JP2003519562A - 混合装置 - Google Patents

混合装置

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JP2003519562A
JP2003519562A JP2001551601A JP2001551601A JP2003519562A JP 2003519562 A JP2003519562 A JP 2003519562A JP 2001551601 A JP2001551601 A JP 2001551601A JP 2001551601 A JP2001551601 A JP 2001551601A JP 2003519562 A JP2003519562 A JP 2003519562A
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JP
Japan
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rotor
flow
spokes
rotor according
container
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP2001551601A
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English (en)
Inventor
イアン・クラレンス・シェパード
クライブ・フィルール・グレインジャー
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Commonwealth Scientific and Industrial Research Organization CSIRO
Original Assignee
Commonwealth Scientific and Industrial Research Organization CSIRO
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Filing date
Publication date
Application filed by Commonwealth Scientific and Industrial Research Organization CSIRO filed Critical Commonwealth Scientific and Industrial Research Organization CSIRO
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F27/00—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
    • B01F27/05—Stirrers
    • B01F27/11—Stirrers characterised by the configuration of the stirrers
    • B01F27/115—Stirrers characterised by the configuration of the stirrers comprising discs or disc-like elements essentially perpendicular to the stirrer shaft axis
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F27/00—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
    • B01F27/80—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a substantially vertical axis
    • B01F27/93—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a substantially vertical axis with rotary discs
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/40—Mixing liquids with liquids; Emulsifying
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/50—Mixing liquids with solids
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F27/00—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
    • B01F27/05—Stirrers
    • B01F27/11—Stirrers characterised by the configuration of the stirrers
    • B01F27/15—Stirrers with tubes for guiding the material

Abstract

(57)【要約】 容器内に収容された流体内に渦巻き流を作るためのローターである。１形態において、このローターは２個の離れた並行なデイスクを備えている。両デイスク間に羽根列が介装されている。一つのデイスクは環状で、羽根列への入口を画定している。この入口は渦巻き流の内側コアー領域のサイズを調整している。別の形態においては、ローターが中央ハブから半径方向外方へ向かう少なくとも２個の中空スポークを備えている。各スポークはハブに向かう入口および半径方向に向かう出口付きの通路を備えている。ローターの回転によりスポークを貫通する流れが生じ、この流れが渦巻き流を作る半径方向外向きの回転流を形成に寄与する。本発明の別の形態において、ローターは中央ハブから半径方向外向きの少なくとも２個の羽根を備えている。この羽根はローターの回転方向に対して傾斜した少なくとも１個の面を備えている。この羽根は回転外向き流が創生される時に軸流を誘起して渦巻き流が出来る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 （技術分野） 本発明は流体または粒子を含む流体を混ぜてスラリーおよび同種の物を形成す
るための装置に関する。本発明によるこの装置は一つの流体を別の流体と混ぜ、
または流体を粒子と混ぜて共に均一な懸濁液を形成し、同じく全てのではないが
粒子が充分に懸濁した混合体を形成するのに適している。本発明は混合中に流体
表面によるガスの引きずりが好ましくなくかつ避けるべきである時の適用を意図
している。
【０００２】 （背景技術） このタイプの混合装置は広範な工業的工程において多数の用途を有している。
そのような用途の一つは過飽和溶液から結晶を沈殿させる工程において使用され
る攪拌沈殿器である。このタイプの沈殿器は多数の工業的工程において使用され
ている。本発明は以下において特にこの用途に付いて記載されるが、本発明の範
囲はこの特殊な用途にのみ限定されないことは評価されるべきである。
【０００３】 よく知られた攪拌沈殿器の一つは、ボーキサイドから水酸化アルミニウムを製
造するベイヤー工程において使用されるギブサイト沈殿器である。現存するギブ
サイト沈殿器の一般的な態様は中央にドラフトチューブを配置した大きい容器を
包含している。ドラフトチューブ内でインペラーが駆動されて沈殿器内で垂直な
循環を提供している。或るケースではバッフルまたは羽根が容器の周側部または
ドラフトチューブ内に備えられてスラリー内における渦巻きまたは旋回流を阻止
し、この阻止はそれが無ければ好ましい垂直な循環が損なわれるのである。沈殿
工程の一つの目的は沈殿物の中に大きいサイズの結晶を作ることである。現存す
るギブサイト沈殿器ではスラリーがドラフトチューブを通して引かれかつ回転ブ
レードに接触するというかなり精力的な工程を含んでいるので、結晶構造を破壊
する傾向がある。これが、このような沈殿器を使用して製造される結晶のサイズ
を制限する。ギブサイト沈殿器の別の困難な問題はスケール付着であり、このス
ケールは流速が低いために沈殿器の壁上に発生する。特に、材料の相当量の堆積
が容器の底および停滞流領域内に発生する。その結果として、容器は周期的に浄
化されなければならない。浄化はコストアップであるばかりでなく、製造に甚だ
しい混乱を来しかつ容器の寿命を減し得る。
【０００４】 各種の工業分野において、流体同士および流体と粒子との混合のための他の装
置においても同様な問題が存在する。
【０００５】 本件出願人の国際出願ＷＯ ９９／０８７８１（“先願”）は流体のエアレー
ションを伴うことなく流体同士または流体と粒子の混合のための方法および装置
を記載している。その先願においては容器の上端近傍に配置されたパドルまたは
インペラーのような機械的な回転手段が容器内に渦流を形成している。この先願
の開示は関連事項として包含される。
【０００６】 （発明の開示） （発明が解決しようとする技術的課題） 本発明は先願に記載されている方法および装置の改良を意図している。特に本
発明は多数の改良された機械的回転手段、即ち異なるタイプの容器への適用のた
めの一般的にローターと呼ばれている回転手段の提供を目的としている。
【０００７】 本発明のローターは全て流体同士または流体と粒子との混合装置への使用のた
めであり、流体面からのガスの故意の引きずりを伴わないものである。この装置
は流体を収容するための容器を備え、この容器は上端部、下端部および上下端部
間に延びる壁を備えている。機械的回転手段、またはローターは容器の上端近傍
に配置され、容器の中央領域から半径方向外方へ向かう流体内の回転流を保持壁
方向へ導き容器内に渦巻き流を形成する。この渦巻き流は保持壁近傍の外側環状
領域の中庸旋回流であって容器上端から下端へと動く旋回流と、容器下端近傍の
内側流と、容器の中央領域周りでの速い旋回流の内側コアー領域であって下端か
ら上端へと動きかつ実質的に容器下端近傍からローターへと延びるコアー領域と
により特徴付けられている。この明細書内で使用されているように“渦巻き流”
はこれらにより特徴付けられた流れを意図している。
【０００８】 本発明の第１の態様において容器内に収容されている流体内に渦巻き流を形成
するローターは上端部、下端部および上下端部間に延びて上端近傍まで流体内に
漬かる壁を備え、上記ローターが回転軸に対して直角に延びる２個の実質的に並
行で離れた平面状のデイスクと、両デイスク間に介装された羽根列とを備え、上
記デイスクの一つは環状で上記羽根列への入口を画定し、上記入口は上記渦巻き
流の内側コアー領域のサイズを調整している。
【０００９】 羽根は好ましくは回転軸を中心とする環状領域周りに均等に配列されている。
好ましくは、羽根はデイスクの面に対して実質的に直交している。発明の１形態
として、トッププレートと呼ばれているデイスクの一つは開口を備えていない。
環状デイスクはロアープレートとして知られている。容器からの流体の流れはイ
ンナーコアー領域を画定しているコラム内を上昇することによりローターに入る
。羽根およびデイスク間に画定された通路を通る流れは半径方向および渦巻き方
向の速度コンポーネントを備えているが軸方向速度は殆ど備えていない。
【００１０】 用途によって羽根は前向き、半径方向または後向きに延びて出口渦速度を達成
し得る。大サイズのローターは好ましくは前向きに延びる羽根を有する。ロータ
ーの全直径はローターの特性に影響する重要なパラメーターである。一般的に、
大直径のローターは高いトルクおよび低い回転速度を生ずる。ローター直径の容
器直径に対する比は普通０．２６ないし０．６５の範囲内にある。
【００１１】 ローターの深さはローター内に形成されている通路を通る最低速度の維持およ
び容器の本体内を循環している流体の流れ−圧力特性に適合するように選択され
る。ローター通路の出口における渦速度は追加圧力に対応しており、従って外端
縁における羽根伸長方向、全直径、およびローターの深さは全てがローターの全
体的な圧力特性に影響を与える。ローター深さの全ローター直径に対する比は通
常０．０３ないし０．３の範囲にある。
【００１２】 ローター深さのローター直径に対する比がこの範囲の最低部にあるような大き
い浅いローターは比較的に低い流れ循環比で高圧を提供する。逆に、ローター深
さのローター直径に対する比が上記範囲の上端にあるような小さい深いローター
は高い循環を提供する。与えられた容器においてローター深さの限界はローター
が失速する時に生じ、その理由はそのローターが圧力および流れの要求を提供し
得ないからである。
【００１３】 底板における入口開口の直径は渦流の直径および内側コアー領域の強度を決定
し、渦流は固形粒子を、例えば、懸濁状態に保つ。小さい開口はより小さくより
強力なコラムを提供し、容器底部のより小さい領域上により強力な上昇流を提供
する。円錐状底部の容器においては固形物の全懸濁が低馬力で底板内のより小さ
い開口により達成される。逆に、平底容器においては狭い強力な上昇流のコラム
が底の外周領域に沈殿粒子を残す。従って、底板に大きい開口を有するローター
は平底容器との使用がより効果的になり易い。
【００１４】 別の態様において、本発明は容器内に収容された流体内に渦流を生ずるロータ
ーを提供し、このローターは上端部、下端部および上下端部間に延びて上端近傍
まで流体内に漬かる壁を備え、上記ローターが中央ハブから実質的に半径方向外
方へ延びる少なくとも２個の中空スポークを備え、上記スポークは夫々ハブに向
かう入口および半径方向に向かう出口付きの通路を備えており、ローターの回転
によりスポークを貫通する流れが生じ、この流れが上記渦巻き流を作る半径方向
外向きの回転流を形成に寄与している。
【００１５】 このスポークはハブに半径方向にまたは半径方向に対して或る角度で装着され
得る。所望数のスポークを使用することができかつスポークは好ましくは中央ハ
ブ周りに等分配置され得る。
【００１６】 スポークの外面は流れに対して力を及ぼしこの流れはスポークを通る流れと協
働して所望の半径方向外向きの回転流を起す。好ましくは流れの約３０％は通路
を通る流れにより形成される。
【００１７】 スポークの外面は半径方向外向き流を適当に方向付けるように選択される。よ
り詳細には、揚力または牽引力はローターの面により適用され、これは選択され
た形および流れに対する傾斜角に依存する。好ましい形状としては、翼断面を使
用し得る。この翼断面は好ましくは或るピッチ角にセットされ、このピッチ角は
半径方向外向きの流れと共に軸方向のスラストを生ずるスポーク外面を決定する
。この形状においてはスポーク内の通路からの流れは上述のデイスクローターの
通路からの流れと類似した流れを提供する。
【００１８】 このスポークはハブ周りの小円に対して半径方向または接線方向に配置され、
通路入口への円滑な流入が達成される。
【００１９】 スポーク付きの形状は大きい直径のローターの構成を許容する。上述のデイス
クローターの場合と同様に、全直径はローター特性への主たる影響因子である。
大直径は低い回転速度での高いトルクを起す。スポーク付きローターにおいては
、外径の容器直径に対する比が通常０．５および０．９の間である。
【００２０】 或る形状においては、スポークに追加のブレードを加えて面積を増し、かつ高
トルクローターを提供することができる。
【００２１】 上述のデイスクローターとスポークローターを組合せて両特性を備えた複合ロ
ーターとすることも可能である。
【００２２】 更に別の態様において、容器内に収容された流体中に渦巻き流を形成するため
のローターを提供し、このローターは上端部、下端部および上下端部間に延びて
上端近傍まで流体内に漬かる壁を備え、上記ローターが中央ハブから半径方向外
方へ向かう少なくとも２個のブレードを備えており、上記ブレードはローターの
回転方向に対して傾斜した少なくとも１個の面を備え、壁に向かう半径方向外向
きの回転流が創生される時に軸流を誘起して上記渦巻き流が出来るようにしてい
る。
【００２３】 このブレードが実質的にハブ近傍から延びているか、または外方へ延びるアー
ム上に装着されている。ブレードにより画定されている内径は渦巻き流の内側コ
アー領域のサイズを調整する。
【００２４】 或る用途においては、ブレードが翼断面を備えている。更にブレードはハブに
向かう入口および半径方向に向かう出口付きの中空体であり、上述のスポーク付
きローターと同様に機能し得る。
【００２５】 また本発明はその範囲内において混合装置を含み、この混合装置は上述のロー
ターと各種の直径および底形状の混合容器との結合体により形成されている。特
に、上述のように或るデザインは円錐底を有する容器に適しており、また他のロ
ーターは平底容器に適していることが見出されている。
【００２６】 本発明は以下に単なる例として、添付図面を参照して記載される。
【００２７】 （発明を実施するための最良の形態） 図１、２および３に示されているローターは全て接続ボス３に対して直角な離
れたデイスク１、２により形成されている。このボス３は従来公知の方法による
駆動軸（図示せず）との接続機構を備えている。等間隔の羽根４の列がデイスク
１、２の間に介装されている。この羽根は後述するように直線状または弓形の何
れかである。デイスク１は頂板でありかつ開口を備えていない。デイスク２は環
状でありかつ羽根４の列に対する入口を備えている。
【００２８】 図１は本発明による大きいデイスクローター１を示している。羽根４は直線状
でありかつ半径方向に向いている。このタイプのローターは半径方向に向くかま
たは逆回転方向に延びるかの何れかの羽根４を備え得る。ローター１におけるロ
ーター直径の容器直径に対する比は約０．６５である。ローター深さのローター
チップ直径に対する比は０．０３２である。
【００２９】 図１に示されているローター２はより小さい直径のローターであり、回転方向
前方へ延びる羽根４を備えている。これらの羽根は直線状であり半径方向に対し
て約２３°の角度を形成している。ローター２におけるローター直径の容器直径
に対する比は典型的には約０．２８である。ローター深さのローターチップ直径
に対する比は約０．１１である。
【００３０】 図２に示されているローター３はローター２よりも深さが増大した小さいデイ
スクローターである。見て分かるようにローター３は弓形羽根を備えている。羽
根４の曲率半径はローター全体の曲率半径と概ね等しい。各羽根４の２個の端部
を繋ぐ線は半径方向に対して概ね２５°を成している。後に議論される結果にお
いてローター３は前向きに延びる方向で走る時はローター３ｆと、後向きに延び
る方向で走る時はローター３ｂと規定される。ローター３におけるローター直径
の容器直径に対する比は約０．２６である。ローター深さのローターチップ直径
に対する比は約０．２９である。これらのローターは前方または後方へ走る時に
高い循環を提供する。各容器においてローター深さの限界はローターが失速する
時に生じ、その理由は所望の圧力および流量の供給ができなくなるからである。
ローター２の深さの４倍の深さを有するローター３ｆは高さ対直径比が２．５な
いし３の容器内で失速することが見出された。同じ容器内でローター３ｂ、即ち
後方へ延びる方向での運転時に、効果的かつ安定した運転を提供した。
【００３１】 図３は中間サイズのローター４ｂを示している。このローターはより小さい直
径の入口を備えており、これはより大きい直径の入口付きのローター４ａ内に更
に環状デイスク５を取り付けることにより得られている。羽根４は直線状であり
半径方向に向いている。ローター４ｂおよびローター４ａは、ローター直径の容
器直径に対する比約０．５１を備えている。ローター深さのローター直径に対す
る比は約０．２２である。
【００３２】 図４はスポーク付きローター５を示している。このローターは６個の中空翼部
分６により形成されており、中空翼部分はアーム７により中央ハブ８周りに支持
されている。この翼部分６は半径方向外方へ向いており、従って流れの一部は各
スポーク内の通路９を通過する。この翼部分は或る角度でセットされており、従
ってスポークの外面が半径方向外方への分力と共に軸方向の推力を起こす。スポ
ークの中空内を通過する流れは上述のデイスクタイプローターにより起されるの
と同様な半径方向外方への回転流を提供する。このローター５は一般的にはロー
ター直径対容器直径比約０．６５で作動する。実際には、ローター３１により生
ずる流れの約２０ないし３０％がスポーク内の中空通路を通過する。
【００３３】 図６に示されているローター６はハブ８から半径方向外方へ延びるアーム１１
上に支持されたブレード１０を備えている。このブレードはローターの回転方向
に対して傾斜しており、半径方向外方へ向かう回転流と同様に軸方向の流れを起
す。ローター６は一般的にローター直径対容器直径比約０．６で作動する。
【００３４】 図６に示されているローター７は大直径の２スポーク形ローター７である。ロ
ーター７は矩形断面の２個の中空スポーク１３付きの中央ハブ１２を備えており
、両スポークは回転中心周りの小円の接線方向に延びるように装着されている。
これはスポークの内側通路内への円滑な流入を確実にする。これらのスポークは
外端１４において漏斗状に開いており、かつ追加の中央羽根１５を備えてスポー
ク１３の内側からの流れの方向を定めている。拡開した中央羽根１５は流れを回
転方向に対して後ろに方向付ける。ローター７のための先端直径対容器直径比は
一般的には約０．９である。
【００３５】 図７に示されているローター８ａは４スポーク式のローター８ａである。この
ローターは矩形断面の４個の半径方向外方へ延びるスポーク１６を備えている。
後述する結果は同じ形状を有するがただ直径上に対向する２個のスポーク１６の
みを有するローター８ｂのための結果を包含している。ローター８ａ（およびロ
ーター８ｂ）はローター直径対容器直径比約０．６５を備えている。
【００３６】 図８は大直径の４スポーク形のローター９を示している。このローターは図６
に関連して説明されているローター７と概ね同様であるが、２個の追加のスポー
ク１３が加えられている。ローター９のためのローター直径対容器直径比は約０
．９である。
【００３７】 図９は取り付けられた平板付きのスポーク式ローター１０を示している。この
ローターは２個の半径方向外方へ延びた中空矩形断面のスポークを備えており、
このスポークはスポーク７の端部へ達する平板１８、１９を備えて流れに対する
表面積を増している。この追加の平板１８、１９は高いトルク比を来す。
【００３８】 図１０はデイスクおよびスポーク２０の組合せ特徴を備えたローター１１を示
している。このローターは８個の半径方向延びる矩形中空スポーク２０を備えて
おり、これらのスポークは半径方向に延びる直線状羽根２３で区画された２個の
環状デイスク２１２、２２を支持している。
【００３９】 図１１には上述ローターのための錐状底および平底の容器内で固形物が“懸濁
”状態における各種ローターの馬力およびトルクをプロットしている。一般に懸
濁のための最小馬力が決定的なパラメーターであるが、高いトルクは望ましく、
その理由は高いトルクは容器の壁上における高い剪断応力を示しており、その剪
断応力はスケールの微細化に必要なものである。図１１から明らかなことは： （ｉ） 懸濁に要する馬力は平底容器内よりも錐状底容器内のほうが明らか
に小さい； （ii） ローター７、ローター９およびローター１０のようなより大きい直
径のローターが低速で高トルクを引き起こす； （iii） より大きい直径のローターはより小さい馬力で固体を懸濁させ易
い； （iv） 例えばローター１およびローター８ａのようなスポークおよびデイ
スクタイプのローターは等しい性能を引き起こし得る。
【００４０】 前述の事項は本発明の単なる実施例であり、本発明の範囲を越えることなく変
形は可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は本発明による大きいデイスクローターを左側にローター１
として示している。本発明による小さいデイスクローターが右側にローター２と
して示されている。
【図２】 図２は本発明による増大深さの小さいデイスクローターを左側に
ローター３として示している。図１のローター２も右側に示されている。
【図３】 図３は本発明による中間サイズのデイスクローターをローター４
ｂとして示している。図１のローター２も右側に示されている。
【図４】 図４は本発明による翼スポーク付きの８スポークローターをロー
ター５として示している。図１のローター２も右側に示されている。
【図５】 図５は本発明による大きい非中空スポークローターをローター６
として示している。図１のローター２も右側に示されている。
【図６】 図６は本発明による大径２スポーク付きローターをローター７と
して示している。図１のローター２も右側に示されている。
【図７】 図７は本発明による４スポークローターをローター８ａとして示
している。図１のローター２も右側に示されている。
【図８】 図８は本発明による大径４スポークローターをローター９として
示している。図１のローター２も右側に示されている。
【図９】 図９は本発明による取付板付きスポークローターをローター１０
として示している。図１のローター２も右側に示されている。
【図１０】 図１０はデイスクおよびスポークローターの組合せをローター
１１として示している。図１のローター２も右側に示されている。
【図１１】 図１１は各種ロータータイプのための錐形底および平底におけ
る固形体の“懸濁時”のローター馬力消費量およびロータートルクの関係図であ
る。
【手続補正書】
【提出日】平成１４年１１月２２日（２００２．１１．２２）
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２】
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図３】
【手続補正４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図４】
【手続補正５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図５】
【手続補正６】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図６】
【手続補正７】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図７】
【手続補正８】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図８】
【手続補正９】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図９】
【手続補正１０】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１０】
───────────────────────────────────────────────────── 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，ＴＲ)，ＯＡ(ＢＦ ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ， ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，Ｇ Ｍ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ， ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ， ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，Ｂ Ｚ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ ，ＤＭ，ＤＺ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ， ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，Ｊ Ｐ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ， ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，Ｒ Ｏ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ， ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ (72)発明者 イアン・クラレンス・シェパード オーストラリア3194ビクトリア州メントー ン、ミラン・ストリート46番 (72)発明者 クライブ・フィルール・グレインジャー オーストラリア3175ビクトリア州ダンデノ ング・ノース、エクスナー・ドライブ３番 Ｆターム(参考） 4G078 BA05 DA01 DA23 DA30 DC01

Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 容器内に収容された流体内に渦巻き流を作るためのローター
    であって、このローターは上端部、下端部および上下端部間に延びて上端近傍ま
    で流体内に漬かる壁を備え、上記ローターが回転軸に対して直角に延びる２個の
    実質的に並行で離れた平面状のデイスクと、両デイスク間に介装された羽根列と
    を備え、上記デイスクの一つは環状で上記羽根列への入口を画定し、上記入口は
    上記渦巻き流の内側コアー領域のサイズを調整している、ローター。
  2. 【請求項２】 上記羽根が回転軸を中心とする環状領域周りに均等に配列さ
    れている、請求項１に記載のローター。
  3. 【請求項３】 上記の羽根がデイスクの面に対して実質的に直交している、
    請求項２に記載のローター。
  4. 【請求項４】 ローター直径の容器直径に対する比が０．２６ないし０．６
    ５の領域内にある、請求項１ないし３に記載のローター。
  5. 【請求項５】 上記両デイスク間の間隔のローター全体の直径に対する比が
    ０．０３ないし０．３の領域内にある、請求項１ないし４に記載のローター。
  6. 【請求項６】 容器内に収容された流体内に渦巻き流を作るためのローター
    であって、このローターは上端部、下端部および上下端部間に延びて上端近傍ま
    で流体内に漬かる壁を備え、上記ローターが中央ハブから実質的に半径方向外方
    へ向かう少なくとも２個の中空スポークを備え、上記スポークは夫々ハブに向か
    う入口および半径方向に向かう出口付きの通路を備えており、ローターの回転に
    よりスポークを貫通する流れが生じ、この流れが上記渦巻き流を作る半径方向外
    向きの回転流の形成に寄与する、ローター。
  7. 【請求項７】 スポークが半径方向外方へ向いている、請求項６に記載のロ
    ーター。
  8. 【請求項８】 上記スポークが回転方向に対して或る角度で外方へ向いてい
    る、請求項６に記載のローター。
  9. 【請求項９】 中央ハブ周りに等分配置された複数のスポークを備えている
    、請求項６ないし８に記載のローター。
  10. 【請求項１０】 半径方向外方へ向かう所要回転流の約３０％が上記スポー
    ク内を流れる、請求項６ないし９に記載のローター。
  11. 【請求項１１】 上記スポークの外面が半径方向外向き流を生ずるように形
    が定められている、請求項６ないし１０に記載のローター。より詳細には、揚力
    または牽引力が流体の流れに対する選択された形または傾斜角により定まるロー
    ターの面により適用され得る。一つの好ましい形としては翼形を使用し得る。
  12. 【請求項１２】 上記スポークの少なくとも幾つかが翼形を備えている、請
    求項１２に記載のローター。
  13. 【請求項１３】 上記翼部分が好ましくは一つのピッチ角を備えてスポーク
    の外面を特定し、半径方向外向き流と共に軸方向のスラストを生ずる、請求項１
    １に記載のローター。
  14. 【請求項１４】 スポーク直径外端の容器直径に対する比が０．５ないし０
    ．９の間にある、請求項６ないし１３に記載のローター。
  15. 【請求項１５】 容器内に収容された流体内に渦巻き流を作るためのロータ
    ーであって、このローターは上端部、下端部および上下端部間に延びて上端近傍
    まで流体内に漬かる壁を備え、上記ローターが中央ハブから半径方向外方へ向か
    う少なくとも２個のブレードを備えており、上記ブレードはローターの回転方向
    に対して傾斜した少なくとも１個の面を備え、壁に向かう半径方向外向きの回転
    流が創生される時に軸流を誘起して上記渦巻き流が出来るようにした、ローター
    。
  16. 【請求項１６】 上記ブレードが実質的にハブ近傍から延びている、請求項
    １５に記載のローター。
  17. 【請求項１７】 上記ブレードが外方へ延びるアーム上に装着されている、
    請求項１６に記載のローター。
  18. 【請求項１８】 上記ブレードが翼断面を備えている、請求項１５ないし１
    ７に記載のローター。
  19. 【請求項１９】 上記ブレードがハブに向かう入口および半径方向に向かう
    出口付きの中空体である、請求項１５ないし１７に記載のローター。
  20. 【請求項２０】 請求項１ないし１９の何れか内に記載のローターを備えた
    流体混合のための装置であって、容器が上端部、下端部および上下端部間に延び
    る壁を備え、上記ローターが上端近傍まで上記流体内に漬かり、ローターからの
    回転方向外向きの流れを誘起して容器内に渦巻き流が出来るようにした、装置。
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