KR20140045977A

KR20140045977A - 원심 처리 장치

Info

Publication number: KR20140045977A
Application number: KR1020147000957A
Authority: KR
Inventors: 히로시게 이시이
Original assignee: 히로시게 이시이
Priority date: 2011-06-14
Filing date: 2012-06-14
Publication date: 2014-04-17
Also published as: CN103608075A; TW201302298A; EP2722088A1; EP2722088A4; EP2722088B1; US9321020B2; WO2012173169A1; US20140092706A1

Abstract

[과제]구성이 간단하고, 콤팩트해지고 운전 조건을 크게 완화할 수 있고 구성 각 부의 강도 조건을 완화할 수 있고 운전시의 소비 전력도 저감할 수 있어서, 비용도 저렴해지고, 재료의 분쇄, 교반, 교반 탈포를 확실하게 실시할 수 있는 원심 처리 장치를 제공하는 것.
[해결 수단] 재료 (M)가 수납된 수납 용기 (13)가 자전축 (10)을 통해서 공전체 (5)에 자전이 자유롭게 지지되어 있어서 수납 용기 (13)를 공전시키면서 자전시킴으로써 재료 (M)에 수납용기의 공전력과 자전력을 부여하는 원심 처리 장치 (1,41)이며, 자전축 (10,49)이 공전체 (5)의 공전축 중심선 (L1)과 교차하도록 하여 공전체 (5)에 지지되어 있는 것을 특징으로 한다.

Description

원심 처리 장치{CENTRIFUGAL PROCESSING DEVICE}

본 발명은 원심 처리 장치에 관한 것이며 재료를 분쇄, 교반, 교반 탈포(脫泡) 등에 적합한 원심 처리 장치에 관한 것이다.

일반적으로 원심 처리 장치의 1종으로서 재료가 수납된 수납 용기를 공전(公轉)시키면서 자전(自轉)시킴으로써 해당 재료를 교반 탈포하는 장치(자전 공전 방식의 교반 탈포 장치)가 알려져 있다(예를 들면, 특허 문헌 1, 특허 문헌 2 참조).

종래 이 종류의 교반 탈포 장치에 있어 상기 각 특허 문헌에서의 회전 구동 계를 제외한 주요 구성 부분이 도 6과 같이 형성되어 있다. 구체적으로는, 도시하지 않은 케이스 내에 수평으로 지지되어 있는 지지 기판 (31)의 중심부에 공전체 (32)가 하부에 장착된 공전축 (33)을 공전용 베어링 유닛 (34)을 통해 공전이 자유롭게 축지지(軸支)되어 있다. 이 공전체 (32)는 테이블 모양 또는 암형상으로 형성되어 있다. 또한 공전축 (33)은 수직 방향으로 지지되는 경우가 많다. 그리고 공전축 (33)의 공전축 중심 선 (L1)에서 반경 (R)의 지지 위치에 자전용 베어링 유닛 (35)이 장착되어 있고 수납 용기 (36)를 내부에 수용한 용기 홀더 (37)의 하부에 설치된 자전축 (38)이 해당 자전용 베어링 유닛 (35)에 자전이 자유롭게 축지지되어 있다. 수납 용기 (36)는 용기 홀더 (37)에 착탈 자유로 장착된다. 이 수납 용기 (36)는 재료 (M)를 출납하기 위해서 개폐가 자유롭게 형성되어 있으며, 용기 홀더 (37)에는 수납 용기 (36)를 내부에 수납해서 고정 유지할 수 있게 형성되어 있다. 또한, 자전축 (38)의 자전축 중심선 (L2)은 수직 방향에 대해서 예를 들면 45도의 경사각을 가지고 경사지도록 되어있다.

도 6에 나타내는 교반 탈포 장치에서는 수납 용기 (36)를 공전체 (32)와 함께 회전시키면서 자전축 (38)회전으로 자전시킴으로써 수납 용기 (36)내의 재료 (M)에 작용하는 원심력 및 내부 회전력을 이용해서 재료 (M)를 교반하는(배치하고 혼합하는 분산시키는)동시에 재료 (M)에 내재하는 기포를 방출시켜서 탈포시키고 있다.

[특허 문헌 1]일본특허공개공보 특개평 10-043568호 공보 [특허 문헌 2]일본특허공개공보 특개 2006-255565호 공보

그러나 종래의 교반 탈포 장치에서는 수납 용기 (36)를 공전체 (32)에 자전이 자유로 지지하고 있는 위치가 해당 수납 용기 (36)의 하부에 설치된 자전축 (38)을 회전이 자유자재로 지지하고 있는 자전용 베어링 유닛 (35)의 공전체 (32)에 대한 지지 위치이다. 이 지지 위치가 공전축 (33)의 회전축 중심 선 (L1)에서 반경 (R)의 위치에 있기 때문에 종래의 교반 탈포 장치에서는 다음과 같은 문제가 있었다.

첫째로, 수납 용기 (36)의 자전의 지지 위치가 공전축 중심 선 (L1)에서 반경 방향으로 거리 (R)라는 상당히 긴 거리를 떨어져 있기 때문에 공전시에는 해당 지지 위치에 커다란 원심력이 작용하고 또한, 고속으로 자전함으로써 발열도 일어난다는 혹독한 운전 조건이 발생되고 만다. 구체적으로는 원심력이 높은 환경 하에서 베어링을 사용할 경우 내부에 충전되어 있는 그리스가 모두 날려져 버려서, 그 결과, 유막이 형성 되지 않아, 윤활 부전이 되어 발열에 이르게 된다. 그 때문에 이 혹독한 운전 조건 하에서 장치의 구성 각부의 연결 상태 등을 적정하게 유지하는 동시에 적정하게 작용할 수 있도록 구성 각 부분을 형성할 필요가 있다. 그 필요성을 해결하기 위해서는 장치 구성 각부의 강성을 높이는 등의 견고화를 도모할 필요가 있고, 발열 부분에는 냉각처리를 할 필요가 있어서, 구성이 복잡하게 된다.

둘째, 수납 용기 (36)의 자전의 지지 위치가 공전축 중심 선 (L1)에서 반경 방향으로 거리 (R)라는 상당히 긴 거리를 떨어져 있기 때문에 장치 전체가 지름 방향으로 대형으로 되어 점유 공간도 커지게 되었고, 구성 각 부분의 견고화, 대 중량화에 따라 운전시에 필요한 소비 전력도 커져서 비용도 비싼 것이었다.

본 발명은 이러한 점을 감안하여 이루어진 것이며 구성이 간단하고, 콤팩트해져서 운전 조건을 크게 완화할 수 있고 구성 각 부의 강도 조건을 완화할 수 있고 운전시의 소비 전력을 저감할 수 있어서, 비용도 저렴해지고, 재료의 분쇄, 교반, 교반 탈포 등을 확실하게 실시할 수 있는 원심 처리 장치를 제공하는 것을 목적으로 하는 것이다.

전술한 목적을 달성하기 위해서 본 발명에 관한 제1의 양태의 원심 처리 장치는 재료가 수납된 수납 용기가 자전축을 통해서 공전체에 자전이 자유로이 지지되어 있어서, 상기 수납 용기를 공전시키면서 자전시키므로써 상기 재료에 수납용기의 공전력과 자전력을 부여하는 원심 처리 장치이며, 상기 자전축이 상기 공전체의 공전축 중심선으로 교차하도록 하여 상기 공전체에 지지되어 있는 것을 특징으로 한다.

이러한 구성에 따르면 공전체에 대해서 자전축이 공전축 중심선과 교차하도록 자전이 자유로 지지되므로, 자전축 및 그 자전 지지 위치는 공전축 중심선의 근방에 배치되게 되어 자전축의 자전 지지 위치에 작용하는 원심력이 작게 억제되고, 장치 전체의 반경 방향의 크기도 작게 억제할 수 있다. 이로써 본 발명의 원심 처리 장치는 구성이 간단하고, 콤팩트해져서 운전 조건도 크게 완화되어, 구성 각 부의 강도 조건도 완화되어 운전시의 소비 전력을 저감할 수 있고, 비용도 저렴해져서, 재료의 교반 탈포를 확실하게 실시할 수 있다.

또한 본 발명의 제2의 양태의 원심 처리 장치는 상기 제1의 양태에 있어서, 상기 자전축이 자전축 베어링 유닛에 의해서 지지되어 있는 것을 특징으로 한다.

이러한 구성에 따르면 자전축 베어링 유닛에 따라 자전축을 적정하게 지지할 수 있다.

또한 본 발명의 제3의 양태의 원심 처리 장치는 상기 제2의 양태에서 자전축 베어링 유닛이 공전체의 공전축 중심선과 교차하는 위치에 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.

이러한 구성에 따르면 상기 회전체의 공전축 중심선과 교차하는 위치에서 자전축 베어링 유닛을 가지고 상기 자전축을 지지할 수 있어서 자전축을 지지하는 자전축 베어링 유닛에 작용하는 원심력을 최소로 할 수 있다.

또한 본 발명의 제4의 양태의 원심 처리 장치는 상기 제1에서 제3중의 하나의 양태에서, 상기 자전축은 상기 공전축 중심선에 대해서 경사져서 교차되어 있으며, 상기 수납 용기는 상기 자전축의 상기 공전축 중심선과 교차하고 있는 위치보다 바깥쪽에 장착이 자유롭게 형성되어 있으며, 상기 공전체에 공전을 부여하는 공전력 부여 기구 및 상기 자전축에 자전을 부여하는 자전력 부여 기구를 갖추고 있는 것을 특징으로 한다.

이러한 구성에 따르면 공전력 부여 기구에 의해서 공전체에 적정하게 공전력을 부여할 수 있고 자전력 부여 기구에 의해서 자전축에 적정하게 자전력을 부여할 수 있다.

또한 본 발명의 제5의 양태의 원심 처리 장치는 상기 제4의 양태에 있어서, 자전력 부여 기구가 자전축에 고정된 자전용 위성 기어와, 이 자전용 위성 기어에 맞물리는 상기 공전축 중심 선상에 설치된 자전용 태양 기어를 가진 것을 특징으로 한다.

이러한 구성에 따르면 공전축에서 반경 방향으로 떨어진 위치에 수납 용기를 공전이 자유로이 및 자전이 자유로이 유지할 수 있으므로, 수납 용기 내의 재료의 교반 탈포(원심 처리)를 확실하게 할 수 있다. 또한 자전용 태양 기어 및 자전용 위성 기어라는 간단한 구성의 자전력 부여 기구에 따라 수납 용기를 자전할 수 있다.

또한 본 발명의 제6의 양태의 원심 처리 장치는 상기 제4 또는 제5의 양태에 있어서, 상기 공전축 중심선이 수직 방향으로 설정되어 있으며, 상기 수납 용기는 상기 자전축의 하향 측에 설치된 개폐가 자유로운 용기 홀더 내에 장착이 자유로이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

이러한 구성에 따르면 수납 용기를 수직 방향의 공전축 방향으로 공전시키면서 자전축의 하향 측의 위치에서 자전시킬 수 있으므로 수납 용기 내의 재료의 교반 탈포를 더욱 확실하게 할 수 있다.

또한 본 발명의 제7의 양태인 원심 처리 장치는 상기 제6의 양태에 있어서, 상기 공전체는 지지 상자체내에 공전이 자유로이 지지되어 있으며, 상기 지지상자체는 위에서 탄력적으로 달아 내려서 지지되어 있는 것을 특징으로 한다.

이러한 구성에 따르면 균형 있게 지지된 지지 상자체내에 공전체를 똑같이 균형있게 지지해서 수납 용기를 수직 방향의 공전축 회전방향으로 회전시키면서 자전축의 하향 측의 위치에서 자전시킬 수 있으므로 항상 안전을 확보하고 재료의 교반 탈포를 할 수 있다.

또한 본 발명의 제8의 양태의 원심 처리 장치는 상기 제6 또는 제7의 양태에 있어서, 상기 용기 홀더를 완전히 폐색(閉塞)한 것을 검출하는 검출부를 가지고 있는 것을 특징으로 한다.

이러한 구성에 따르면 저장 용기를 내부에 장착하고 유지하는 용기 홀더가 항상 완전히 폐쇄되어 있는 경우에만 수납 용기 및 용기 홀더를 공전 및 자전시키므로써 항상 안전을 확보하여 재료의 교반 탈포를 할 수 있다.

본 발명의 원심 처리 장치에 의하면, 구성이 간단하고, 콤팩트해져서 운전 조건을 크게 완화할 수 있고 구성 각 부의 강도 조건을 완화할 수 있고 운전시의 소비 전력을 저감할 수 있어서, 비용도 저렴해지고, 재료의 분쇄, 교반, 교반 탈포 등을 확실하게 할 수 있다.

[도 1] 본 발명에 관한 교반 탈포 장치의 제1 실시 형태를 나타내는 개략 구성 단면이다.
[도 2] 도 1의 우측면도이다.
[도 3] 도 1의 주요부를 나타내는 좌측면도이다.
[도 4] 본 발명에 관한 교반 탈포 장치의 제2실시 형태를 나타내는 사시도이다.
[도 5] 도 4의 종단 정면도이다.
[도 6] 종래의 교반 탈포 장치를 도시하는 개략 구성도이다.

이하, 본 발명에 관한 원심 처리 장치의 실시 형태에 대해서 도 1~ 도 5를 참조하여 설명한다.

도 1~도 5에서는 원심 처리 장치의 일종으로서의 교반 탈포 장치를 예로 설명한다.

(제 1 실시 형태)

도 1~도 3는 본 발명의 원심 처리 장치인 교반 탈포 장치의 제1 실시 형태를 나타낸다.

본 실시 형태의 교반 탈포 장치 (1)는 도 1~도3에 도시하는 바와 같이 케이스의 바닥을 형성하는 기대 (2)에 지지 상자체 (3)가 방진 스프링 (4)을 통해서 수평으로 지지되어 있다. 지지 상자체 (3)의 중심에는 바닥판 (3a)과 천정판 (3b)사이에 직사각형 프레임 형상의 공전체 (5)가 공전축 중심 선 (L1)을 수직으로 배치하여 공전이 자유로이 지지되어 있다. 공전체 (5)의 하부는 공전체 (5)의 하부프레임 면 (5a)에서 공전축 중심 선 (L1)에 맞추어 돌출 설치한 공전축 (6)을 바닥판 (3a)의 하면에 고정한 공전 구동 기구를 형성하는 공전 구동 모터 (7)의 출력축에 직결하여 지지하고 있다. 공전체 (5)의 상부는, 천정판 (3b)의 하면에서 공전축 중심선 (L1)에 맞추어 돌출 설치한 자전용 태양 기어 (15)의 중심축 (15a)에 공전체 (5)의 상부프레임 면 (5b)에 설치한 공전축 베어링 유닛 (8)을 통해서 회전이 자유롭게 지지되어 있다. 공전체 (5)의 좌우 측 프레임 면 (5c, 5c)사이에는 공전축 중심선 (L1)에 대해서 45도 경사진 수납 용기 지지 프레임 (9)이 고정되어 있다. 수납 용기 지지 프레임 (9)의 공전축 중심 선 (L1)과 교차하는 위치에는 자전축 (10)이 자전축 베어링 유닛 (11)을 가지고 회전이 자유롭게 지지되어 있다. 이로써 자전축 (10) 및 자전축 중심선 (L2)은 공전축 중심선 (L1)에 대해서 45도의 경사각을 가지고 교차하여 지지하게 된다. 자전축 (10)의 공전축 중심선 (L1)과 교차하고 있는 위치보다 바깥쪽인 하향 부분에는 용기 홀더 (12)가 고착되어 있으며, 그 용기 홀더 (12)내에 수납 용기 (13)가 착탈이 자유롭게 장착되게 형성되어 있다. 용기 홀더 (12)는 수납 용기 (13)를 출납하기 위해서 하향으로 개폐가 자유롭게 형성되어 있다. 수납 용기 (13)는 재료 (M)를 출납하기 위해서 개폐가 자유롭게 형성되어 있으며, 용기 홀더 (12)는 수납 용기 (13)를 내부에 수납하며 고정 유지할 수 있도록 형성되어 있다. 지지 상자체 (3)의 용기 홀더 (12)에 대면하는 부분은 수납 용기 (13)를 용기 홀더 (12)에 착탈하기 위해서 개폐가 자유롭게 형성되고 있다. 자전축 (10)의 위쪽 부분에는 자전력 부여 기구를 형성하는 자전용 위성 기어 (14)가 고정되어 있으며, 이 자전용 위성 기어 (14)가 자전용 태양 기어 (15)에 내치(內齒) 형식으로 맞물리고 있다. 이로써 자전용 위성 기어 (14)는 공전체 (5)와 함께 공전하면 고정 상태에 있는 자전용 태양 기어 (15)와 맞물려 있기 때문에 자전하게 된다. 본 실시 형태에서는 두 기어 (14, 15)가 내치 형식으로 맞물려 있으므로, 자전용 위성 기어 (14)는 수직 하방용으로 보아(이하 동일) 시계 방향으로 공전하면 반시계 방향으로 자전하게 되어 두 개의 기어 (14, 15)의 맞물림이라는 간단한 구성에 의해서 자전용 위성 기어 (14)의 공전 방향과 자전 방향을 반대로 구동을 간단하게 실현할 수 있다. 자전용 태양 기어 (15)의 중심축 (15a)에는 고정 상태와 무부하 회전 자유 상태를 전환 가능한 공지의 전자 클러치를 설치하거나 중심축 (15a)의 회전 속도 및 회전 방향을 자유롭게 조정하는 공지의 변속 기구를 설치해도 된다. 공전체 (5)의 수납 용기 (13)에 대향하는 측에는 카운터 웨이트 (16)가 공지의 기구에 의해서 공전축 중심선 (L1)에 원근이 자유롭게 가까워지고 멀어지도록 형성되어 있다. 지지 상자체 (3)의 카운터 웨이트 (16)에 대면하는 부분은 웨이트를 조정하기 위해서 개폐가 자유롭게 형성되어 있다.

다음으로, 본 실시 형태의 작용을 설명한다.

<운전 준비 작업>

먼저, 교반 탈법(攪拌脫法) 대상인 재료 (M)의 질량에 따라 카운터 웨이트 (16)의 위치 조정을 한다.

이어서 수납 용기 (13)를 용기 홀더 (12), 지지 상자체 (3) 및 케이지에서 꺼내어, 재료 (M)을 넣어 밀봉한다. 다음에 밀봉한 수납 용기 (13)을 용기 홀더 (12)내의 소정위치에 장착하여 고정하고 용기 홀더 (12), 지지 상자체 (3) 및 케이지를 닫고 준비 작업을 종료한다.

<교반 탈포 운전>

공전력 부여 기구인 공전 구동 모터 (7)를 회전시켜서 회전체 (5)를 회전축 중심선 (L1)을 중심으로 하여 시계 방향으로 공전시키면 자전력 부여 기구의 고정 상태에 있는 자전용 태양 기어 (15)와 내치 형식으로 맞물려 있는 자전용 위성 기어 (14)가 시계 방향으로 공전함으로써 반시계 방향으로 자전한다. 이로써 수납 용기 (13)는 공전체 (5)와 함께 시계 방향으로 공전하면서 용기 홀더 (12)와 함께 반시계 방향으로 자전한다. 수납 용기 (13)내의 재료 (M)는 공전에 의한 원심력을 받아서 재료 (M)내에 포함되어 있는 기체 성분이 탈포 되어 자전에 의한 자전력과 공전력과의 상승 효과에 의해서 교반된다. 또한, 본 실시 형태에서는 수납 용기 (13)의 공전 방향과 자전 방향이 반대 방향이므로 높은 교반 효율을 가지고 교반된다.

또한 자전용 태양 기어 (15)의 중심축 (15a)에 전자 클러치를 설치하여, 중심축 (15a) 및 자전용 태양 기어 (15)를 고정 상태와 무부하 회전 자유 상태로 전환하면, 수납 용기 (13)의 회전 상태를 중심축 (15a)이 고정 상태인 경우의 공전자전 동시 회전과 중심축 (15a)이 무부하 회전 자유 상태인 경우의 공전 회전으로 전환하여 운전할 수 있다.

또한 변속 장치에 의해서 중심축 (15a) 및 자전용 태양 기어 (15)의 회전 속도 및 회전 방향을 변경하면, 수납 용기 (13)의 자전 속도를 변경하거나 자전 방향을 변경하는 것을 장치를 정지시키는 일 없이 연속적으로 변경할 수 있다. 이 경우는, 수납 용기 (13)내의 재료 (M)의 교반 탈포의 진행 상태에 대응하여 수납 용기 (13)의 자전·공전 속도, 방향을 변경하면서 적정하게 운전할 수 있다.

이와 같이 하여 본 실시예에서는 재료 (M)가 적정하게 교반 탈포된다.

본 실시 형태의 교반 탈포 장치 (1)에 따르면 공전체 (5)에 대해서 자전축 (10)이 공전축 중심선 (L1)과 교차하도록 자전이 자유롭게 지지되므로, 자전축 (10) 및 그 자전 지지 위치가 되는 자전축 베어링 유닛 (11)의 장착 위치는 공전축 중심선 (L1)의 근방에 배치되어 자전축 (10)의 자전 지지 위치에 작용하는 원심력이 작게 억제되어 장치 전체의 반경 방향의 크기도 작게 억제할 수 있다. 이 원심력이 작음으로써 장치의 구성 각부에 대한 강성 등의 요구되는 운전 조건 및 설계 조건이 크게 완화된다.

또한 공전체 (5)의 공전축 중심선 (L1)과 교차하는 위치에서 자전축 베어링 유닛 (11)을 가지고 자전축 (10)을 지지할 수 있고, 자전축 (10)을 지지하는 해당 자전축 베어링 유닛 (11)에 작용하는 원심력을 최소화 할 수 있고, 상기 조건의 완화를 크게 도모할 수 있다. 또한, 본 실시 형태에서는 자전축 (10)에 대해서 자전축 베어링 유닛 (11)을 끼고 양쪽에 장착되어 있는 수납 용기 (13)를 내장되어있는 용기 홀더 (12)와 자전용 위성 기어 (14)에 의한 2종류의 원심력이 자전축 베어링 유닛 (11)의 내부에 상승 작용하게 되므로 해당 원심력에 견딜 수 있도록 예를 들면, 자전축 베어링 유닛 (11) 자체를 축 방향으로 2개 병렬시키거나 자전축 (10)을 자전용 위성 기어 (14)보다 자전용 태양 기어 (15)쪽으로 돌출시켜서 해당 돌출 부분에서 자전축 (10)을 축지지하는 보조적인 베어링을 부가하면 된다.

또한 자전축 (10)를 공전축 중심선 (L1)에 대해서 경사지게 교차시켜서 수납 용기 (13)를 자전축 (10)의 하향 측에 장착이 자유롭게 형성되어 있으므로, 회전축 중심 선 (L1)에서 반경 방향으로 떨어진 위치에 수납 용기 (13)를 공전이 자유롭게 및 자전이 자유롭게 유지할 수 있으므로, 수납 용기 (13)내의 재료 (M)의 교반 탈포를 확실하게 할 수 있다.

또한 자전력 부여 기구를 자전축 (10)의 위쪽에 고정된 자전용 위성 기어 (14)와 이에 맞물리는 공전축 중심선 (L1)상에 설치된 자전용 태양 기어 (15)에 의해서 형성할 수 있고 간단한 구성으로 따라 수납 용기 (13)를 자전시킬 수 있다.

이와 같이 본 실시 형태의 교반 탈포 장치 (1)는 구성이 간단하고, 콤팩트해져서 운전 조건도 크게 완화되고, 구성 각부의 강도 조건도 완화되어 운전시 소비 전력을 저감할 수 있어서, 비용도 저렴해지고, 재료의 교반 탈포를 확실하게 할 수 있다.

(제 2 실시 형태)

도 4 및 도 5는 본 발명의 원심 처리 장치인 교반 탈포 장치의 제2실시 형태를 나타내고 제1실시 형태와 동일한 부분에는 동일한 부호를 붙였다.

본 실시 형태의 교반 탈포 장치 (41)는 도 4 및 도 5와 같이 장치 전체의 바닥을 형성하는 원형의 기대 (42)에 3개의 지주 (43)를 120도 간격으로 세우고 이들 3개의 지주 (43)의 상단부에 설치한 L자형 판 스프링 (44)에 의해서 지지 상자체 (3)를 위쪽에서 탄력적으로 매어다는 동시에 3개의 지주 (43)의 하부에 고착한 원 모양의 수평 기판 (45)상에 배치한 고무 쿠션 (46)(제1실시 형태의 방진 스프링 (4)에 해당)에 의해서 지지 상자체 (32)를 하부로부터 탄력적으로 지지하고 있다. 각 L자형판 스프링 (44)은 세로 편부 (44a)를 지주 (43)의 내부에 삽입하여 스테이 (47)를 가지고 고착되고 가로 편부 (44b)의 자유 단부를 지지 상자체 (3)의 천정판 (3b)의 윗면에 고착되어, 탄력을 가지고 지지 상자체 (3)을 수평으로 내리고 있다. 지지 상자체 (3)의 중심인 수직 축은 공전축 중심선 (L1)이 되어, 천정판 (3b)에는 자전용 태양 기어 (15)가 중심 축 (15a)을 가지고 고착되고, 바닥판 (3a)의 하면에는 공전 구동 모터 (7)가 고착되어 그 출력축 (7a)을 수직 상향으로 돌출되어 있다. 지지 상자체 (3)의 저판 (3a)과 천정판 (3b)과의 사이에는 직사각형 프레임 형상의 공전체 (5)가 공전축 중심선 (L1)을 수직으로 배치하여 공전이 자유롭게 지지되어 있다. 공전체 (5)의 하부는 공전 구동 모터 (7)의 출력축 (7a)에 직결되어 있다. 공전체 (5)의 상부는 자전용 태양 기어 (15)의 중심축 (15a)에 공전체 (5)의 위 프레임 면 (5b)에 설치한 공전축 베어링 유닛 (8)을 통해서 회전이 자유롭게 지지하고 있다. 공전체 (5)의 좌우 측 프레임 면 (5c, 5c)사이에는 공전축 중심선 (L1)에 대해서 45도 경사진 수납 용기 지지 프레임 (9)이 고정되어 있다. 또한, 공전체 (5)의 좌우 측 프레임 면 (5c, 5c)사이에는 위 프레임 면 (5b)에 연접하는 동시에 수납 용기 지지 프레임 (9)과 평행인 상부 수납 용기 지지 프레임 (9a)이 고정되어 있다. 수납 용기 지지 프레임 (9) 및 상부 수납 용기 지지 프레임 (9a)에는, 자전축 겸 용기 홀더 (49)가 각각 자전축 베어링 유닛 (11, 11a)을 가지고 회전이 자유롭게 지지되어 있다. 이 자전축 겸 용기 홀더 (49)의 중심축으로 이루어진 자전축 중심선 (L2)은 공전축 중심선 (L1)에 대해서 45도의 경사각을 가지고 교차하여 지지된다. 또한, 자전축 겸 용기 홀더 (49)는 도 5와 같이 속이 빈 용기 홀더부 (49a)와 속이 채워진 자전축부 (49b)에 의해서 형성되어 있다. 이 속이 채워진 자전축부 (49b)가 공전축 중심 선 (L1)과 교차하고 있으며, 그 자전축부 (49b)의 공전축 중심선 (L1)과 교차하고 있는 위치보다 바깥쪽 하부 부분에 속이 빈 용기 홀더부 (49a)가 연결되어 있다. 그리고, 자전축 겸 용기 홀더 (49)는 공전축 중심선 (L1)과 교차하는 위치에 있어서의 자전축 베어링 유닛 (11)과 비스듬히 위에 떨어진 위치에서의 자전축 베어링 유닛 (11a)과의 두 곳에서 회전이 자유롭게 혹은 축 방향으로 이동할 수 없도록 해서 지지되어 있음으로 보다 안정적으로 회전이 자유롭게 지지하게 된다. 용기 홀더부 (49a)는 축 방향으로 2분화되어 있으며 공전체 (5)에 자전축 베어링 유닛 (11)을 가지고 지지되어 있는 주머니형 오목부를 가진 본체부 (49aa)와 이 본체부 (49aa)에 착탈되는 바닥이 있는 캡부 (49ab)에 의해서 형성되어 있다. 한편 본체부 (49aa)의 끝부와 다른쪽 캡부 (49ab)의 끝부에는 둘레방향 등분 위치에 서로 꼭 맞는 감합용 요철부(모두 도시하지 않음)가 형성되어 있다. 캡부 (49ab)의 내부 공간은 수납 용기 (13)를 꼭 삽입할 수 있는 크기로 형성되어 있다. 또한, 캡부 (49ab)의 바닥부에는 수납 용기로서 시린지 (50)(도 5 참조)를 사용하는 경우에는 시린지 (50)를 돌출시키는 관통공 (51)을 개설해두면 된다. 또한, 도 5와 같이 용기 홀더부 (49a)의 외주(外周) 에는 본체부 (49aa)와 캡부 (49ab)를 양자의 감합용 요철부를 적정하게 감합시켜서 로크 상태로 한 것을 검출하는 검출부로서의 감합 센서 (52)가 설치되어 있다. 자전축 겸 용기 홀더 (49)의 자전축부 (49b)의 중간에는 자전력 부여 기구를 형성하는 자전용 위성 기어 (14)가 고정되어 있으며, 이 자전용 위성 기어 (14)가 자전용 태양 기어 (15)에 내치 형식으로 맞물려 있다. 이로써 자전용 위성 기어 (14)는 공전체 (5)와 함께 공전하면 고정 상태에 있는 자전용 태양 기어 (15)와 맞물려 있기 때문에 자전하게 된다. 본 실시 형태에서는 두 기어 (14, 15)가 내치 형식으로 맞물려 있으므로, 자전용 위성 기어 (14)는 수직 하향으로 보아(이하 동일)시계 방향으로 공전하면 반시계 방향으로 자전하게 되어 두 개의 기어 (14, 15)의 맞물림이라는 간단한 구성에 의해서 자전용 위성 기어 (14)의 공전 방향과 자전 방향을 반대로 한 구동을 간단하게 실현할 수 있다. 한편 자전용 태양 기어 (15)의 중심축 (15a)에는 고정 상태와 무부하 회전 자유 상태를 전환 가능한 공지의 전자 클러치를 설치하거나 중심축 (15a)의 회전 속도 및 회전 방향을 자유롭게 조정하는 공지의 변속 기구를 설치해도 좋다. 공전체 (5)의 수납 용기 (13)에 대향하는 측에는 카운터 웨이트 (16)가 공지의 기구에 의해서 회전축 중심선 (L1)에 멀어지고 가까워지는 것이 자유롭게 형성되어 있다. 지지 상자체 (3)의 카운터 웨이트 (16)에 대면하는 부분은 웨이트를 조정하기 위해서 개폐가 자유롭게 형성되어 있다. 도 4와 같이 지지 상자체 (3)의 자전축 겸 용기 홀더 (49)에 대면하는 부분은 수납 용기 (13)를 자전축 겸 용기 홀더 (49)에 착탈하기 위해서 개폐도어 (48)를 가지고 개폐가 자유롭게 형성되어 있다.

다음으로, 본 실시 형태의 작용을 설명한다.

<운전 준비 작업>

먼저, 교반 탈포 대상인 재료 (M)의 질량에 따라 카운터 웨이트 (16)의 위치 조정을 한다.

이어서 개폐도어 (48)를 열고 수납 용기 (13)를 자전축 겸 용기 홀더 (49) 및 지지 상자체 (3)에서 꺼내어 재료 (M)를 넣어 밀봉한다. 다음에 밀봉한 수납 용기 (13)를 자전축 겸 용기 홀더 (49)의 캡부 (49ab)내에 장착하고 캡부 (49ab)를 본체부 (49aa)에 대해서 양자의 감합용 요철부의 암수를 맞추어서 삽입한 후에 양자를 둘레방향으로 상대 회전시켜서 적정하게 감합시킴으로써 소정위치에 장착하여 고정하고 지지 상자체 (3)의 개폐도어 (48)를 닫고 준비 작업을 종료한다. 이때, 감합 센서 (52)가 본체부 (49aa)와 캡부 (49ab)를 양자의 감합용 요철부를 적정하게 감합시켜서 로크 상태로 한 것을 검출하는 것을 조건으로 하며 그 후의 교반 탈포 운전을 가능하게 한다. 이로써 용기 홀더부 (49a)의 로크 불량을 확실하게 검출하여 로크 불량 상태에서의 운전을 방지할 수 있어서 교반 탈포 운전시에 원심력이 작용해도 용기 홀더부 (49a)가 잘못 개방되는 것을 확실하게 방지할 수 있다. 감합 센서 (52)로서는 기계적, 전기적 또는 쌍방의 구성을 갖춘 공지의 어느 구성이라도 좋고 검출 목적에 따라 선택하면 되고, 센서에 의한 검출 신호를 전기적으로 제어해서 전기가 통하도록 적정하게 하도록 하면된다.

<교반 탈포 운전>

공전력 부여 기구의 공전 구동 모터 (7)를 회전시켜서 공전체 (5)를 회전축 중심 선 (L1)을 중심으로 시계 방향으로 공전시키면 자전력 부여 기구의 고정 상태에 있는 자전용 태양 기어 (15)와 내치 형식으로 맞물려 있는 자전용 위성 기어 (14)가 시계 방향으로 공전함으로써 반시계 방향으로 자전한다. 이로써 수납 용기 (13)는 공전체 (5)와 함께 시계 방향으로 공전하면서 자전축 겸 용기 홀더 (49)와 함께 반시계 방향으로 자전한다. 수납 용기 (13)내의 재료 (M)는 공전에 의한 원심력을 받아서 재료 (M)내에 포함된 기체 성분이 탈포 되어 자전에 의한 자전력과 공전력과의 상승 효과에 의해서 교반된다. 또한, 본 실시 형태에서는 수납 용기 (13)의 공전 방향과 자전 방향이 반대 방향이므로 높은 교반 효율을 가지고 교반되다.

본 실시 형태에서는 제1실시 형태와 같은 작용을 하는 동시에 지지 상자체 (3)를 L자형판 스프링 (44)과 고무 쿠션 (46)에 의해서 균형 있게 수평으로 지지되어 있으므로 지지 상자체 (3)내의 공전체 (5)의 공전과 수납 용기 (13)의 자전이 안정적으로 원활히 이루어지게 되어 매우 효율적인 교반 탈포 작업을 하게 된다.

또한 지지 상자체 (3)의 탄력적인 매어다는 방식으로서는, L자형판 스프링 (44)를 대신 다른 구성을 사용해도 된다. 예를 들면 도 5에 쇄선으로 표시한 바와 같이 3개의 지주 (43)의 정상부에 천정판을 건너지르고, 해당 천정판에서 코일 스프링 및 다이어프램 등의 탄성 부재에 의해서 달아 내려도 된다.

또한, 구성 각부에 수지재를 사용하고 있는 경우에는 지지 상자체 (3)내의 온도를 수지가 변형하지 않는 온도로 유지하도록 온도 센서 및 공기 조절 수단을 설치하면 된다.

또한, 수납 용기 (13)내를 진공으로 하며 교반 탈포하는 경우에는 진공로 용 튜브를 자전용 태양 기어 (15)의 중심축 (15a)의 지지 상자체 (3)의 외부에서 중심을 통해서 내부에 도입하고, 이어서 상부 수납 용기 지지 프레임 (9a)을 안쪽에서 바깥쪽으로 관통시키고 이어서 자전축 겸 용기 홀더 (49)의 자전축부 (49b)를 외부에서 내부로 관통시켜서 마지막으로 수납 용기 (13)내에 도입함으로써 수납 용기 (13)를 진공원에 연통(連通)시키면 된다.

또한 본 발명은 상기 실시 형태에 한정되는 것이 아니고 필요에 따라 변경할 수 있는 것이다.

예를 들면, 교반 탈포 운전시의 재료 (M)의 공전축 중심선 (L1)에서 반경 위치를 기존의 교반 탈포 조치에서의 반경 위치와 동일하게 하기 위해서 자전축 베어링 유닛 (11)으로부터의 자전축 (10)의 돌출 길이나 용기 홀더 (12)에 의한 수납 용기 (13)의 유지 위치를 조정하면 된다. 이에 의한 재료 (M)에 대한 기존의 교반 탈포 조건을 이용해서 효율적인 교반 탈포를 실행할 수 있다.

또한 자전력 부여 기구로서는 상기 각 실시 형태와 같이 기어로 형성하는 외에 공지의 마찰 구동 풀리 등의 원동력 전달 기구를 이용해서 자전력을 부여하도록 형성해도 된다. 또한 지주 (43)과 L자형판스프링 (44)의 설치 수는 상기 실시 형태의 3조에 한정되지 않고 적어도 1조에 의해서 지지 상자체 (3)를 달아 내려 지지하게 해도 된다. 또한 용기 홀더부 (49a)의 로크 상태를 검출하는 감합 센서 (52)대신 검출부로서 로크가 불완전한 상태에서 공전 또는 자전이 시작된 경우에는 적정 위치에 장착되지 않은 캡부 (49ab)와 접촉해서 회전을 저지하는 회전 저지체를 지지 상자체 (3)에 고착시켜 두어도 된다.

1, 41 원심 처리 장치(교반 탈포 장치)
5 공전체
6 공전축
10 자전축
11 자전축 베어링 유닛
12 용기 홀더
13 수납 용기
14 자전용 위성 기어
15 자전용 태양 기어
44 L자형 판스프링
49 자전축 겸 용기 홀더
50 시린지
52 감합 센서

Claims

재료가 수납된 수납 용기가 자전축을 통해서 공전체에 자전이 자유롭게 지지되어 있어서, 상기한 수납 용기를 공전시키면서 자전시킴으로써 상기 재료에 상기 수납 용기의 공전력과 자전력을 부여하는 원심 처리 장치이며,
상기 자전축이 상기 공전체의 공전축 중심선과 교차하도록 하여 상기 공전체에 지지되어 있는 것을 특징으로 하는 원심 처리 장치.
제 1항에 있어서, 상기 자전축이 자전축 베어링 유닛에 의해서 지지되어 있는 것을 특징으로 하는 원심 처리 장치.
제 2항에 있어서, 상기 자전축 베어링 유닛은 상기 공전체의 상기 공전축 중심선과 교차하는 위치에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 원심 처리 장치.
제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 자전축은 상기 공전축 중심선에 대해서 기울어져서 교차되어 있으며,
상기 수납 용기는 상기 자전축의 상기 공전축 중심선과 교차하고 있는 위치보다 바깥쪽으로 장착이 자유롭게 형성되어 있으며,
상기 공전체에 공전을 부여하는 공전력 부여 기구 및 상기 자전축에 자전을 부여하는 자전력 부여 기구를 갖추고 있는 것을 특징으로 하는 원심 처리 장치.
제 4항에 있어서, 상기 자전력 부여 기구는, 상기 자전축에 고정된 자전용 위성 기어와, 이 자전용 위성 기어에 맞물리는 상기 공전축 중심선상에 설치된 자전용 태양 기어를 가지는 것을 특징으로 하는 원심 처리 장치.
제 4항 또는 제 5항에 있어서, 상기 공전축 중심선은 수직 방향으로 설정되어 있으며,
상기 수납 용기는 상기 자전축의 하방 측에 설치된 개폐가 자유로운 용기 홀더 내에 장착이 자유롭게 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 원심 처리 장치.
제 6항에 있어서, 상기 공전체는 지지 상자체내에 공전이 자유롭게 지지되어 있으며,
상기 지지 상자체는 위에서 탄력적으로 매달려 지지되어 있는 것을 특징으로 하는 원심 처리 장치.
제 6항 또는 제 7항에 있어서, 상기 용기 홀더를 완전히 폐색한 것을 검출하는 검출부를 가지고 있는 것을 특징으로 하는 원심 처리 장치.