体に変化しながら体積が急激に膨脹する傾向にある。
【００１３】
このような高粘性の物質が投入されれば、入口側から出口側に移送されながら、順次に液体からゲル状、ゲル状から固体に変化する。特に、前述したように、ゲル状から固体に変化する過程では、体積が急激に膨脹する。このように固体に変わった塊は、前記回転翼５の回転によって前記撹拌フック１０の間を通過しながら撹拌、粉砕される。
【００１４】
しかし、前述したような従来技術では、次のような問題点がある。
図３及び図４によく示されたように、前記回転翼５が通過する撹拌フック１０の間は、回転翼５が進入する入口から離脱する出口まで一定の間隔を有する。このように、前記回転翼５と撹拌フック１０との間隔が一定であるため、前記撹拌フック１０に加えられる圧力は、図４に示されたように、出口側に行くほど増加する傾向を示す。
【００１５】
前記撹拌フック１０に加えられる圧力が一定ではなく、出口側に行くほど増加すれば、前記撹拌フック１０に圧力差によるねじりモーメントが作用する。すなわち、図５に示された矢印方向に前記撹拌フック１０が回転しようとする力を受ける。
【００１６】
前記撹拌フック１０は、持続的に回転する回転翼５が通過する度に、このようなモーメントを繰り返して受けるので、前記撹拌フック１０に疲れによって破損される問題が発生することができる。特に、前記撹拌フック１０の支持部１２にモーメントが持続的に加えられれば、前記撹拌フック１０が内壁１から離れて破損されることができる。
【００１７】
そのため、前記撹拌フック１０が破損されれば、前記撹拌装置が正常に作動しないので、撹拌効率が低下し、補修費用をも増加する問題をもたらす。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
したがって、本発明の目的は、前述したような従来技術の問題点を解決するためになされたもので、撹拌フックに加えられるねじりモーメントを最小化することができる構造を有する撹拌装置及びそれに備えられる撹拌フックを提供することにある。
【００１９】
本発明が解決しようとする技術的課題は、以上で言及した技術的課題に制限されず、言及されない他の技術的課題は、下記の記載から本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者に明確に理解されることができる。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
上記目的を達成するために、本発明の一態様による撹拌装置は、反応器の内部に回転自在に設けられる回転軸と、前記回転軸の外周面に設置され、前記回転軸とともに回転しながら内部物質を撹拌する回転翼と、前記反応器の内壁に一対の撹拌フックが互いに離隔するように設けられ、前記回転翼が前記撹拌フックの間を通過する撹拌フックと、を含み、前記撹拌フック間の幅は、前記回転翼が進入する入口より前記回転翼が離脱する出口がさらに広く形成されることを特徴とする。
【００２１】
前記撹拌フックの間は、前記回転翼が進入する入口から前記回転翼が離脱する出口に行くほど幅が増加するように形成されることを特徴とする。
【００２２】
前記撹拌フックが対向する面には、前記回転翼が進入する入口から前記回転翼が離脱する出口に行くほど幅が増加する拡開面が形成されることを特徴とする。
【００２３】
前記回転翼の端部には、前記回転翼に対して直交するように形成される撹拌リブがさらに設けられることを特徴とする。
【００２４】
前記撹拌フックの間には、前記回転翼が通過する翼通過部と、前記撹拌リブが通過するリブ通過部とが形成され、前記翼通過部の幅は、前記リブ通過部より相対的に狭く形成されることを特徴とする。
【００２５】
前記撹拌フックは、前記反応器の内壁から一定の間隔で離隔するように突出し、前記リブ通過部が介設される支持部と、前記支持部の先端から互いに対向する方向に延長する連結部と、前記連結部の先端から互いに平行に延長し、前記翼通過部が介設される平行部と、を含むことを特徴とする。
【００２６】
前記平行部の互いに対向する面には、前記回転翼が進入する入口から前記回転翼が離脱する出口に行くほど幅が増加する拡開面が形成されることを特徴とする。
【００２７】
前記平行部の先端には、互いに遠くなる方向に直交するように延長する延長部がさらに設けられることを特徴とする。
【００２８】
前記出口は、前記入口の幅の１．０〜２．０倍を有するように形成されることを特徴とする。
【００２９】
前記出口は、前記入口の幅の１．３〜１．５倍を有するように形成されることを特徴とする。
【００３０】
前記撹拌フックは、ステンレス鋼材質よりなることを特徴とする。
【００３１】
また、本発明の他の態様による撹拌フックは、反応器の内壁から一定の間隔で離隔するように突出する支持部と、前記支持部の先端から互いに対向する方向に延長する連結部と、前記連結部の先端から前記支持部より狭い幅を有するように平行に延長する平行部と、を含む。
【００３２】
前記支持部の間に、反応器に設けられた回転翼が通過し、且つ前記回転翼が離脱する出口は、入口の幅の１．０〜２．０倍を有するように形成されることを特徴とする。
【００３３】
前記出口は、前記入口の幅の１．３〜１．５倍を有するように形成されることを特徴とする。
【００３４】
前記平行部の互いに対向する面に、前記回転翼が進入する入口から前記回転翼が離脱する出口に行くほど幅が増加する拡開面が形成されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００３５】
本発明では、回転翼が通過する撹拌フックにおいて出口の幅が入口より相対的に大きく形成される。したがって、撹拌フックにおいて回転翼が進入する入口から離脱する出口まで圧力が一定に作用するので、撹拌フックにねじりモーメントが発生することが最小化される。結局、撹拌フックの耐久性が向上し、製品の信頼性が増大する。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】一般的な撹拌装置の構成を示す斜視図である。
【図２】図１に示された撹拌装置の一部を拡大した斜視図である。
【図３】一般的な撹拌装置において回転翼が撹拌フックを通過することを示す斜視図である。
【図４】一般的な撹拌装置において回転翼が撹拌フックを通過する時の流体フローを示す平面図である。
【図５】一般的な撹拌装置において撹拌フックにねじりが発生することを示す斜視図である。
【図６】本発明による撹拌フックと回転翼を示す斜視図である。
【図７】本発明による撹拌フックを示す斜視図である。
【図８】本発明による撹拌フックの他の実施例を示す斜視図である。
【図９】本発明による撹拌フックの他の実施例を示す斜視図である。
【図１０】本発明による撹拌フックの実際設計形状を示す斜視図である。
【図１１】本発明による撹拌フックと従来の撹拌フックの応力分布を比較した写真である。
【図１２】本発明による撹拌フックと従来の撹拌フックの変形率分布を比較した写真である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
以下本発明による撹拌装置及びそれに備えられる撹拌フックの好ましい実施例を添付の図面を参照して詳細に説明する。そして、以下で従来技術と同一の構成については、図１〜図５の参照符号を援用して説明する。
【００３８】
図６は、本発明による撹拌フックと回転翼を示す斜視図であり、図７は、本発明による撹拌フックを示す斜視図である。
【００３９】
これらの図に示されたように、本発明による撹拌フック２０は、反応器の内壁１から一定の間隔で離隔するように突出し、リブ通過部２３が介設される支持部２２と、前記支持部２２の先端から互いに対向する方向に延長する連結部２４と、前記連結部２４の先端から互いに平行に延長し、翼通過部２７が介設される平行部２６とを含む。
【００４０】
本実施例では、前記平行部２６において互いに対向する面に拡開面２８がそれぞれ形成される。前記拡開面２８は、前記撹拌フック２０に加えられるねじりモーメントを最小化し、前記平行部２６の対向する面に加えられる圧力を全体的に均一にするために形成された部分である。
【００４１】
言い換えれば、前記平行部２６の間に回転翼５が貫通する過程で、前記回転翼５が進入する入口より前記回転翼５が離脱する出口側の幅を広くして、出口側で圧力が強く作用したこと（図４参照）を相殺させようとするものである。前記拡開面２８は、前記回転翼５の入口から出口側に行くほど線形的に増加するように、すなわち直線面に沿って増加するように形成することが好ましい。また、前記平行部２６の間の翼通過部２７も回転翼５の入口から出口側に行くほど幅が増加するように形成される。
【００４２】
一方、前記拡開面２８の形状は、前述したように必ず直線面に形成しなければならないものではなく、回転翼５の入口より出口側の幅が大きく形成すればよい。
【００４３】
このために、図８及び図９には、本発明による撹拌フックの他の実施例が示されている。これらの図を参照すれば、前記平行部２６の対向する面に形成された拡開面２８'、２８"は、図８のように曲面の形状に形成され、入口から出口に行くほど凹状または凸状に幅が増加するように形成されることができる。勿論、本発明の図面に示された実施例以外に他の形状を有する拡開面２８の設計も可能である。
【００４４】
参照として、図１０には、本発明による撹拌フックの実際設計形状が示されている。ここで、図６と対応する構成に対する詳細な説明は、便宜のために省略する。
【００４５】
図１０を参照すれば、撹拌フック１２０の全体的な形状は、図６に示された形状と同様である。他の部分を見れば、撹拌フック１２０の連結部１２４は、図６とは異なって支持部１２２に対して直交するように延長せず、所定の角度で傾くように延長する。そして、平行部１２６の先端から互いに反対方向に延長する延長部１３０がさらに設けられる。勿論、図１０に示されたものは、実際設計形状を例示したものに過ぎず、この図面に限定されるものではない。
【００４６】
そして、本発明による撹拌フック２０において前記回転翼５が離脱する出口の幅は、入口に比べて１．０〜２．０倍を有するように形成される。また、前記回転翼５が離脱する出口の幅は、入口に比べて１．３〜１．５倍を有することが好ましい。これは、前述した比率で入口と出口の幅が形成される場合、高粘性の物質の撹拌及び粉砕がさらに効果的に行われ、撹拌フック２０に作用するねじりモーメントを最小化することができるからである。
【００４７】
一方、本発明による撹拌フック２０は、次のような材質を有することが好ましい。前記撹拌フック２０の材質としては、ステンレス鋼ＳＵＳが主に使用される。前記ステンレス鋼は、耐食性、加工性及び溶接性に優れたスチール素材である。本実施例では、前記ステンレス鋼のうち強度に優れていて、耐腐食性が良好なデュプレックス（ｄｕｐｌｅｘ）を使用する。前記デュプレックスは、海洋発電所のように塩分によって腐食が憂慮される分野において多く使用される材質である。
【００４８】
次に、図１１及び図１２には、本発明による撹拌フックと従来の撹拌フックの応力分布及び変形率分布を比較した写真が示されている。参照として、（ａ）は、従来の撹拌フックであり、（ｂ）は、本発明による撹拌フックを示す。
【００４９】
図面を参照すれば、図１１において（ａ）は、支持部２２の両端部で応力が非常に高く現われるのに対し、（ｂ）は、出口側に近い一端部だけで応力が高く現われることが分かる。そして、全体的に（ｂ）で応力が低く現われることをも確認することができる。
【００５０】
また、図１２で、支持部２２の外郭面側に発生する変形率が（ａ）より（ｂ）が著しく減少したことが分かる。そして、（ｂ）を見れば、前記平行部２６の拡開面２８で変形率が（ａ）に比べて減少したことを確認することができる。
【００５１】
実際に図１１及び図１２の解釈から、従来の撹拌フックに比べて本発明による撹拌フックにおいて応力が７０％水準に減少し、ねじれによる変形量が１０％水準に減少したことを確認することができた。
【００５２】
本発明の権利範囲は、以上で説明した実施例に限定されず、請求範囲に記載されたところによって定義され、本発明の技術分野における通常の知識を有する者が請求範囲に記載された権利範囲内で多様な変形と変更を行うことができることは自明である。
【図１】
0005534624.tif 000002
【図２】
0005534624.tif 000003
【図３】
0005534624.tif 000004
【図４】
0005534624.tif 000005
【図５】
0005534624.tif 000006
【図６】
0005534624.tif 000007
【図７】
0005534624.tif 000008
【図８】
0005534624.tif 000009
【図９】
0005534624.tif 000010
【図１０】
0005534624.tif 000011
【図１１（ａ）】
0005534624.tif 000012
【図１１（ｂ）】
0005534624.tif 000013
【図１２（ａ）】
0005534624.tif 000014
【図１２（ｂ）】
0005534624.tif 000015