JP2002509018A - 容器内処理用の装置 - Google Patents

容器内処理用の装置

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JP2002509018A
JP2002509018A JP2000539924A JP2000539924A JP2002509018A JP 2002509018 A JP2002509018 A JP 2002509018A JP 2000539924 A JP2000539924 A JP 2000539924A JP 2000539924 A JP2000539924 A JP 2000539924A JP 2002509018 A JP2002509018 A JP 2002509018A
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stirrer
shovel
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JP2000539924A
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オースン，ニルス
ヨハンスン，ステン
サミュエルスン，ホーカン
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ノバセプティック エクイップメント アーベー
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B01F27/808—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a substantially vertical axis with stirrers driven from the bottom of the receptacle
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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Abstract

(57)【要約】 本発明は、容器（１）内物質の処理用、特に液体の分散または均質化或いは液体内固形物の懸濁用の装置に関する。装置は、容器（１）内に回転可能に装着される、本質的には両端縁部からなる管状構造の処理要素（１０）を含む。処理要素のジャケット（１５）は尖鋭角部（１２）を形成された複数の切断部（１１）を有し、前記尖鋭角部が、処理要素が回転する際に容器内物質中を引回されることにより前記物質に対して剪断力を伝達する。前記剪断力が、容器（１）内で所望の処理を達成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の分野】
本発明は、物質の容器内処理用、特に液体の分散または均質化或いは液体内固
形物の懸濁用の装置であって、容器内に回転可能に装着される処理要素を含む種
類の装置に関する。
【０００２】
【発明の背景】
液体を容器内で混合するには、通常は回転攪拌器、例えば半径方向外向きのベ
ーンを有する攪拌器が使用される。この種の攪拌器は、エネルギを液体に対して
二つの方法で伝達するよう適用される。第一には、ベーンが液体内を引回される
際にこの液体が作動されることにより層流を生成する。第二には、液体がベーン
の端縁部で剪断力を負荷されることにより乱流を発生する。
【０００３】 或る状態では、混合作用は極めて大きな剪断力の存在に左右される。このこと
は、自発的には溶液を形成しない液体（例えば水中の油）の分散または均質化お
よび液体中の粉末固形物（水中の穀粉のような）の懸濁の場合にそうである。例
えば滴状の油または塊状の穀粉を「泡立て（whipping）」によって微塵に粉砕す
るにはかなりの剪断力を必要とする。通常の攪拌器を使用する場合、この大きさ
の剪断力を発生するには極めて大きなモーメント力が必要となる。
【０００４】 米国特許第５２０５６４７号公報には、上記問題に対する解決が提案されてい
る。上述の混合装置は円筒状ケーシングを有し、その中に楕円形スロットを形成
されたスリーブが取着されると共にこのケーシング内にシリンダが回転可能に装
着されている。シリンダには、このシリンダ材の中をシリンダ軸線に平行して延
在する貫通穴と、これら貫通穴およびシリンダ外部の間を延在する孔とが形成さ
れている。混合装置は、シリンダの回転の間に二つの入口から液体を導入するこ
とによって作動される。この液体は、穴内へ導入され次いで孔を通りシリンダの
外部へ通過されその後ケーシング内の楕円スロットを通り最後にケーシング内の
出口から排出される。この過程で液体に剪断力が負荷される。
【０００５】 別の先行技術の装置では、二つの同芯シリンダが例えばタンク内を相互に回転
するよう構成されている。シリンダは貫通出口を形成されると共に互いに十分近
接配置されていて、これらが相互に回転される際に挾み状の力を確実に発生する
。この挾み状の力にさらされる液体はかなりの剪断力を付与される。
【０００６】 上述した先行技術には幾つかの不利が付随する。装置は幾つかの部品（構成要
素）から構成されるが、これらは相互に移動されると共にこれらの間の所要の隙
間は大きな剪断力を発生すべき場合極めて狭められねばならない。従って、個々
の部品に対する製造公差および組立て／装着公差は全て極端に小さくなる。
【０００７】 或る部品が回転中にたまたま別の部品と相互接触すると、これら接触部品から
小片が剥離されて混合されるべき液体を汚染するリスクが発生される。強い接触
の場合には更に装置を重大損傷するリスクも発生する。
【０００８】 所望の効果を達成するには、多数の部品が高精度で製造、装着且つ協働されな
ければならないので装置の製造および保守が高価となる。
【０００９】 更に、種々の部品の間に形成される狭いスペースは清掃が困難である。これら
狭いスペース内には粒子および粘性液体が停滞して閉塞障害を形成し、装置の機
能的能力を損傷する。
【００１０】
【発明の概要】
本発明の一つの目的は、容器内処理用の装置であって、上記概述した状態下の
液体を大きなモーメント力を要することなく効果的に混合、分散および／または
均質化することができる装置を提供することにある。ここで使用される“液体”
は、全ての流体物質（媒体）および固体粒子を含む液体／流体と理解されるべき
である。
【００１１】 本発明の第二の目的は、清掃の容易な容器内処理用の装置を提供することにあ
る。
【００１２】 本発明の第三の目的は、相互に移動可能な多数の部品を要することのない容器
内処理用の装置を提供することにある。
【００１３】 本発明の第四の目的は、製造が安価で且つ簡単な容器内処理用の装置を提供す
ることにある。
【００１４】 これらおよびその他の目的は、本発明に従い、序文に規定する種類で且つ下記
のような装置、すなわち、処理要素が本質的に管状構造からなると共に尖鋭角部
を形成された複数の切断部を形成され、前記尖鋭角部が、処理要素が回転する際
に容器内物質中を引回されることにより前記物質に対して剪断力を伝達すること
を特徴とする装置手段によって達成される。
【００１５】 処理要素が液体中を回転すると、その尖鋭角部がこれらが液体中を移動する際
に抵抗力を発生する。角部は尖鋭であるのでこの角部の動作が剪断力として液体
に作用し、このため処理要素を回転するのに必要なモーメント力の殆ど大部分が
液体に対して剪断力の形で伝達される。
【００１６】 処理要素は好適には円筒形状でその中心軸線周りを回転するよう装着される。
回転動作に対する抵抗は殆ど専ら尖鋭角部から発生するが、このことは、処理要
素の残部が回転的な対称要素に形成されていることによる。
【００１７】 更に、処理要素は多部品要素として構成することができる。例えば幾つかのシ
リンダセクタ形式にまたは幾つかの同芯シリンダ形式に設計することができる。
更に、処理要素の一方または双方の端縁部には内向き指向のフランジを形成する
ことができる。代案として、処理要素はその端縁部の半径が中間部分のそれより
も小さい樽形状の輪郭構造に形成することもできる。この構造によれば、処理要
素のジャケットに対して押圧される液体が処理要素のジャケットに沿って軸方向
へ且つ後者の端縁部を横断して流動するのがより困難となり、その結果流体は切
断部を通過させられる。
【００１８】 更に、切断部にはシャベル手段を形成することができ、このシャベル手段の口
部は処理要素の回転方向へ指向され、この口部には尖鋭角部が形成される。好適
には、シャベル手段は処理要素の内面上に形成される。要素の回転の間、シャベ
ル手段は液体を処理要素の内面から切断部を通り処理要素の外面へ通過させる。
更に、シャベル手段は液体を回転するよう貢献し、これによる求心力が液体を、
処理要素のジャケット内に形成されている切断部へ向け且つこれを通過するよう
半径方向外側へ移動する。これらの結果、ボンプ作用が発生し液体は尖鋭角部を
通過する。
【００１９】 好適には、処理要素は、幾つかの半径方向外向き指向のベーンを有する攪拌器
、すなわち、混合器上に装着される。好適には、処理要素はベーンの先端部上に
装着され、これにより攪拌器／混合器周りを包囲する円筒形状体が形成される。
ベーンは液体の回転運動を生成し、これによる求心力が液体および粒子を、攪拌
器／混合器のハブから半径方向外側へ向け移送する。これにより、切断部の通過
流量、すなわち尖鋭角部の通過流量が増大する。
【００２０】 次に、本発明を、添付図面を参照しながら以下更に詳細に説明する。
【００２１】
【好適実施例の説明】
図５に、液体を混合するための容器、好適にはタンク１であって薄板の金属ま
たはプラスチック、好適にはステンレス鋼または同類のものから形成されるタン
ク１を示す。タンク１には円形開口部２が形成され、この中に雄接手４を有する
円形ディスク３が装着され、前記雄接手はタンク内へ突出される。フランジ５が
、ディスクの円周周りを延在するよう開口部２のリムに対し好適には溶接手段で
取着される。
【００２２】 更に、ディスク３は好適には電気モータ６に対し例えばねじ手段で取着され、
このモータの軸はタンク１の外面から延在して雄接手４に連結される。タンク内
の雄接手４上には攪拌器７が回転可能に装着され、この攪拌器には公知構造の磁
気駆動装置を介してモータ６からのモーメント力が供給されるよう構成される。
【００２３】 モータ６は電気的に駆動する必要はなく、代案として例えば空気圧または液圧
的に駆動することができる。また、モータ６は攪拌器７を直接的に、すなわち、
磁気駆動装置を介することなく駆動し、更にモータと攪拌器の間に歯車箱を装着
することにより攪拌器とモータの回転速度間の歯車比をそれぞれ所望に設定する
ことができる。モータ６は図示するようにではなくタンク１から離間して配置し
、一方攪拌器７は例えばベルト駆動構造またはこれと同種形式の動力伝導装置を
介して駆動することができる。
【００２４】 攪拌器７には半径方向外向のベーン８が形成され、このベーンは僅かな軸方向
角度で装着される。ベーンの端縁部上には本発明に係る処理要素１０が好適には
溶接手段で取着される。
【００２５】 好適実施例によれば、処理要素１０は円筒状リング１に構成され、このリング
は好適には薄い薄板金属、好適にはステンレス鋼のようなものから形成される。
シリンダ１０のジャケット１５には尖鋭角部１２を備えた多数の貫通孔部１１が
形成されている。好適実施例によれば、孔部１１は交互に四つおよび五つの孔部
からなる軸方向の延在列に構成されている。
【００２６】 シリンダ１０は、例えば薄板金属ストリップから孔部１１を打抜くことで生産
することができ、その後その長手側側部が環状に湾曲される。従って、湾曲スト
リップの短手接触側部に沿って形成される接手部は相互に溶接することができる
。
【００２７】 また孔部は、金属の伸展で生産されるネット内のメッシュから構成することも
でき、これにおいては予め形成されていた貫通スリットが伸展の後に尖鋭角部を
構成する。
【００２８】 シリンダ１０の内面には、尖鋭角部１４を有するシャベル１３が各孔部１１毎
に形成される。これらのシャベル１３は好適には孔部１１の打抜きと同時に形成
される。
【００２９】 モータ６が前述したように磁気駆動装置等を介して攪拌器７を駆動すると、シ
リンダ１０がその軸線周りを回転する。これによりシャベル１３が液体中を引回
され、シャベル口部は回転方向Ａへ指向されているので、尖鋭なシャベル角部１
４が攪拌器７のモーメント力の一部を液体に対して剪断力の形で伝達する。シャ
ベル１３は液体を更にシリンダ１０の内面からジャケット１５の孔部１１を通り
シリンダ１０の外部へと移動させる。孔部１１の尖鋭角部１２は、シャベル１３
の尖鋭角部１４におけると同様にして液体に対し剪断力を伝達する。
【００３０】 攪拌器７のベーン８は液体を回転運動させることにより、この液体を求心力に
よりシリンダのジャケットの外側へ押出す。回転運動は、シリンダ１０の内面で
シャベル１３が液体の回転に貢献することによって強化される。
【００３１】 結果的には、この回転シリンダ１０によって閉塞される液体が回転を維持され
従って求心力によってシリンダ１０の内面に対して外向きへ押圧されることによ
りポンプ効果が発生する。シャベル１３は、この効果に貢献し次いでこの液体を
シリンダ１０の内面から孔部１１を通りシリンダ１０の外部へと移送する。この
移送の間に、シャベル口部の尖鋭角部１４および孔部の尖鋭角部１２が攪拌器７
のモーメント力の一部を液体に対し剪断力の形で伝達する。
【００３２】 この剪断力は、容易には溶液を形成しない液体の分散または均質化の場合にも
液体内の固形物の懸濁の場合にも同様に液体を効果的に混合せしめる。
【００３３】 上記実施例に対して、幾つかの変形が添付請求の範囲に規定される保護範囲内
においてなされ得ることは理解されるであろう。
【００３４】 例えば、孔部の位置はその数と共に変更することができる。また、シャベルは
幾つかの孔部を横断延在するよう構成しても良い。
【００３５】 更に、シリンダは樽形状に構成し或いは一端部または両端部に内向きフランジ
を形成することにより、液体がジャケットに沿い軸方向へ移動する傾向を防止し
て、孔部を通過するようにすることもできる。
【００３６】 また、処理要素は複数の同芯シリンダのような幾つかの部品から構成すること
もできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る装置の好適実施例を示す上面図である。
【図２】 図１のマークＩＩの領域を示す拡大図である。
【図３】 電気モータ上に装着した、図１に示す装置の側面図である。
【図４】 図３のマークＩＶの領域を示す拡大図である。
【図５】 図３に係る装置を装着した容器であって、装置が容器底部に配置されている容
器を示す縦断面図である。
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１２年３月１３日（２０００．３．１３）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ) ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ， ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，Ｄ Ｋ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ， ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，Ｌ Ｔ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ， ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，Ｕ Ａ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ (72)発明者 サミュエルスン，ホーカン スウェーデン国、エス−439 35 オンサ ラ、バーカスベーゲン 40 Ｆターム(参考） 4G035 AB38 AB46 4G078 BA03 BA05 CA13 CA24 DA28 DA30 DB10

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 容器（１）内物質の処理用、特に液体の分散または均質化或
    いは液体内固形物の懸濁用の装置であって、容器（１）内に回転可能に装着され
    る処理要素（１０）を含む種類の装置において、 処理要素（１０）は本質的に管状構造からなりそのジャケット（１５）内には
    尖鋭角部（１２）を形成された複数の切断部（１１）が形成され、前記尖鋭角部
    が、処理要素が回転する際に容器内物質中を引回されることにより前記物質に対
    して剪断力を伝達することを特徴とする装置。
  2. 【請求項２】 処理要素（１０）は好適には円筒形状でありその中心軸線周
    りを回転するよう装着されることを特徴とする請求項１記載の装置。
  3. 【請求項３】 処理要素（１０）は少なくとも二つの分離部品に分割される
    ことを特徴とする請求項１または２記載の装置。
  4. 【請求項４】 処理要素（１０）の少なくとも一つの端縁部には内向き指向
    のフランジが形成されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の装
    置。
  5. 【請求項５】 処理要素（１０）は樽形状の輪郭構造を有することを特徴と
    する請求項１乃至４のいずれかに記載の装置。
  6. 【請求項６】 切断部（１１）にはシャベル手段（１３）が形成され、この
    シャベル手段の口部は処理要素の回転方向（Ａ）へ指向され、前記口部には尖鋭
    角部（１４）が形成されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の
    装置。
  7. 【請求項７】 シャベル手段（１３）はジャケット（１５）の内面上に配置
    されることを特徴とする請求項６記載の装置。
  8. 【請求項８】 切断部は材料の伸展で形成されるネットのメッシュからなり
    、その中に予め貫通スリットが設けられていて、このスリットが前記尖鋭角部を
    形成することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の装置。
  9. 【請求項９】 処理装置（１０）はベーンを有する攪拌器（７）上に装着さ
    れ、前記攪拌器は容器（１）の外部に設けられる駆動手段（６）により磁気駆動
    装置を介して駆動されるよう構成されることを特徴とする請求項１乃至８のいず
    れかに記載の装置。
  10. 【請求項１０】 攪拌器（７）のベーン（８）は半径方向外向きに指向され
    、処理装置（１０）はこれらベーン（８）の外側端縁部（９）上に装着されるこ
    とを特徴とする請求項９記載の装置。
JP2000539924A 1998-01-19 1999-01-15 容器内処理用の装置 Pending JP2002509018A (ja)

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