JP2002316033A

JP2002316033A - 撹拌機

Info

Publication number: JP2002316033A
Application number: JP2001120248A
Authority: JP
Inventors: Tsutomu Nomura; 勉野村; Kiyoshi Hasegawa; 喜芳長谷川; Shusaku Matsumoto; 修策松本; Kiyoshi Sakai; 清坂井
Original assignee: As One Corp
Current assignee: As One Corp
Priority date: 2001-04-18
Filing date: 2001-04-18
Publication date: 2002-10-29

Abstract

(57)【要約】【課題】撹拌液の加熱ヒータ周りに撹拌され難い部分が
形成される現象を起こり難くして、撹拌液の色相劣化を
防止することができる、加熱が可能な実験用の撹拌機を
提供する。【解決手段】撹拌翼１０が取付けられる回転軸１に、撹
拌液１２を加熱するための加熱ヒータ２が内蔵されてい
る構成、または、撹拌翼１０が取付けられる回転軸１
に、撹拌液１２を加熱するための加熱ヒータ２と、撹拌
液１２の温度を検出するための温度センサ３とが内蔵さ
れている構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば研究室等に
おいて用いられる、撹拌液の温度を調節することが可能
な実験用の撹拌機に関する。

【０００２】

【従来の技術】実験用の撹拌機においては、撹拌すべき
撹拌液を所望の温度に保持して撹拌する目的に使用され
ることがある。そのような使用条件を確保すべく、撹拌
機に市販の加熱ヒータを付設することが行われている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した市
販の加熱ヒータは、一般的に、抵抗加熱用の金属線を酸
化マグネシウム等の無機質の断熱材で被覆し、更にその
断熱材の外側をステンレス鋼などの金属で覆った構造に
形成されている。

【０００４】かかる構造の加熱ヒータを撹拌容器内に単
に入れると、撹拌液の加熱ヒータ周りに撹拌され難い部
分が形成される現象が起こることがある。特に撹拌液を
静かに撹拌する場合に、前記現象が起こり易い。そし
て、この現象により加熱ヒータの周りの撹拌液が熱分解
により着色する、いわゆる「焼け」が起こり、これに伴
って加熱ヒータの表面に異物の付着や沈着等が発生す
る。更に、この異物により前記焼けが促進され、撹拌液
の色相が劣化するという問題が発生する虞れがある。

【０００５】本発明は、このような従来技術の課題を解
決すべくなされたものであり、撹拌液の加熱ヒータ周り
に撹拌され難い部分が形成される現象を起こり難くし
て、撹拌液の色相劣化を防止することができる、加熱が
可能な実験用の撹拌機を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１の実験用の撹拌
機は、撹拌翼が取付けられる回転軸に、撹拌液を加熱す
るための加熱ヒータが内蔵されていることを特徴とす
る。

【０００７】この実験用の撹拌機にあっては、回転軸に
内蔵された加熱ヒータにより、撹拌液を加熱することが
可能になる。このとき、撹拌液の温度は一般の温度計に
より計測することにより撹拌液を所望の温度に昇温する
ことができる。また、回転軸に加熱ヒータが内蔵されて
いるので、加熱ヒータによる回転軸の被加熱面に撹拌液
が接触しても、その接触した撹拌液は回転軸から受ける
遠心力により被加熱面から離れていき、新たな撹拌液が
被加熱面に接触する。つまり、被加熱面に接触する撹拌
液は更新されていく。このため、従来技術における焼け
が起こり難くなり、これにより撹拌液の色相の劣化を防
止することが可能になる。

【０００８】請求項２の実験用の撹拌機は、撹拌翼が取
付けられる回転軸に、撹拌液を加熱するための加熱ヒー
タと、撹拌液の温度を検出するための温度センサとが内
蔵されていることを特徴とする。

【０００９】この実験用の撹拌機にあっては、回転軸に
内蔵された温度センサにより撹拌液の温度を計測できる
ので、回転軸に内蔵された加熱ヒータにより加熱される
撹拌液の温度を所望温度に昇温することができる。ま
た、回転軸に加熱ヒータが内蔵されているので、加熱ヒ
ータによる回転軸の被加熱面に撹拌液が接触しても、そ
の接触した撹拌液は回転軸から受ける遠心力により被加
熱面から離れていき、新たな撹拌液が被加熱面に接触す
る。つまり、被加熱面に接触する撹拌液は更新されてい
く。このため、従来技術における焼けが起こり難くな
り、これにより撹拌液の色相の劣化を防止することが可
能になる。

【００１０】請求項３の実験用の撹拌機は、請求項２に
記載の実験用の撹拌機において、前記加熱ヒータに配線
が接続されているとともに、前記温度センサに配線が接
続されており、両配線が、回転軸に対して相対的に回転
可能に設けられた回転コネクタを介して外部に導出され
ていることを特徴とする。

【００１１】この実験用の撹拌機にあっては、加熱ヒー
タと温度センサにそれぞれ接続された両配線が、回転コ
ネクタを介して外部に導出されているため、両配線のそ
れぞれは絡まることがない。

【００１２】請求項４の実験用の撹拌機は、請求項２ま
たは３に記載の実験用の撹拌機において、前記回転軸の
内部に、少なくとも前記加熱ヒータ及び前記温度センサ
を覆って断熱材が充填されており、該温度センサは該加
熱ヒータの下側であって該加熱ヒータに対して２０ｍｍ
以上離して設けられていることを特徴とする。

【００１３】この実験用の撹拌機にあっては、温度セン
サを加熱ヒータの下側であってそれから２０ｍｍ以上離
すようにしているので、撹拌液の温度を正確に検出する
ことが可能になる。

【００１４】すなわち、温度センサを加熱ヒータから離
す距離が２０ｍｍより短ければ、温度センサが加熱ヒー
タからの熱を直接受け易くなり、撹拌液の温度ではなく
加熱ヒータの温度の影響を受けて撹拌液の温度よりも高
い温度を検出してしまうために、誤検出の虞れがあるか
らである。

【００１５】請求項５の実験用の撹拌機は、請求項４に
記載の実験用の撹拌機において、前記温度センサと前記
加熱ヒータとの離隔距離が３０ｍｍ以下に設定されてい
ることを特徴とする。

【００１６】この実験用の撹拌機にあっては、温度セン
サと加熱ヒータとの離隔距離が３０ｍｍ以下としている
ため、その離隔距離を３０ｍｍよりも長くした場合に回
転軸が長くなり過ぎて取り扱い性に悪影響が出るように
なるのを防止することが可能になる。

【００１７】請求項６の実験用の撹拌機は、請求項２ま
たは３に記載の実験用の撹拌機において、前記回転軸の
内部に、少なくとも前記加熱ヒータ及び前記温度センサ
を覆って断熱材が充填されており、該温度センサは該加
熱ヒータの上側であって該加熱ヒータに対して３ｍｍ〜
５ｍｍ離して設けられていることを特徴とする。

【００１８】この実験用の撹拌機にあっては、温度セン
サを加熱ヒータの上側であってそれから３ｍｍ〜５ｍｍ
離すようにしているので、撹拌液の温度を正確に検出す
ることが可能になる。

【００１９】すなわち、温度センサを加熱ヒータから離
す距離が３ｍｍより短い場合には、温度センサが撹拌液
の温度ではなく加熱ヒータの温度の影響を受けて撹拌液
の温度よりも高い温度を検出してしまう。一方、前記距
離が５ｍｍより長い場合には、撹拌液が撹拌翼により撹
拌されることにより渦巻き状となって、渦中心部の液面
が他の液面よりも窪んだ状態になるために、温度センサ
が液面の上方を検出するようになり易く、その結果、撹
拌液の温度の正確な検出が困難となるからである。

【００２０】請求項７の実験用の撹拌機は、請求項１乃
至６のいずれかに記載の実験用の撹拌機において、少な
くとも前記回転軸及び前記撹拌翼が、ステンレス鋼また
はチタニウムからなることを特徴とする。

【００２１】この実験用の撹拌機にあっては、回転軸及
び撹拌翼の材料として、耐食性に優れ、また熱伝導性に
優れた金属を使用するため、実用的な撹拌機にすること
ができる。なお、ステンレス鋼またはチタニウムで作製
する箇所としては、回転軸及び撹拌翼に限らず、撹拌液
に浸漬される部材や、耐腐食性を向上させたい部分も同
様に、ステンレス鋼またはチタニウムで作製するように
してもよい。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施形態を具体
的に説明する。

【００２３】図１は、本発明の一実施形態に係る実験用
の撹拌機を模式的に示す正面図である。

【００２４】この撹拌機は、撹拌液が入れられる撹拌容
器１４と、その撹拌容器１４を載せる載置台１６と、載
置台１６の端に立設された鉛直棒１６ａと、鉛直棒１６
ａに高さ調整可能に取付けられた水平棒１３と、水平棒
１３の先端に取付けられた回転支持部材９とを有する。

【００２５】回転支持部材９は、外筒９ａと、外筒９ａ
の内側に同心状に設けられ、外筒９ａに対して相対的に
回転可能な内筒９ｂとを有し、内筒９ｂが外筒９ａに対
して軸心方向に移動しない構成となっている。その外筒
９ａには、前記水平棒１３の先端に取付けられ、一方、
内筒９ｂの内部には回転軸１が取付けられている。

【００２６】また、内筒９ｂは外筒９ａよりも長く形成
され、外筒９ａの下側に突出している。その突出部と、
図示しない駆動モータの回転軸に取り付けたプーリーと
の間にはベルトが掛け渡されていて、駆動モータの回転
により内筒９ｂが所定方向に回転し、その回転に伴って
回転軸１が回転する。

【００２７】回転軸１は、上端が開口し、底部が閉じた
筒状の金属、例えばステンレス鋼またはチタニウムから
なるもので、内部には抵抗材料からなる加熱ヒータ２
と、例えば熱電対からなる温度センサ３が内蔵されてお
り、加熱ヒータ２と温度センサ３の周りには、例えば酸
化マグネシウム等の断熱材７が充填されている。上記温
度センサ３は、熱電対を用いているので、下端部３ｃが
実質的に温度検出部として機能する。

【００２８】また、回転軸１の上端部には、回転コネク
タ４が取付けられている。この回転コネクタ４は、外筒
４ａと、外筒４ａの内側に同心状に設けられ、外筒４ａ
に対して相対的に回転可能な内筒４ｂとを有し、外筒４
ａには複数、この実施例では４つの固定端子５ａ、５
ｂ、５ｃ、５ｄが設けられ、一方の内筒４ｂには複数、
この実施例では４つの回転端子６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ
が設けられている。

【００２９】上記固定端子５ａと回転端子６ａ、固定端
子５ｂと回転端子６ｂ、固定端子５ｃと回転端子６ｃ、
固定端子５ｄと回転端子６ｄのそれぞれは、内筒４ｂが
外筒４ａに対して相対的に回転しても電気的に接続され
る構成となっている。具体的には、固定端子５ａ〜５ｄ
は、その一部が外筒４ａの内周面に露出するように形成
されており、一方の回転端子６ａ〜６ｄは内筒４ｂの外
周面に沿った円環状に形成され、内筒４ｂの外周面に露
出するように配されている。なお、固定端子５ａ〜５ｄ
は高さ位置をそれぞれ異ならせてあり、一方の回転端子
６ａ〜６ｄも該当する固定端子５ａ等に対して同じ高さ
に揃えると共に、異なる回転端子６ａ〜６ｄの間で高さ
位置を異ならせている。

【００３０】上記４つの回転端子６ａ〜６ｄの一つ６ａ
には、加熱ヒータ２の入力用配線２ａが接続され、他の
一つ６ｂには加熱ヒータ２の出力用配線２ｂが、更に他
の一つ６ｃには、温度センサ３の入力用配線３ａが、残
りの一つ６ｄには温度センサ３の出力用配線３ｂがそれ
ぞれ接続されている。

【００３１】また、固定端子５ａ〜５ｄには、それぞれ
配線８ａ〜８ｄの一端側が接続されていると共に、それ
ぞれ配線８ａ〜８ｄの他端側は温度調節器１５に接続さ
れている。温度調節器１５は、温度センサ３が検出した
温度と予め設定した温度との差を求め、その差がゼロに
近付くように加熱ヒータ２へ出力する電流値を制御す
る。なお、回転コネクタ４としては、回転している電流
や電気信号などの電気量を、固定端子を介して外部に取
り出す機能を持つものであれば十分であり、市販されて
いるものを使用することができる。

【００３２】また、回転軸１の下端部には、撹拌翼１０
が取り付けられる。撹拌翼１０は、円環状をした円筒部
材１０ａの外周面の複数位置、例えば４等分位置に撹拌
翼本体１０ｂが設けられたものであり、円筒部材１０ａ
の内部に回転軸１を挿通させ、円筒部材１０ａの外側か
ら固定ビス１１をねじ込むことで回転軸１に固定されて
いる。この撹拌翼１０の回転軸１に対する高さ位置は、
加熱ヒータ２の下端部とほぼ同一高さとなるように設定
されている。

【００３３】次に、このように構成された本実施形態に
係る実験用の撹拌機の動作内容につき説明する。

【００３４】撹拌容器１４に所望の撹拌液１２を入れる
（図１参照）。これに前後して、水平棒１３の高さを調
整することにより、加熱ヒータ２、温度センサ３及び撹
拌翼１０が撹拌液１２の液面よりも下側に位置するよう
にする。

【００３５】その後、駆動モータを回転させて回転軸１
を回転させる。また、温度調節器１５を作動させ、加熱
ヒータ２及び温度センサ３により撹拌液１２の温度を所
望の温度になるように加熱制御する。このとき、加熱ヒ
ータ２の熱は回転軸１を介して撹拌翼１０にも伝達さ
れ、このような回転軸１と撹拌翼１０により撹拌液１２
は加熱されるとともに撹拌翼１０により回転される。

【００３６】したがって、本実施形態による場合には、
回転軸１に内蔵された温度センサ３により撹拌液１２の
温度を計測し、温度調節器１５がその温度信号を受けて
加熱ヒータ２の温度を制御することができるので、回転
軸１に内蔵された加熱ヒータ２により加熱される撹拌液
１２の温度を所望温度に昇温することができる。また、
回転する回転軸１に加熱ヒータ２を内蔵しているので、
加熱ヒータ２の近傍であって加熱ヒータ２による回転軸
１の被加熱面Ａに撹拌液１２が接触しても、その接触し
た撹拌液１２は回転軸１から受ける遠心力により被加熱
面Ａから離れていき、新たな撹拌液１２が被加熱面Ａに
接触する。つまり、被加熱面Ａに接触する撹拌液１２は
更新されていく。このため、従来技術における焼けが起
こり難くなり、これにより撹拌液１２の色相の劣化を防
止することが可能になる。

【００３７】また、本実施形態では加熱ヒータ２を回転
する回転軸１に内蔵させているため、以下の実施例１に
説明するように、加熱ヒータ２から撹拌液１２への伝熱
速度を向上させ得、また回転軸１の周速を速くすること
で撹拌液１２への伝熱係数（Ｕ値）を向上させ得る。

【００３８】

【実施例１】この実施例１では、各部の仕様が以下のよ
うな実験用の撹拌機を用いた。

【００３９】回転軸：内径10ｍｍφ×高さ150ｍｍＨの
ステンレス鋼製加熱ヒータの消費電力：1kW 回転コネクタ：ソルトン社製（４極）温度センサ：Ｋ型熱電対駆動モータ：オリエンタル社製、US425t−01T（スピー
ドコントローラ）、4GN18k Gear Head M−425−401
25W×100V 温度調節器：井内盛栄堂社製のＴ−550シリーズ（K）
TZ4ST Temperature Controller K（CA）撹拌翼：ステンレス板、円筒部材の外径30ｍｍ、円筒部
材の中心から撹拌翼本体の先端までの距離60ｍｍ、枚数3枚撹拌翼および回転軸（被加熱部）の表面積（Ａ）：0．0
126[ｍ²] 撹拌容器：ステンレス製、容量15リットル温度センサの配線：Ｋ型熱電対（0〜450℃）また、実験条件は、以下の通りである。回転軸１の回転
数を０ｒｐｍ、つまり非回転とした第１実験条件と、回
転軸１の回転数を１５ｒｐｍとした第２実験条件と、回
転軸１の回転数を３０ｒｐｍとした第３実験条件とで行
った。なお、撹拌液１２としては約１０ｋｇの水道水を
用い、実験室温は２１℃であった。

【００４０】図２は、周速の伝熱速度に与える影響、つ
まり昇温速度と回転軸の回転数との関係につき調査した
結果を示す図であり、横軸に加熱時間（分）をとり、縦
軸に水温（℃）をとっている。図中の□は第１実験条件
の結果で、×は第２実験条件の結果、◆は第３実験条件
の結果である。

【００４１】この図２から理解されるように、回転が増
すにつれて昇温速度がアップしている。また、回転無し
の場合は最も昇温速度が遅い。

【００４２】図３は、第１実験条件（回転軸の回転数が
０ｒｐｍ）、第２実験条件（回転軸の回転数が１５ｒｐ
ｍ）、第３実験条件（回転軸の回転数が３０ｒｐｍ）の
ときの伝熱係数Ｕを示す図であり、横軸に周速（ｃｍ／
ｓｅｃ）をとり、縦軸に伝熱係数[ｋｃａｌ/（ｍ²・ｈ
ｒ・℃）]をとっている。

【００４３】この図３から理解されるように、周速度の
アップに伴い伝熱係数が向上している。また、回転無し
の場合では最も伝熱係数が小さい。

【００４４】したがって、以上の実施例１により理解さ
れるように、本実施形態では、回転する回転軸１に加熱
ヒータ２を内蔵させているため、加熱ヒータ２から撹拌
液１２への伝熱速度を向上させ得、また回転軸１の周速
を速くすることで撹拌液１２への伝熱係数（Ｕ値）を向
上させ得る。

【００４５】また、この伝熱係数（Ｕ値）の流速依存性
については、下記の演算によっても証明される。即ち、
伝熱係数（Ｕ値）は、下記（１）式で表され（朝倉書店
「化学装置・機械実用ハンドブック」藤田重文等編
集Ｐ７参照）、撹拌液１２の流速ｕ（ｍ／ｓｅｃ）に
比例する。

【００４６】Ｕ＝３１００（１＋０．０１５ｔ）ｕ^0.8／Ｄ^0.2…（１）但し、ｕ：撹拌液の流速Ｄ：管内径ｔ：水の温度（℃）故に、上記（１）式を流速ｕで偏微分すれば、下記
（２）式となる。

【００４７】ｄＵ／ｄｕ＝ｋ・０．８・ｕ^-0.2 > ０但し、ｋ：正の定数よって、回転軸１の周速を速くすることで撹拌液１２へ
の伝熱係数（Ｕ値）が向上することが理解される。

【００４８】

【実施例２】次に、本発明において、加熱ヒータからの
熱が断熱材（例えば酸化マグネシウム）を介して温度セ
ンサに伝わっても、温度センサによる撹拌液の検出温度
値が影響を受けることなく、撹拌液の温度そのものを正
しく検出することが可能な、温度センサと加熱ヒータと
の離隔距離につき調査した。

【００４９】実験装置としては、図４に示すように、温
度センサ３に加えて、撹拌液１２の温度を測定するため
にアルコール式ガラス棒温度計２０も使用する構成のも
のを使用した。各部の仕様は、以下の通りである。

【００５０】回転軸１：外径（L1）8ｍｍφ、内径（L
2）6ｍｍφ、長さ（L3）450ｍｍのステンレス鋼sus302
製、内部に温度センサと加熱ヒータを内蔵し、内部に断
熱材（例えば酸化マグネシウム）が充填されている。

【００５１】加熱ヒータ２：加熱容量＝150Ｗ、長さ寸
法（L4）＝60ｍｍ温度センサ３：Ｋ型熱電対（0〜450℃）撹拌翼１０：高さ（H）15ｍｍ、幅（W）20ｍｍ、直径
（L5）80ｍｍ、厚み1ｍｍ、枚数４枚、材質がsus304製
である。

【００５２】また、他の実験条件は、以下の通りであ
る。即ち、加熱ヒータ２の下端が温度センサ３の下端よ
りも上方であって、両者間の離隔距離Lxを種々変化させ
るように加熱ヒータ２及び温度センサ３を配設し、また
温度センサ３の温度検出部（下端部）３ｃと同じ高さ位
置にガラス棒温度計２０の検出部２０ａを配した。ま
た、撹拌翼と加熱ヒータと温度センサの全ては、３リッ
トルの水道水である撹拌液１２に漬かるようにしてい
る。また、回転軸の回転数は１５０ｒｐｍにした。な
お、実験室温は２２℃であった。

【００５３】実験方法は、例えば最終的に撹拌液１２の
加熱温度を５０℃近傍となるように加熱を行い、加熱時
間の経過に伴う、ガラス棒温度計２０による撹拌液１２
の検出温度と温度センサ３による撹拌液１２の検出温度
との温度差（前者の検出温度−後者の検出温度）を比較
することにより行った。

【００５４】表１は、その実験の際の１例を示し、加熱
ヒータ２と温度センサ３の離隔距離Lxが２０ｍｍのとき
の加熱時間の経過に伴う、両温度計の検出温度及び前記
温度差をまとめた表である。なお、前記離隔距離Lxが異
なるときの実験例については割愛する。

【００５５】

【表１】

【００５６】この表１に示すように、両温度計の前記温
度差の平均値は−０．５℃となっており、Ｋ型熱電対の
該当する温度域での許容差（±２．５℃）よりも著しく
小さい値である。

【００５７】図５は、上述のようにして両温度計の検出
温度差の平均値を、前記離隔距離Lxを変化させて求めた
ものを纏めた図であり、横軸に離隔距離Lxをとり、縦軸
に検出温度差の平均値をとっている。

【００５８】この図５より理解されるように、温度セン
サと加熱ヒータとの離隔距離Lxが２０ｍｍ以上であれ
ば、両温度計の検出温度差の平均値が０．５℃以下にな
り、加熱ヒータからの熱が断熱材を伝わって温度センサ
に伝わっても、温度センサの検出温度値が影響を受け難
くなり、撹拌液の温度そのものをほぼ正確に検出するこ
とが可能となることが解った。また、撹拌液の加熱温度
を更に上昇させて実験を行った場合においても、温度セ
ンサと加熱ヒータとの離隔距離Lxが２０ｍｍ以上であれ
ば、両温度計の検出温度差の平均値が０．５℃以下にな
り、ほぼ正確な検出が可能であった。

【００５９】なお、大径の回転軸を用いる場合には、温
度センサと加熱ヒータを横に２０ｍｍ以上離して並べて
配置することも考えられるが、そのような大径の回転軸
を用いると、加熱ヒータから回転軸までの距離が大きく
なって加熱効率が悪化し、或いは、回転軸に近付けるべ
く加熱ヒータを偏心位置に設けると、回転軸の被加熱面
Ａに温度ムラが生じるため好ましくない。

【００６０】したがって、比較的細い約１０ｍｍ以下の
内径の回転軸に対し、温度ヒータを加熱ヒータの下側に
２０ｍｍ以上の間隔で離せば、加熱ヒータによる影響を
受けることなく、温度センサは撹拌液の温度とほぼ同じ
温度を検出することが可能となる。

【００６１】そこで、本発明は、温度センサ３を加熱ヒ
ータ２の下側に、両者の下端間の距離が２０ｍｍ以上に
なるようにしている。

【００６２】但し、２０ｍｍ以上とは言っても、離隔距
離Lxをあまり大きくした場合には、温度センサと加熱ヒ
ータとが離れ過ぎ、その結果として回転軸が長くなり過
ぎて取り扱い性に悪影響が出るようになる。

【００６３】そこで、本発明においては、加熱ヒータ２
と温度センサ３の検出部との離隔距離は、取り扱い性に
悪影響が出るのを抑制できる３０ｍｍ以下に設定するこ
とが好ましい。

【００６４】また、本発明は、温度センサ３を加熱ヒー
タ２の上側に配置することも可能である。その場合に
は、温度センサ３の下端を加熱ヒータ２の上端から３ｍ
ｍ〜５ｍｍ程度離すのが好ましい。その理由は、温度セ
ンサを加熱ヒータから離す距離が３ｍｍより短い場合に
は、温度センサが撹拌液の温度ではなく加熱ヒータの温
度の影響を受けて撹拌液の温度よりも高い温度を検出し
てしまう。一方、前記距離が５ｍｍより長い場合には、
撹拌液が撹拌翼により撹拌されることにより渦巻き状と
なって、渦中心部の液面が他の液面よりも窪んだ状態に
なるために、温度センサが液面の上方を検出するように
なり易く、その結果、撹拌液の温度の正確な検出が困難
となるからである。

【００６５】なお、上述した実施形態では、鉛直棒１２
ａに対して水平棒１３が高さ調整可能に取付けられてい
るので、回転軸及び撹拌翼の高さを自在に調整すること
ができ、これにより加熱ヒータ、温度センサ及び撹拌翼
の高さを撹拌液の液面に対して調節することが可能であ
る。それ故に、加熱ヒータの焼損や火災事故の防止が可
能となる。すなわち、加熱ヒータによる加熱により撹拌
液が蒸発等により減少し、温度センサの検出部が液面よ
りも上方に位置するようになると、撹拌液よりも低温で
ある室温を温度センサが検出することとなり、温度調節
器が加熱ヒータを過熱させるような制御が行われること
を、回転軸及び撹拌翼の高さ調整により防ぐことが可能
となり、加熱ヒータの焼損や火災事故の発生を防止する
ことができる。

【００６６】また、上述した実施形態では回転軸１の回
転駆動に、図１に示すように、外筒９ａよりも長く形成
された内筒９ｂを、ベルトを介して駆動モータにより回
転駆動させる回転支持部材９を使用しているが、本発明
はこれに限らず他の機構のものを使用することができ
る。例えば、図６に示すように、回転軸１に噛合する２
つの傘歯車２１ａ、２１ｂの一方２１ａを回転軸１に同
心状に取付け、他方の傘歯車２１ｂを駆動モータ２２に
より回転させる機構などでもよく、或いは他の機構でも
よい。

【００６７】また、上述した実施形態では撹拌翼が回転
軸に取付けるタイプのものを使用しているが、本発明は
これに限らず、図６に示すように回転軸１と撹拌翼１０
Ａとが一体的に形成されたものを使用することができ
る。

【００６８】また、上述した実施形態では加熱ヒータと
して抵抗材料からなるものを使用しているが、本発明は
これに限らず、他の構成のものを使用することができ
る。

【００６９】また、上述した実施形態では温度センサと
して熱電対を用いているが、本発明はこれに限らず、他
の構成のものを使用することができる。

【００７０】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明による場合
には、回転軸に内蔵された加熱ヒータにより撹拌液を加
熱することが可能であり、撹拌液の温度は一般の温度計
により計測することにより撹拌液を所望の温度に昇温す
ることができる。また、回転軸に加熱ヒータが内蔵され
ているので、加熱ヒータによる回転軸の被加熱面に撹拌
液が接触しても、その接触した撹拌液は回転軸から受け
る遠心力により被加熱面から離れていき、新たな撹拌液
が被加熱面に接触し、つまり被加熱面に接触する撹拌液
は更新されていくため、従来技術における焼けが起こり
難くなり、これにより撹拌液の色相の劣化を防止するこ
とが可能になる。

【００７１】また、本発明による場合には、撹拌翼が取
付けられる回転軸に、撹拌液を加熱するための加熱ヒー
タと、撹拌液の温度を検出するための温度センサとが内
蔵されている構成とすることにより、回転軸に内蔵され
た温度センサにより撹拌液の温度を計測できるので、回
転軸に内蔵された加熱ヒータにより加熱される撹拌液の
温度を所望温度に昇温することができる。また、回転軸
に加熱ヒータが内蔵されているので、加熱ヒータによる
回転軸の被加熱面に撹拌液が接触しても、その接触した
撹拌液は回転軸から受ける遠心力により被加熱面から離
れていき、新たな撹拌液が被加熱面に接触し、つまり被
加熱面に接触する撹拌液は更新されていくため、従来技
術における焼けが起こり難くなり、これにより撹拌液の
色相の劣化を防止することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る実験用の撹拌機を模
式的に示す正面図である。

【図２】周速の伝熱速度に与える影響、つまり昇温速度
と回転軸の回転数との関係につき調査した結果を示す図
であり、横軸に加熱時間（分）をとり、縦軸に水温
（℃）をとっている。

【図３】第１実験条件（回転軸の回転数が０ｒｐｍ）、
第２実験条件（回転軸の回転数が１５ｒｐｍ）、第３実
験条件（回転軸の回転数が３０ｒｐｍ）のときの伝熱係
数Ｕを示す図であり、横軸に周速（ｃｍ／ｓｅｃ）をと
り、縦軸に伝熱係数[ｋｃａｌ/（ｍ²・ｈｒ・℃）]をと
っている。

【図４】実施例２の実験装置を示す正面図である。

【図５】２つの温度計の温度差の平均値を、離隔距離を
変化させて求めたものを纏めた図であり、横軸に離隔距
離をとり、縦軸に平均値をとっている。

【図６】本発明の他の実施形態を示す模式的正面図であ
る。

【符号の説明】

１回転軸２加熱ヒータ３温度センサ４回転コネクタ７断熱材１０撹拌翼１２撹拌液

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者松本修策大阪市北区天満４丁目15番５号株式会社井内盛栄堂内 (72)発明者坂井清大阪府東大阪市長田西３−46 大星エンジニア電業内Ｆターム(参考） 4G037 CA11 EA04 4G078 AA22 BA05 DA01 DC08

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】撹拌翼が取付けられる回転軸に、撹拌液
を加熱するための加熱ヒータが内蔵されていることを特
徴とする実験用の撹拌機。
【請求項２】撹拌翼が取付けられる回転軸に、撹拌液
を加熱するための加熱ヒータと、撹拌液の温度を検出す
るための温度センサとが内蔵されていることを特徴とす
る実験用の撹拌機。
【請求項３】請求項２に記載の実験用の撹拌機におい
て、前記加熱ヒータに配線が接続されているとともに、
前記温度センサに配線が接続されており、両配線が、回
転軸に対して相対的に回転可能に設けられた回転コネク
タを介して外部に導出されていることを特徴とする実験
用の撹拌機。
【請求項４】請求項２または３に記載の実験用の撹拌
機において、前記回転軸の内部に、少なくとも前記加熱
ヒータ及び前記温度センサを覆って断熱材が充填されて
おり、該温度センサは該加熱ヒータの下側であって該加
熱ヒータに対して２０ｍｍ以上離して設けられているこ
とを特徴とする実験用の撹拌機。
【請求項５】請求項４に記載の実験用の撹拌機におい
て、前記温度センサと前記加熱ヒータとの離隔距離が３
０ｍｍ以下に設定されていることを特徴とする実験用の
撹拌機。
【請求項６】請求項２または３に記載の実験用の撹拌
機において、前記回転軸の内部に、少なくとも前記加熱
ヒータ及び前記温度センサを覆って断熱材が充填されて
おり、該温度センサは該加熱ヒータの上側であって該加
熱ヒータに対して３ｍｍ〜５ｍｍ離して設けられている
ことを特徴とする実験用の撹拌機。
【請求項７】請求項１乃至６のいずれかに記載の実験
用の撹拌機において、少なくとも前記回転軸及び前記撹
拌翼が、ステンレス鋼またはチタニウムからなることを
特徴とする実験用の撹拌機。