JP2001293346A - 撹拌装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 攪拌処理槽内の材料を前から後に向かって進
めると同時に、後から前に向かっても進める相反する方
向への強制攪拌対流を生じさせる撹拌装置の提供。 【解決手段】 後端底部に排出口３を有し、攪拌すべき
材料が投入される攪拌処理槽１と、該攪拌処理槽に前後
方向に架設された回転駆動軸５と、上記回転駆動軸に軸
方向に間隔を保って放射状に取付けられ、回転駆動軸の
回転により攪拌処理槽内の材料を攪拌しながら前から
後、或いは後から前のどちらか一方向に向かって進める
複数の板羽根１１…１８と、上記板羽根の軸方向に隣接
した一部、又は全部の先端間に設けられ、回転駆動軸の
回転により前記板羽根とは反対の方向に攪拌処理槽内の
材料を進めるリボンスクリュー羽根２１…２４とで撹拌
装置を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、濃厚なエマルジ
ョンや懸濁液、特に流動させると軟化して粘度を低下す
るが、流動を止めると一部又は全部が固化するシキソト
ロピーの性質を有する材料を攪拌するのに適した撹拌装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】攪拌処理槽内の前後方向に架設された回
転駆動軸に、該軸の回転で槽内の材料を攪拌しながら前
から後に向かって進める攪拌羽根を取付けた種々な構造
の撹拌装置は従来から公知である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし従来の撹拌装置
は、攪拌処理槽内の材料を前から後に向かって進めると
同時に、後から前に向かっても進める相反する方向への
強制攪拌対流を生じさせることができない。又、比重や
粘度の大きい材料が攪拌槽に投入された場合、回転駆動
軸を駆動する例えばモータに負荷がかゝり易いといった
問題がある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は上述した問題点
を解消するために開発されたもので、請求項１の撹拌装
置は、後端底部に排出口を有し、攪拌すべき材料が投入
される攪拌処理槽と、該攪拌処理槽に前後方向に架設さ
れた回転駆動軸と、上記回転駆動軸に軸方向に間隔を保
って放射状に取付けられ、回転駆動軸の回転により攪拌
処理槽内の材料を攪拌しながら前から後、或いは後から
前のどちらか一方向に向かって進める複数の板羽根と、
上記板羽根の軸方向に隣接した一部、又は全部の先端間
に設けられ、回転駆動軸の回転により前記板羽根とは反
対の方向に攪拌処理槽内の材料を進めるリボンスクリュ
ー羽根とを備えていることを特徴とする。この場合、上
記リボンスクリュー羽根を回転駆動軸の回りに９０゜の
範囲で、且つ１８０゜の位相を保って対角に配置するこ
とが好ましい。

【０００５】

【発明の実施の形態】図示の実施形態において、１はＵ
形断面で、半円形の底を有する攪拌処理槽を示し、その
上面を塞ぐ上壁の前端部には蓋によって開閉できる材料
の供給口２、後端壁の底の直上には排出口３が設けられ
ている。５は上記攪拌処理槽の前後の端壁にベアリング
で貫通支持されて攪拌処理槽の内部に水平に架設された
回転駆動軸で、上記軸５は槽外の一端にモータ、減速機
からの動力を受けて回転駆動される。

【０００６】回転駆動軸５には、前から後に向かって一
定の軸方向の間隔を保って、回転駆動軸の回転により攪
拌処理槽内の材料を攪拌しながら前から後、或いは後か
ら前のどちらか一方向、例えば前から後に向かって進め
るように傾いた複数の板羽根が放射状に取付けてある。

【０００７】具体的には前端の第１板羽根１１の取付け
位置よりも後に該第１板羽根に対して時計回りに９０゜
の位相の第２板羽根１２、及び１８０゜の位相の第３板
羽根１３を同じ位置に取付け、上記第２、第３板羽根の
取付け位置よりも後に上記第３板羽根に対して時計回り
に９０゜の位相の第４板羽根１４、及び１８０゜の位相
の第５板羽根１５を同じ位置に取付け、同様に上記第
４、第５板羽根の取付け位置よりも後に上記第５板羽根
に対して時計回りに９０゜の位相の第６板羽根１６、及
び１８０゜の位相の第７板羽根１７を同じ位置に取付
け、更に第６、第７板取付け位置よりも後に上記第７板
羽根に対して時計回りに９０゜の位相の後尾の第８板羽
根１８が、夫々回転駆動軸の回りに放射状に取付けてあ
る。

【０００８】従って、回転駆動軸を前、或いは後から軸
方向に見ると、第１板羽根と第５板羽根とが重なり、第
２板羽根と第６板羽根とが重なり、第３板羽根と第７板
羽根とが重なり、第４板羽根と第８板羽根とが重なる
（図１Ｄ参照）。

【０００９】尚、第１板羽根に対する第２板羽根の位相
の９０゜、第３板羽根の位相の１８０゜などの位相を全
部、時計回りと述べたが、９０゜、１８０゜の位相の全
部は反時計回りであってもよい。

【００１０】第１板羽根１１と、９０゜位相が異なる第
２板羽根１２との先端間には第１リボンスクリュー羽根
２１、第３板羽根１３と、９０゜位相が異なる第４板羽
根１４との先端間には第２リボンスクリュー羽根２２、
第５板羽根１５と、９０゜位相が異なる第６板羽根１６
との先端間には第３リボンスクリュー羽根２３、第７板
羽根１７と、９０゜位相が異なる第８板羽根１８との先
端間には第４リボンスクリュー羽根２４が回転駆動軸の
回りに夫々９０゜の範囲で、且つ１８０゜の位相を保っ
て取付けてある。上記第１、第２、第３、第４の各リボ
ンスクリュー羽根は螺旋状で、回転駆動軸の回転により
攪拌処理槽内の材料を、第１〜第８板羽根とは反対の方
向、（第１〜第８板羽根は前述したように前から後に向
かって進めるため）後から前に向かって進める。

【００１１】従って、回転駆動軸を前、或いは後から軸
方向に見ると、リボンスクリュー羽根２１と２３とは重
なって、例えば第１象限に位置し、リボンスクリュー羽
根２２と２４とは重なって第３象限に位置し、リボンス
クリュー羽根２１，２３と２２，２４は対角状に配置さ
れる。このため、対角状の第２象限と第４象限にはリボ
ンスクリュー翼がない空間２５が生じる（図１Ｄ参
照）。

【００１２】こうして、図１には攪拌処理槽内の材料を
攪拌しながら前から後に向かって進める複数の板羽根の
軸方向に隣接した全部の先端間に、上記板羽根とは反対
の方向に材料を進めるリボンスクリュー羽根を設けた実
施形態が示されている。尚、攪拌処理槽１の底は、図示
のように後に向かって下り傾斜であってもよい。

【００１３】この撹拌装置は液体、例えば水と、水と混
合してスラリーになる材料を攪拌し、例えばシキソトロ
ピーの性質を有するスラリーを製造するのに適し、その
ためには排出口３に接続した排出管４の弁Ｖを閉じ、供
給口２から槽内に所定量の水と、上記材料を入れ、回転
駆動軸５を回転させる。

【００１４】回転駆動軸の回転により全部の板羽根１１
…１８は水と材料とを攪拌しながら後に向かって進め
る。これに対してリボンスクリュー羽根２１…２４は水
と材料とを攪拌しながら前に向かって進める。リボンス
クリュー羽根は軸方向に隣接した９０゜の位相の板羽根
の先端間に設けられているので、リボンスクリュー羽根
による前向きの流れは攪拌処理槽の両側壁の内側及び底
の上側に生じ、これらで囲まれた内側に板羽根による後
向きの流れが生じ、攪拌処理槽内には図１（Ｂ）に示す
ように前向きの流れＡと、後向きの流れＢとの対向した
循環強制対流が槽内の水位の高低に関係なく形成され、
攪拌効率が極めて高い。更に、この対向した循環強制対
流によって液面の波立ちは少ないと共に、攪拌による飛
散量も少ないので攪拌処理槽内部の上壁、側壁へのスラ
リーの付着量は少ない。その上、回転駆動軸の推力が前
向き、後向きの一方向に偏らないので攪拌処理槽の前後
の端壁の回転駆動軸を支持する軸受の負荷は軽減する。

【００１５】又、リボンスクリュー羽根２１と２３、２
２と２４は夫々回転駆動軸の回りに９０゜の範囲で、且
つ１８０゜の位相を保って対角に配置され、リボンスク
リュー羽根２１と２２、２３と２４との間の回転駆動軸
の回りの９０゜の領域（第２象限と第４象限）は空間２
５になっているため、攪拌処理槽内に供給された攪拌し
にくい比重や粘性の大きなものが逃げやすくなり、回転
駆動軸を駆動するモータの負荷を低減できる。又、比重
が軽い材料が供給された場合、リボンスクリュー羽根２
１，２２，２３，２４で槽内の液面下に巻き込んで高能
率に攪拌することができる。

【００１６】こうして攪拌処理槽内で発生する強制対流
によって水と材料とが効率よく攪拌され、均一に混合し
たスラリーになったら、排出管４の、弁Ｖの上流に連結
した取出管６に設けられているポンプＰを運転し、出来
上がったスラリーを取出管６、ポンプＰで取出して必要
箇所に供給する。攪拌処理槽内からのスラリーの取出し
中も回転駆動軸の回転は続けておいてもよい。又、水と
材料が供給された以降にあっては、回転駆動軸及びポン
プを継続して運転することでスラリー固化を予防しても
良い。その場合はポンプ吐出を分岐し、攪拌処理槽へ循
環させる。

【００１７】攪拌処理槽の底が図示のように後に向かっ
て下り傾斜になっていると、スラリーは排出口３に向か
って自然に進むのでスムースに取出せる。又、攪拌処理
槽内を洗浄した際も、排出管４の弁を開き、洗浄排水を
排出管から外にスムースに排出できる。

【００１８】図２の実施形態は、回転駆動軸５の第１板
羽根１１の前と、第８板羽根１８の後に、第１板羽根と
第２、第３板羽根、第２、第３板羽根と第４、第５板羽
根などと同じ軸方向の間隔を保って２枚宛の板羽根１
０，１０′及び１９，１９′が第１…第８板羽根と同方
向に攪拌処理槽内の材料を進めるように傾けて放射状に
取付けてある。そして、この板羽根の先端間にはリボン
スクリュー羽根を設けていない。

【００１９】最前端の板羽根１０に対してその後の板羽
根１０′は時計回りに９０゜の位相を保ち、前述の第１
板羽根１１は上記板羽根１０′に対して時計回りに９０
゜の位相を保っている。同様に第８板羽根の後の板羽根
１９′は第８板羽根に対して時計回りに９０゜の位相を
保ち、最後尾の板羽根１９は上記板羽根１９′に対して
時計回りに９０゜の位相を保っている。勿論、第１〜第
８板羽根の位相が反時計回りであればこれらの板羽根１
０，１０′、１９，１９′の位相も反時計回りにする。

【００２０】この実施形態の攪拌処理槽１の半円形の底
は水平になっている。従って、各板羽根１０，１０′、
１１…１８，１９，１９′の長さを一定にし、その各先
端と処理槽の底の内面との間に３〜５ｍｍ程度の隙間を
保つようにすることができる。

【００２１】そして、このように第１板羽根１１の前
と、第８板羽根８の後に板羽根１０，１０′、１９，１
９′を設けると、回転駆動軸の回転でリボンスクリュー
羽根２１、２２、２３、２４により発生した流れＢの循
環強制対流が攪拌処理槽の前後の端壁に当たるのを回転
する板羽根１０，１０′、１９，１９′が流体緩衝の役
割（流体の衝突を和らげる作用）をすると同時に、流れ
方向転換をスムーズにさせている。

【００２２】この実施形態によるスラリーの製造、出来
上がったスラリーの取出しは第１実施形態で述べたのと
同様に行う。

【００２３】又、最前端の板羽根１０の上端部に攪拌処
理槽の前端壁の内面に接触するスクレーパ１０ａを折曲
して設け、同様に最後尾の板羽根１９の上端部にも攪拌
処理槽の後端壁の内面に接触するスクレーパ１９ａを折
曲して設けておくと、これらのスクレーパが板羽根の回
転の際に前端壁や後端壁に摺接して回転し、スラリーが
壁面に付着するのを防止すると共に、前後の各端壁と底
のコーナに残溜するスラリーを除去するので好ましい。

【００２４】第２実施形態で使用するスクレーパ付きの
板羽根１０，２０を図３（Ａ）に、その他の板羽根１
０′，１１…１８，１９′を図３（Ｂ）に示したが、い
ずれも上端壁の下にくびれ部２０を形成しておくことが
流体衝突防止及び軸馬力の低下が図られるため好まし
い。

【００２５】図示の各実施形態では第１〜第８の放射状
の８つの板羽根の、軸方向に隣接した２つ宛の先端間に
４つのリボンスクリュー羽根を回転駆動軸の回りに９０
゜の範囲で、且つ１８０゜の位相を保って配置したが、
先端間にリボンスクリュー羽根を取付ける板羽根の数を
もっと多くし、それに伴ってリボンスクリュー羽根の数
を増やしてもよい。

【００２６】

【発明の効果】以上で明らかなように、本発明によれば
回転駆動軸の回りに軸方向に離して放射状に取付けた複
数枚の板羽根の送り方向と上記板羽根の軸方向に隣接し
た２枚の先端間に設けたリボンスクリュー羽根の送り方
向とを反対に異ならせ、これにより回転駆動軸の回転で
攪拌処理槽内の複数の材料に相反する対向した循環強制
対流を生じさせて高能率に攪拌し、混合することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）は本発明による撹拌装置の第１実施形態
の縦断側面図、（Ｂ）は同上の横断平面図、（Ｃ）は同
上の板羽根とリボンスクリュー羽根の配置を示す斜視
図、（Ｄ）は（Ａ）のＤ−Ｄ線方向から見た正面図。

【図２】本発明による撹拌装置の第２実施形態の縦断側
面図。

【図３】（Ａ）は図２の最前端と最後尾の板羽根の斜視
図、（Ｂ）は（Ａ）に示した以外の板羽根の斜視図。

【符号の説明】

１ 攪拌処理槽 ２ 攪拌処理槽の供給口 ３ 攪拌処理槽の排出口 ４ 排出管 ５ 回転駆動軸 ６ 取出管 １０…１９ 放射状の板羽根 ２１…２４ リボンスクリュー羽根

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐橋 幸雄 東京都新宿区西新宿三丁目４番７号 栗田 工業株式会社内 (72)発明者 菅野 徹 栃木県宇都宮市上横田町885 栃木重建株 式会社内 Ｆターム(参考） 4G078 AA01 AA21 AB20 BA01 BA09 CA01 CA05 DA01 DA14 DA28 DB10 EA10

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 後端底部に排出口を有し、攪拌すべき材
   料が投入される攪拌処理槽と、該攪拌処理槽に前後方向
   に架設された回転駆動軸と、上記回転駆動軸に軸方向に
   間隔を保って放射状に取付けられ、回転駆動軸の回転に
   より攪拌処理槽内の材料を攪拌しながら前から後、或い
   は後から前のどちらか一方向に向かって進める複数の板
   羽根と、上記板羽根の軸方向に隣接した一部、又は全部
   の先端間に設けられ、回転駆動軸の回転により前記板羽
   根とは反対の方向に攪拌処理槽内の材料を進めるリボン
   スクリュー羽根とを備えていることを特徴とする撹拌装
   置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の撹拌装置において、リ
   ボンスクリュー羽根を回転駆動軸の回りに９０゜の範囲
   で、且つ１８０゜の位相を保って対角に配置したことを
   特徴とする撹拌装置。