JP2004537402A - ミキシング装置 - Google Patents
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Abstract
本発明は、多段のミキシングユニットにより、被処理物を所望のサイズの微粒子に粉砕および混合することができる、ミキシング装置に関する。本発明の一局面によれば、ハウジング114の内部空間に、複数個のミキシングユニット104,106を互いに対向するよう平行に積層して設置し、このミキシングユニット104,106の対向面には、円周方向に沿って所定の間隔で離して配置した多数個の突起27,28を有する突起の列を、互いに干渉しない同心円を形成するよう交互に配置して構成したミキシング装置において、ミキシングユニット104,106はそれぞれ一対のディスク34,36および44,46から成り、この一対のディスク34,36;44,46の外側面には突起27,28の列が設けてあり、一対のディスク34,36および44,46の間には流体通路39,49が形成され、ディスク34,36とハウジングl14との間に、流体通路39,49と連通する流入口37,47が形成され、ディスク36,46の内周面に流出口35,45が形成され、ミキシングユニット104,106が多段に設置可能であるミキシング装置が提供される。
Description
【技術分野】
【０００１】
本発明はミキシング装置に関し、より詳細には、コンパクトな構造で増設可能な多段のミキシングユニットにより、被処理物を所望のサイズの微粒子に粉砕および混合して使用することができるミキシング装置に関する。この装置は、別途の乳化剤などが不要であるためコストが節減でき、被処理物の運動量を増大させて粒子間の衝突により粉砕および混合の効率を高めることができるのはもちろんのこと、大型化が可能である。
【背景技術】
【０００２】
大型ボイラーや舶用エンジンなどには、燃料の燃焼効率を高めるために、水と油を微粒子の形態に微細に粉砕して混合したエマルジョン燃料が用いられ、このようなエマルジョン燃料を製造するために、多様な種類のミキシング装置が開発されて用いられている。そのほかにも、ミキシング装置は、化学製品や食品類を生産する工場などでも、原料になる種々の流体を微粒子形態に微細に粉砕して均一に混合するために用いられている。
【０００３】
このような場合に使用する従来のミキシング装置は、通常、ケース内部に、駆動モーターにより回転される単一の回転ユニットと、この回転ユニットに平行に配置される固定ユニットとを備えている。そこでは、回転ユニットと固定ユニットの対向面に、円周方向に所定の間隔で配置した多数個の突起が設けられていて、互いに交互に契合する複数列の同心円を形成している。
【０００４】
従って、上記のミキシング装置は、回転ユニットを高速で回転させるとともに、回転ユニットの中央部に原料である流体を供給すると、この流体が回転ユニットの突起に沿って回転しながら、遠心力により突起と突起との間の空間部を通過して、ケースの周囲の部分にある排出口を通じて外部へ排出される。このような過程で、前記の流体は、回転ユニットの突起の列と固定ユニットの突起の列とを交叉的に通過しながら、それぞれの突起に継続的に衝突しながら微細な粒子形態に粉砕されるとともに、互いに混合されて、微粒子形態で乳化される。
【０００５】
しかし、このような従来のミキシング装置は、中央部に供給された流体が遠心力により回転ユニットと固定ユニットとをいったん通過すると、ケース周囲の排出口を通じて直ちに排出されるか、または遠心ファンを通じて外部へ排出されるものであるから、微粒化の程度が使用者の要求に及ばない場合が多かった。従って、通常は乳化された流体を直接用いるのではなく、これをタンクに貯蔵しておき、使用時には再び乳化させて所望のサイズに微粒化させて用いるため、作業が非常にわずらわしく、かつ時間がかかるという問題がある。そのほかにも、付帯設備が増えたり、タンクに貯蔵している間に乳化された物質が互いに分離してもとの状態に戻ったりするなど、さまざまな問題がある。
【０００６】
従って、従来は、このようなミキシング装置を利用する場合にも、供給された流体が均一に混合され、混合された流体が容易に分離しないように、界面活性剤などの乳化剤を混合して用いていた。しかし、このような乳化方式は、純粋な燃料や原料以外に、界面活性剤などの乳化剤が別途に必要であるため、コストが増加するのはもちろん、環境汚染を誘発するものであり、燃料を予熱する過程でエマルジョン燃料が水と油に分離するという現象がみられるなどの問題がある。
【０００７】
また、上記のミキシング装置においては、供給された流体が、回転ユニットの突起と突起との間の空間部に入り、回転ユニットに沿って所定の角度回転されて、空間部が固定ユニットの突起と突起との間の空間部と連なる瞬間、遠心力により、固定ユニットの突起と突起との間の空間部へ進入する。このとき、流体は遠心力により回転ユニットの接線方向へ進行しようとするのに対し、これを収容する固定ユニットの突起と突起との間の空間部は、流体の進行方向とは全く異なる角度をもった、半径方向の四角な空間部を形成している。従って、この四角な空間部に流入した流体は、遠心力による加速運動に抵抗を受けるようになり、乳化の効率が著しく低下するという問題がある。
【０００８】
それ以外にも、従来のミキシング装置は、ディスクの一面に同心円をなす多数列のリング形状の突出部を成形し、このリング形状突出部を半径方向ヘスリッティングしてそれぞれの突起を成形するものであるから、半径方向の外側ほど突起のサイズが大きくなって、突起と突起との間の空間を通過するときの流体の粉砕および乳化の効率が著しく低下するため、装備を大型化し難いという問題点がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は上記したような諸問題を解決するために案出されたものであって、本発明の目的は、コンパクトな構造で増設可能な多段のミキシングブロックにより、被処理物を、所望のサイズの微粒子に粉砕および混合して使用することができ、別途の乳化剤などが不要であるためコストが節減され、被処理物の運動量を増大させて粒子間の衝突により粉砕および混合の効率を高めることができるのはもちろんのこと、大型化が可能なミキシング装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の第一の局面によれば、入口118と出口112とを有するハウジングl14の内部空間に、モーター100により相対的な回転運動をする複数個のミキシングユニット104,106を互いに対向するように平行に積層して設置し、このミキシングユニット104,106の対向面には、円周方向に沿って所定の間隔で離れて配置された多数個の突起27,28を有する突起列を、互いに干渉しない同心円を形成するように交互に配置して構成したミキシング装置において、ミキシングユニット104,106は、所定の間隔で離れて平行に固定されたそれぞれ一対のディスク34,36および44,46から成り、この一対のディスク34,36および44,46の外側面には突起27,28の列が設けてあり、一対のディスク34,36および44,46の間には流体通路39,49が形成され、それぞれのミキシングユニット104,106において、ハウジング114の入口118側へ向いたそれぞれのディスク34,44は、その外周面がハウジング114の内周面と所定の間隔で離れるように形成されることにより、流体通路39,49と連通する流入口37,47が設けられ、ハウジング114の出口112側へ向いたそれぞれのディスク36,46は、その内周面に流体通路39,49と連通する流出口35,45を有するように構成され、それぞれのミキシングユニット104,106をハウジング114内部において順次に結合して、多段に設置できるようにしたことを特徴とするミキシング装置が提供される。
【００１１】
本発明の第二の局面によれば、第一の局面において、ミキシングユニット104,106の突起27,28が、その両側面が凹に湾曲した形状に形成されていることを特徴とするミキシング装置が提供される。
【００１２】
本発明の第三の局面によれば、前記した第一の局面において、ハウジング114が、その内部にミキシングユニット104,106の中央部に流体を供給する入口118を有する下部ハウジング24と、この下部ハウジング24に連結して設置され、その内部にミキシングユニット104,106を収容するミキシング空間部41を形成した１個以上の中間ハウジング40と、この中間ハウジング40に連結して設置され、その内部に中間ハウジング40のミキシング空間部41と連通する出口112を有する上部ハウジング51とから構成され、上部および下部ハウジング24,51間に介在する中間ハウジング40を多数個重ねて設置することにより、ミキシングユニット104,106が収容されるミキシング空間部41を延長し得るようにしたことを特徴とするミキシング装置が提供される。
【００１３】
本発明の第四の局面によれば、前記した第一の局面において、複数個のミキシングユニット104,106が、回転ユニット104と固定ユニット106とに分離して形成され、回転ユニット104の中央部には、モーター100の回転軸102と一体で回転するよう結合される結合孔105が設けてあり、固定ユニット106は、その周囲がハウジングl14に固定され、中央には回転軸102がスライド可能に結合される挿入孔107を有することを特徴とするミキシング装置が提供される。
【００１４】
本発明の第五の局面によれば、第四の局面において、回転ユニット104内部の流体通路39に、放射方向に対し所定の角度傾けて配置された１個以上の流体ガイド羽根62を設け、固定ユニット106の流体通路49には、回転ユニット104の流体ガイド羽根62とは逆方向に傾けて配置された１個以上の流体ガイド羽根63を放射方向に設け、流体通路39,49を通過する流体が、この流体ガイド羽根62,63により半径方向内側へ流れるように誘導されることを特徴とするミキシング装置が提供される。
【００１５】
本発明の第六の局面によれば、前記した第一の局面において、ハウジング114のミキシング空間部41内周面に、多数個のスロット45を回転軸102に平行な方向に設けたことを特徴とするミキシング装置が提供される。
【００１６】
本発明の第七の局面によれば、前記した第一の局面において、ハウジング114の入口118側および出口112側の内部空間において、隣接したミキシングユニット104,106の突起27,28の列と、交互に配置される複数個の突起25,26の列とを有する端部ディスク部材108,110が、互いに隣接したミキシングユニット104,106と相対的な回転運動をするように構成したことを特徴とするミキシング装置が提供される。
【００１７】
本発明の第八の局面によれば、入口118と出口112とを有するハウジングl14の内部に、モーター100により相対的な回転運動をする複数個のミキシングユニット104,106を互いに対向するように平行に積層して設置し、このミキシングユニット104,106の対向面には円周方向に沿って所定の間隔で離れて配置された多数個の突起27,28を有する突起列を、互いに干渉しない同心円を形成するように交互に配置して構成したミキシング装置において、前記ミキシングユニット104,106の突起27,28は、その両側面が凹に湾曲した形状に形成されて、互いに隣接した突起27,28と突起との間の空間部27a,28aを通過する流体が、突起27,28の湾曲面に沿って回転運動するように誘導し得るように構成したことを特徴とするミキシング装置が提供される。
【００１８】
本発明の第九の局面によれば、第八の局面において、複数個のミキシングユニット104,106が、回転ユニット104と固定ユニット106とに分離して構成され、回転ユニット104はディスク34の一面に突起27の列が形成され、このディスク34の反対面には放射方向へ所定の角度傾けて配置された１個以上の流体ガイド羽根62が設けてあり、突起27の列を通過して回転ディスク104の周囲部へ移送された流体を、この流体ガイド羽根62によりハウジング114の中央部に誘導し得るように構成したことを特徴とする請求項8のミキシング装置が提供される。
【００１９】
本発明の第十の局面によれば、入口118と出口112とを有するハウジングl14の内部に、モーター100により相対的な回転運動をする複数個のミキシングユニット104,106を互いに対向するように平行に積層して設置し、このミキシングユニット104,106の対向面には、円周方向に沿って所定の間隔で離れて配置された多数個の突起27,28を有する突起列を、互いに干渉しない同心円を形成するように交互に配置して構成したミキシング装置において、複数個のミキシングユニット104,106が、回転ユニット104と固定ユニット106とに分離して形成され、回転ユニット104は、ディスク34の一面に突起27の列が形成され、このディスク34の反対面には放射方向へ所定の角度傾けて配置された１個以上の流体ガイド羽根62が設けてあり、突起27の列を通過して回転ディスク104の周囲へ移送された流体を、この流体ガイド羽根62によりハウジングl14の中央部に誘導し得るように構成したことを特徴とするミキシング装置が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、添付図面を参照して本発明の構成および動作を詳細に説明する。まず、図１〜図４を参照すると、本発明のミキシング装置は大別して、回転軸102を備えたモーター100と、このモーター100の回転軸102に一体で回転するよう設置された回転ユニット104およびハウジング114に固定された固定ユニット106を一組とする、多段のミキシングユニット104,106と、このミキシングユニット104,106を内部に収容するハウジング114とから構成される。
【００２１】
ハウジング114は、図１〜図３にみるとおり、モーター100のフランジに固定され、内部に流体をハウジング114の中央部に供給する入口118を有する下部ハウジング24と、この下部ハウジング24の上部に連結して設置され、内部にミキシングユニット104,106を収容するミキシング空間部41が形成された中間ハウジング40と、この中間ハウジング40の上部に連結して設置され、その内部に流体を外部へ排出する出口112を有する上部ハウジング51とから構成される。
【００２２】
下部ハウジング24は、中央に回転軸102を挿し込む軸孔30が設けられ、この軸孔30周囲の上面中央部に、同心円を形成する複数列の突起25を有する下段ディスク部材110が固定されていて、内部に下段ディスク部材110の中央部に連通する入口118が設けてある。
【００２３】
中間ハウジング40は、下部ハウジング24の上部にボルト130により締結されるものであって、その内部にミキシングユニット104,106を収容するミキシング空間部41が形成され、このミキシング空間部41の内壁面に、回転軸102と平行な多数個のスロット45が設けられる。このような中間ハウジング40は、ミキシングユニット104,106の段数に従って増減して重ねて設置される。
【００２４】
上部ハウジング51は、中間ハウジング40の上部にボルト130で締結されるものであって、その内部に加工された乳化物を外部へ排出する出口112を有する排出ブロック48と、この排出ブロック48の上部に連結して設置されるカバーブロック52とから成る。排出ブロック48は、その外形が中間ハウジング40と類似であり、その中央部には後述する上段ディスク部材108を収容するためのミキシング空間部41が形成され、このミキシング空間部41の内壁面には、多数個のスロット45が設けられている。カバーブロック52はミキシング空間部41を密閉するためのものであって、その中央部にはモーター100の回転軸102を支持するベアリング57が、リング体56に嵌められて設置されており、このリング体56の上端にはキャップ58が被せてある。
【００２５】
ミキシングユニット104,106は、供給される流体を粉砕および混合するためのものであって、回転ユニット104と固定ユニット106が一対を成し、互いに交互に設置される。もちろん、上述の回転ユニット104と固定ユニット106以外のものであっても、互いに相対的な回転運動をすることができるものであれば本発明による効果を達成し得るので、すべて利用可能である。
【００２６】
ここで、互いに対を成すミキシングユニット104,106には、その対向面に、互いに干渉しない同心円を成形成するように交互に配置された多数列の突起27,28が設けられるが、この突起27,28は、同心円の円周方向に沿っても所定の間隔で離れて配置されていて、突起27,28と突起27,28との間に流体が通過する空間部27a,28aが形成されている。
【００２７】
突起27,28は、その両側面が凹の弧状をした湾曲面であって、突起27,28と突起27,28との間の空間部27a,28aを通過する流体が、それぞれの突起27,28に衝突して粉砕および混合されるとともに、この突起27,28の湾曲面に沿って高速で回転しながら、粒子間の衝突により粉砕および混合の効率を高めることができるように構成される。
【００２８】
ミキシングユニット104,106は、図５と図７にみるとおり、それぞれ一対のディスク34,36および44,46が、中間の流体ガイド羽根62,63により所定の間隔で離れているように平行に固定されたものであって、一対のディスク34,36および44,46の間には流体通路39,49が設けられ、それぞれのディスク34,36および44,46の外側面には、隣接したミキシングユニット106,104の突起28,27の列と交互に結合される、複数の突起27,28の列が、同心円を形成するように構成する。また、一対のディスク34,36および44,46のうち、ハウジングl14の入口118側へ向いたディスク34,44は、図４に示すように、その周囲の面がハウジングl14の内周面と所定の間隔で離れているように、その直径を小さくするか、または対応する部分のハウジング114の内径を大きくして、流体通路39,49と連通する流入口37,47を設ける。
【００２９】
ハウジング114の出口112側へ向いたディスク36,46には、その中央部に、流体通路39,49と連通する流出口35,45を設ける。
【００３０】
そのほか、ミキシングユニット104,106のうち回転ユニット104には、その中央部にモーター100の回転軸102と一体に回転するようスプライン結合するボス31を設け、固定ユニット106は、図２と図７に示すとおり、一対のディスク44,46のうちいずれか一つのディスク46の直径がミキシング空間部41の内径より大きくなるよう延長して形成されていて、この延長部が、多段に積層されるハウジング114の連結部位に介在して固定される。
【００３１】
回転ユニット104の内部の流体通路39には、図５および図７に示したとおり、半径方向の外側へ行くほど、この回転ユニット104の回転方向へ傾けて配置された、多数個の流体ガイド羽根62が設けてあり、固定ユニット106の流体通路49には、半径方向の外側へ行くほど、回転ユニット104の回転方向とは逆方向へ傾けて配置された、多数個の流体ガイド羽根63が設けてあって、それぞれの流体通路39,49を通過する流体が、この流体ガイド羽根62,63により半径方向の内側へ流れるように誘導される。
【００３２】
このようなミキシングユニット104,106は、必要に応じて多段に設置し、上段に位置するミキシングユニット106の上部には、図２に示したように、上段ミキシングブロック106とかみ合って流体を粉砕し混合する、上段ディスク部材108を設置する。このような上段ディスク部材108は、モーター100の回転軸102にスプライン結合されて一体に回転し、その底面には上段ミキシングブロック106の突起28の列と交互に配置された突起26の列が形成され、その周囲には、処理された乳化物を上部ハウジング51の出口112を通じて外部へ排出するようにする羽根29が設けてある。
【００３３】
本発明によるミキシング装置をより具体的に考察してみると、図２および図３に示すように、モーター100のフランジ上部に、ベースカバーブロック12がボルトで固定され、その上部には、下部ハウジング24が固定されている。ベースカバーブロック12の内側にはベアリングカバー20が設けてあって、下部ハウジング24の軸孔30にはベアリング22とスリーブ32が、順次に設けてある。ここで、スリーブ32は回転軸102と一体に回転するよう設置され、その外周面には多数個の歯が設けてあって、下部ハウジング24の入口118を通じて供給される、互いに異なる流体を、一次的に混合および粉砕する。
【００３４】
ついで、回転ユニット104が下部ハウジング24の上部に載せられて設置されており、この回転ユニット104の底面の突起27の列が、下部ハウジング24の上面の突起25の列と互いに交互に配置されて、回転軸102と一体に回転しながら、供給された流体を粉砕および混合する。
【００３５】
固定ユニット106は、その底面の突起28の列が、下部に位置する回転ユニット104の上面の突起27の列と互いに交互にかみ合うよう載せられて、設置されている。この固定ユニット106の下部ディスク44の中央には、図７に示すように、挿入孔107が設けてあって、この挿入孔107には回転軸102にスライド可能に結合されるスリーブ42が嵌められて、隣接した回転ユニット104との上下間隔を維持するとともに、回転を円滑にし、流体が挿入孔107を通じて下方へ逆流することを防止する。
【００３６】
このような回転ユニット104と固定ユニット106とは、互いに交互に位置するよう多段に設置され、上段固定ブロック106の上部には上段ディスク部材108が、回転軸102にスプライン結合されて一体に回転するよう設置されるが、このときにも、前記上段ディスク部材108の突起26の列と上段固定ブロック106の突起28の列とが、互いに交互にかみ合うように配置される。
【００３７】
以上の構成を有する本発明の装置においては、図２および図４にみるとおり、下部ハウジング24の入口118を通じて供給された流体が、軸孔30を通過しながら回転軸102と一体に回転するスリーブ32の歯により、一次的に粉砕および混合されて、下段ディスク部材110と回転ユニット104との間に供給される。
【００３８】
ついでこの流体は、回転ユニット104に沿って回転しながら、遠心力により、下段ディスク部材110の突起25の列と、回転ユニット104の突起27の列とを交互に通過する。このような過程で、流体は回転ユニット104の突起27の列による空転運動(回転ユニット104の回転方向に沿って進行する運動)と、下段ディスク部材110の突起25の列による空転運動の停止とを繰り返しながら、それぞれの突起25,27に衝突して粉砕および混合されることはいうまでもなく、突起25,27と突起25,27との間の空間部25a,27aにおいて、高速に自転運動(それぞれの突起25,27と突起25,27との間の空間部25a,27aにおいて、突起25,27の壁面に沿って回転する運動)しながら、粒子間の衝突により微粒子状に粉砕され混合される。
【００３９】
上記したところと同様に、下段ディスク部材110と回転ユニット104との間を通過した流体は、図７に示すように、回転ユニット104の上下部ディスク34,36間の流体通路39に流入し、上部ディスク36中央部の流出口35を通じて、回転ユニット104と固定ユニット106との間に供給される。ここで、回転ユニット104の流体通路39内部には、回転ユニット104の周囲部分へ流入した流体を回転ユニット104の内側へ流れるように誘導する、図５に示した流体ガイド羽根62が設けてあって、流体の流れを円滑にする。
【００４０】
続いて、回転ユニット104と固定ユニット106の間に供給された流体は、回転ユニット104が高速で回転するに従って、回転ユニット104と固定ユニット106のそれぞれの突起27,28の列を通過して、外側へ移送されながら前述した下段ディスク部材110と回転ユニット104におけると同一の方法で粉砕および混合されて、より微細な粒子に乳化される。
【００４１】
このように、回転ユニット104と固定ユニット106の間を通過した流体は、固定ユニット106の上下部ディスク44,46間の流体通路49に流入し、上部ディスク46中央部の流出口45を通じて、固定ユニット106と上部の回転ユニット104との間に供給される。このときにも、固定ユニット106の流体通路49内部には固定ユニット106の周囲の部分に流入した流体を、固定ユニット106の内側へ流れるように誘導する、図５に示した流体ガイド羽根63が設けてあって、流体の流れを円滑にする。
【００４２】
このような過程を、多段のミキシングブロック104,106により繰り返しながら流体を望むサイズの微粒子状に乳化させて、出口112に連結されたボイラーや、舶用エンジンなどの他の装置に供給する。
【００４３】
以上説明したようなミキシング装置は、図２の上下部ハウジング24,51の間に多数個の中間ハウジング40を重ねて設置し、回転軸102を長さに適合したものに取り替えれば、ミキシングユニット104,106を簡便に増減することができるため、流体を望むサイズの微粒子に乳化させて、連結された装置へ直ちに供給することができる。
【００４４】
従って、個別の成分に分離する前の安定な乳化物を、連結された装置へ供給することができるのはもちろんのこと、従来のように、所望のサイズの乳化物を得るために多数のミキシング装置を用意する必要がなく、乳化物を一時的に貯蔵するためのタンクなどの付帯施設も不要になる。
【００４５】
本発明のミキシング装置は、流体が回転ユニット104の突起27の間の空間部27aに流入し、所定の角度回転して固定ユニット106の空間部28aと連通する瞬間に、遠心力により、この固定ユニット106の突起28の間の空間部28aへ流入する。ここで、突起27,28はその両側面が凹の形状に湾曲して形成されていて、その入口側の段部が遠心力による流体の進行方向とほぼ一致するため、この空間部27a,28aに流入した流体が抵抗を受けることなく突起27,28の湾曲面に沿って空間部27a,28a内で高速回転し、その間、粒子間の衝突が活発になり、粉砕および混合の効率が著しく向上する。
【００４６】
このように、本発明のミキシング装置は、ミキシングユニット104,106を簡便に増設して、所望のサイズの乳化物を連結された装置へ直ちに供給することができるため、乳化物を安定化させるための別途の乳化剤が不要であり、コストを節減できることはもちろん、環境汚染などを誘発しないという長所がある。
【００４７】
そのほかの態様として、本発明のミキシング装置は、それぞれのディスク34,36および44,46の一面に、同心円を形成する多数列のリング形状の突出部を成形し、このリング形状突出部を所定間隔にドリリングして、それぞれの突起27,28を成形することができる。従って、このミキシング装置は、それぞれのミキシングユニット104,106を大型化しても、半径方向の内外側の突起27,28のサイズが均一に形成され、流体の粉砕および混合の効率が高く、装備を大型化して多量の流体を所望のサイズの微粒子に乳化して供給することができる。
【００４８】
さらに本発明のミキシング装置は、それぞれのミキシングユニット104,106の内部にミキシングユニット104,106の周囲へ流れ出た流体を再びミキシングユニット104,106の中央部へ誘導する流体ガイド羽根を備えているから、ミキシングユニット104,106を大型化しても、ミキシングユニット104,106を通過する流体の流れが円滑に誘導される。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
以上説明したミキシング装置は、液状の流体のみならず、粉末材料も混合して粉砕することができ、適用分野も、接着剤、ペイント、グリース、殺虫剤、除草剤、液状肥料などの化学製品、ネクター、果物および野菜ジュース、食用固形物などの食品類、ローション、クリーム、ゲル、リップスティック、歯磨きなどの化粧品、および油脂を利用する産業など多くの分野に適用することができる。
【００５０】
本発明によるミキシング装置は、被処理物を、コンパクトな構造で増設可能な多段のミキシングブロック104,106により所望のサイズの微粒子に粉砕および混合して、連結された装置へ直ちに供給して使用することができる上に、別途の乳化剤などが不要であり、付帯施設が簡素化されてコストが著しく節減されるという利点がある。また、本発明のミキシング装置は、被処理物の運動量を増大させて粒子間の衝突による粉砕および混合の効率を高めることができる。大型化が可能であるため、多量の被処理物を所望のサイズの微粒子に粉砕および混合して使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明によるミキシング装置の一例を示した斜視図。
【図２】図１の分解斜視図。
【図３】図１の分解された状態を示した縦断面図。
【図４】図１の組立てられた状態を示した縦断面図。
【図５】本発明を構成するミキシングユニットの分解斜視図。
【図６】図５のミキシングユニットの分解された状態を示した縦断面図。
【図７】図５のミキシングユニットの結合状態図であって、流体の流れを示した縦断面図。
【図８】本発明を構成する上段ディスク部材の平面図。
【図９】図８の上段ディスク部材の底面図。
【図１０】本発明による固定ユニットを構成する上部ディスクの平面図。
【図１１】前記固定ユニットを構成する下部ディスクの平面図。
【図１２】図１１の下部ディスクの底面図。
【図１３】本発明による回転ユニットを構成する上部ディスクの平面図。
【図１４】前記回転ユニットを構成する下部ディスクの平面図。
【図１５】図１４の下部ディスクの底面図。
【図１６】図４に対比される、本発明によるミキシング装置の別の実施態様であって、ミキシングユニットおよび中間ハウジングを増設した場合の組立てられた状態を示した縦断面図。
【符号の説明】
【００５２】
２４ 下部ハウジング
２５，２６，２７，２８ 突起
２７ａ，２８ａ 突起と突起との間の空間部
３４，３６，４４，４６ ディスク
３５，４５ 流出口
３７，４７ 流入口
３９，４９ 流体通路
４０ 中間ハウジング
４１ ミキシング空間部
４５ スロット
５１ 上部ハウジング
６２，６３ 流体ガイド羽根
１００ モーター
１０２ 回転軸
１０４ ミキシングユニット（回転ユニット）
１０６ ミキシングユニット（固定ユニット）
１０７ 挿入孔
１０８，１１０ 端部ディスク部材
１１２ 出口
１１４ ハウジング
１１８ 入口
【０００１】
本発明はミキシング装置に関し、より詳細には、コンパクトな構造で増設可能な多段のミキシングユニットにより、被処理物を所望のサイズの微粒子に粉砕および混合して使用することができるミキシング装置に関する。この装置は、別途の乳化剤などが不要であるためコストが節減でき、被処理物の運動量を増大させて粒子間の衝突により粉砕および混合の効率を高めることができるのはもちろんのこと、大型化が可能である。
【背景技術】
【０００２】
大型ボイラーや舶用エンジンなどには、燃料の燃焼効率を高めるために、水と油を微粒子の形態に微細に粉砕して混合したエマルジョン燃料が用いられ、このようなエマルジョン燃料を製造するために、多様な種類のミキシング装置が開発されて用いられている。そのほかにも、ミキシング装置は、化学製品や食品類を生産する工場などでも、原料になる種々の流体を微粒子形態に微細に粉砕して均一に混合するために用いられている。
【０００３】
このような場合に使用する従来のミキシング装置は、通常、ケース内部に、駆動モーターにより回転される単一の回転ユニットと、この回転ユニットに平行に配置される固定ユニットとを備えている。そこでは、回転ユニットと固定ユニットの対向面に、円周方向に所定の間隔で配置した多数個の突起が設けられていて、互いに交互に契合する複数列の同心円を形成している。
【０００４】
従って、上記のミキシング装置は、回転ユニットを高速で回転させるとともに、回転ユニットの中央部に原料である流体を供給すると、この流体が回転ユニットの突起に沿って回転しながら、遠心力により突起と突起との間の空間部を通過して、ケースの周囲の部分にある排出口を通じて外部へ排出される。このような過程で、前記の流体は、回転ユニットの突起の列と固定ユニットの突起の列とを交叉的に通過しながら、それぞれの突起に継続的に衝突しながら微細な粒子形態に粉砕されるとともに、互いに混合されて、微粒子形態で乳化される。
【０００５】
しかし、このような従来のミキシング装置は、中央部に供給された流体が遠心力により回転ユニットと固定ユニットとをいったん通過すると、ケース周囲の排出口を通じて直ちに排出されるか、または遠心ファンを通じて外部へ排出されるものであるから、微粒化の程度が使用者の要求に及ばない場合が多かった。従って、通常は乳化された流体を直接用いるのではなく、これをタンクに貯蔵しておき、使用時には再び乳化させて所望のサイズに微粒化させて用いるため、作業が非常にわずらわしく、かつ時間がかかるという問題がある。そのほかにも、付帯設備が増えたり、タンクに貯蔵している間に乳化された物質が互いに分離してもとの状態に戻ったりするなど、さまざまな問題がある。
【０００６】
従って、従来は、このようなミキシング装置を利用する場合にも、供給された流体が均一に混合され、混合された流体が容易に分離しないように、界面活性剤などの乳化剤を混合して用いていた。しかし、このような乳化方式は、純粋な燃料や原料以外に、界面活性剤などの乳化剤が別途に必要であるため、コストが増加するのはもちろん、環境汚染を誘発するものであり、燃料を予熱する過程でエマルジョン燃料が水と油に分離するという現象がみられるなどの問題がある。
【０００７】
また、上記のミキシング装置においては、供給された流体が、回転ユニットの突起と突起との間の空間部に入り、回転ユニットに沿って所定の角度回転されて、空間部が固定ユニットの突起と突起との間の空間部と連なる瞬間、遠心力により、固定ユニットの突起と突起との間の空間部へ進入する。このとき、流体は遠心力により回転ユニットの接線方向へ進行しようとするのに対し、これを収容する固定ユニットの突起と突起との間の空間部は、流体の進行方向とは全く異なる角度をもった、半径方向の四角な空間部を形成している。従って、この四角な空間部に流入した流体は、遠心力による加速運動に抵抗を受けるようになり、乳化の効率が著しく低下するという問題がある。
【０００８】
それ以外にも、従来のミキシング装置は、ディスクの一面に同心円をなす多数列のリング形状の突出部を成形し、このリング形状突出部を半径方向ヘスリッティングしてそれぞれの突起を成形するものであるから、半径方向の外側ほど突起のサイズが大きくなって、突起と突起との間の空間を通過するときの流体の粉砕および乳化の効率が著しく低下するため、装備を大型化し難いという問題点がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は上記したような諸問題を解決するために案出されたものであって、本発明の目的は、コンパクトな構造で増設可能な多段のミキシングブロックにより、被処理物を、所望のサイズの微粒子に粉砕および混合して使用することができ、別途の乳化剤などが不要であるためコストが節減され、被処理物の運動量を増大させて粒子間の衝突により粉砕および混合の効率を高めることができるのはもちろんのこと、大型化が可能なミキシング装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の第一の局面によれば、入口118と出口112とを有するハウジングl14の内部空間に、モーター100により相対的な回転運動をする複数個のミキシングユニット104,106を互いに対向するように平行に積層して設置し、このミキシングユニット104,106の対向面には、円周方向に沿って所定の間隔で離れて配置された多数個の突起27,28を有する突起列を、互いに干渉しない同心円を形成するように交互に配置して構成したミキシング装置において、ミキシングユニット104,106は、所定の間隔で離れて平行に固定されたそれぞれ一対のディスク34,36および44,46から成り、この一対のディスク34,36および44,46の外側面には突起27,28の列が設けてあり、一対のディスク34,36および44,46の間には流体通路39,49が形成され、それぞれのミキシングユニット104,106において、ハウジング114の入口118側へ向いたそれぞれのディスク34,44は、その外周面がハウジング114の内周面と所定の間隔で離れるように形成されることにより、流体通路39,49と連通する流入口37,47が設けられ、ハウジング114の出口112側へ向いたそれぞれのディスク36,46は、その内周面に流体通路39,49と連通する流出口35,45を有するように構成され、それぞれのミキシングユニット104,106をハウジング114内部において順次に結合して、多段に設置できるようにしたことを特徴とするミキシング装置が提供される。
【００１１】
本発明の第二の局面によれば、第一の局面において、ミキシングユニット104,106の突起27,28が、その両側面が凹に湾曲した形状に形成されていることを特徴とするミキシング装置が提供される。
【００１２】
本発明の第三の局面によれば、前記した第一の局面において、ハウジング114が、その内部にミキシングユニット104,106の中央部に流体を供給する入口118を有する下部ハウジング24と、この下部ハウジング24に連結して設置され、その内部にミキシングユニット104,106を収容するミキシング空間部41を形成した１個以上の中間ハウジング40と、この中間ハウジング40に連結して設置され、その内部に中間ハウジング40のミキシング空間部41と連通する出口112を有する上部ハウジング51とから構成され、上部および下部ハウジング24,51間に介在する中間ハウジング40を多数個重ねて設置することにより、ミキシングユニット104,106が収容されるミキシング空間部41を延長し得るようにしたことを特徴とするミキシング装置が提供される。
【００１３】
本発明の第四の局面によれば、前記した第一の局面において、複数個のミキシングユニット104,106が、回転ユニット104と固定ユニット106とに分離して形成され、回転ユニット104の中央部には、モーター100の回転軸102と一体で回転するよう結合される結合孔105が設けてあり、固定ユニット106は、その周囲がハウジングl14に固定され、中央には回転軸102がスライド可能に結合される挿入孔107を有することを特徴とするミキシング装置が提供される。
【００１４】
本発明の第五の局面によれば、第四の局面において、回転ユニット104内部の流体通路39に、放射方向に対し所定の角度傾けて配置された１個以上の流体ガイド羽根62を設け、固定ユニット106の流体通路49には、回転ユニット104の流体ガイド羽根62とは逆方向に傾けて配置された１個以上の流体ガイド羽根63を放射方向に設け、流体通路39,49を通過する流体が、この流体ガイド羽根62,63により半径方向内側へ流れるように誘導されることを特徴とするミキシング装置が提供される。
【００１５】
本発明の第六の局面によれば、前記した第一の局面において、ハウジング114のミキシング空間部41内周面に、多数個のスロット45を回転軸102に平行な方向に設けたことを特徴とするミキシング装置が提供される。
【００１６】
本発明の第七の局面によれば、前記した第一の局面において、ハウジング114の入口118側および出口112側の内部空間において、隣接したミキシングユニット104,106の突起27,28の列と、交互に配置される複数個の突起25,26の列とを有する端部ディスク部材108,110が、互いに隣接したミキシングユニット104,106と相対的な回転運動をするように構成したことを特徴とするミキシング装置が提供される。
【００１７】
本発明の第八の局面によれば、入口118と出口112とを有するハウジングl14の内部に、モーター100により相対的な回転運動をする複数個のミキシングユニット104,106を互いに対向するように平行に積層して設置し、このミキシングユニット104,106の対向面には円周方向に沿って所定の間隔で離れて配置された多数個の突起27,28を有する突起列を、互いに干渉しない同心円を形成するように交互に配置して構成したミキシング装置において、前記ミキシングユニット104,106の突起27,28は、その両側面が凹に湾曲した形状に形成されて、互いに隣接した突起27,28と突起との間の空間部27a,28aを通過する流体が、突起27,28の湾曲面に沿って回転運動するように誘導し得るように構成したことを特徴とするミキシング装置が提供される。
【００１８】
本発明の第九の局面によれば、第八の局面において、複数個のミキシングユニット104,106が、回転ユニット104と固定ユニット106とに分離して構成され、回転ユニット104はディスク34の一面に突起27の列が形成され、このディスク34の反対面には放射方向へ所定の角度傾けて配置された１個以上の流体ガイド羽根62が設けてあり、突起27の列を通過して回転ディスク104の周囲部へ移送された流体を、この流体ガイド羽根62によりハウジング114の中央部に誘導し得るように構成したことを特徴とする請求項8のミキシング装置が提供される。
【００１９】
本発明の第十の局面によれば、入口118と出口112とを有するハウジングl14の内部に、モーター100により相対的な回転運動をする複数個のミキシングユニット104,106を互いに対向するように平行に積層して設置し、このミキシングユニット104,106の対向面には、円周方向に沿って所定の間隔で離れて配置された多数個の突起27,28を有する突起列を、互いに干渉しない同心円を形成するように交互に配置して構成したミキシング装置において、複数個のミキシングユニット104,106が、回転ユニット104と固定ユニット106とに分離して形成され、回転ユニット104は、ディスク34の一面に突起27の列が形成され、このディスク34の反対面には放射方向へ所定の角度傾けて配置された１個以上の流体ガイド羽根62が設けてあり、突起27の列を通過して回転ディスク104の周囲へ移送された流体を、この流体ガイド羽根62によりハウジングl14の中央部に誘導し得るように構成したことを特徴とするミキシング装置が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、添付図面を参照して本発明の構成および動作を詳細に説明する。まず、図１〜図４を参照すると、本発明のミキシング装置は大別して、回転軸102を備えたモーター100と、このモーター100の回転軸102に一体で回転するよう設置された回転ユニット104およびハウジング114に固定された固定ユニット106を一組とする、多段のミキシングユニット104,106と、このミキシングユニット104,106を内部に収容するハウジング114とから構成される。
【００２１】
ハウジング114は、図１〜図３にみるとおり、モーター100のフランジに固定され、内部に流体をハウジング114の中央部に供給する入口118を有する下部ハウジング24と、この下部ハウジング24の上部に連結して設置され、内部にミキシングユニット104,106を収容するミキシング空間部41が形成された中間ハウジング40と、この中間ハウジング40の上部に連結して設置され、その内部に流体を外部へ排出する出口112を有する上部ハウジング51とから構成される。
【００２２】
下部ハウジング24は、中央に回転軸102を挿し込む軸孔30が設けられ、この軸孔30周囲の上面中央部に、同心円を形成する複数列の突起25を有する下段ディスク部材110が固定されていて、内部に下段ディスク部材110の中央部に連通する入口118が設けてある。
【００２３】
中間ハウジング40は、下部ハウジング24の上部にボルト130により締結されるものであって、その内部にミキシングユニット104,106を収容するミキシング空間部41が形成され、このミキシング空間部41の内壁面に、回転軸102と平行な多数個のスロット45が設けられる。このような中間ハウジング40は、ミキシングユニット104,106の段数に従って増減して重ねて設置される。
【００２４】
上部ハウジング51は、中間ハウジング40の上部にボルト130で締結されるものであって、その内部に加工された乳化物を外部へ排出する出口112を有する排出ブロック48と、この排出ブロック48の上部に連結して設置されるカバーブロック52とから成る。排出ブロック48は、その外形が中間ハウジング40と類似であり、その中央部には後述する上段ディスク部材108を収容するためのミキシング空間部41が形成され、このミキシング空間部41の内壁面には、多数個のスロット45が設けられている。カバーブロック52はミキシング空間部41を密閉するためのものであって、その中央部にはモーター100の回転軸102を支持するベアリング57が、リング体56に嵌められて設置されており、このリング体56の上端にはキャップ58が被せてある。
【００２５】
ミキシングユニット104,106は、供給される流体を粉砕および混合するためのものであって、回転ユニット104と固定ユニット106が一対を成し、互いに交互に設置される。もちろん、上述の回転ユニット104と固定ユニット106以外のものであっても、互いに相対的な回転運動をすることができるものであれば本発明による効果を達成し得るので、すべて利用可能である。
【００２６】
ここで、互いに対を成すミキシングユニット104,106には、その対向面に、互いに干渉しない同心円を成形成するように交互に配置された多数列の突起27,28が設けられるが、この突起27,28は、同心円の円周方向に沿っても所定の間隔で離れて配置されていて、突起27,28と突起27,28との間に流体が通過する空間部27a,28aが形成されている。
【００２７】
突起27,28は、その両側面が凹の弧状をした湾曲面であって、突起27,28と突起27,28との間の空間部27a,28aを通過する流体が、それぞれの突起27,28に衝突して粉砕および混合されるとともに、この突起27,28の湾曲面に沿って高速で回転しながら、粒子間の衝突により粉砕および混合の効率を高めることができるように構成される。
【００２８】
ミキシングユニット104,106は、図５と図７にみるとおり、それぞれ一対のディスク34,36および44,46が、中間の流体ガイド羽根62,63により所定の間隔で離れているように平行に固定されたものであって、一対のディスク34,36および44,46の間には流体通路39,49が設けられ、それぞれのディスク34,36および44,46の外側面には、隣接したミキシングユニット106,104の突起28,27の列と交互に結合される、複数の突起27,28の列が、同心円を形成するように構成する。また、一対のディスク34,36および44,46のうち、ハウジングl14の入口118側へ向いたディスク34,44は、図４に示すように、その周囲の面がハウジングl14の内周面と所定の間隔で離れているように、その直径を小さくするか、または対応する部分のハウジング114の内径を大きくして、流体通路39,49と連通する流入口37,47を設ける。
【００２９】
ハウジング114の出口112側へ向いたディスク36,46には、その中央部に、流体通路39,49と連通する流出口35,45を設ける。
【００３０】
そのほか、ミキシングユニット104,106のうち回転ユニット104には、その中央部にモーター100の回転軸102と一体に回転するようスプライン結合するボス31を設け、固定ユニット106は、図２と図７に示すとおり、一対のディスク44,46のうちいずれか一つのディスク46の直径がミキシング空間部41の内径より大きくなるよう延長して形成されていて、この延長部が、多段に積層されるハウジング114の連結部位に介在して固定される。
【００３１】
回転ユニット104の内部の流体通路39には、図５および図７に示したとおり、半径方向の外側へ行くほど、この回転ユニット104の回転方向へ傾けて配置された、多数個の流体ガイド羽根62が設けてあり、固定ユニット106の流体通路49には、半径方向の外側へ行くほど、回転ユニット104の回転方向とは逆方向へ傾けて配置された、多数個の流体ガイド羽根63が設けてあって、それぞれの流体通路39,49を通過する流体が、この流体ガイド羽根62,63により半径方向の内側へ流れるように誘導される。
【００３２】
このようなミキシングユニット104,106は、必要に応じて多段に設置し、上段に位置するミキシングユニット106の上部には、図２に示したように、上段ミキシングブロック106とかみ合って流体を粉砕し混合する、上段ディスク部材108を設置する。このような上段ディスク部材108は、モーター100の回転軸102にスプライン結合されて一体に回転し、その底面には上段ミキシングブロック106の突起28の列と交互に配置された突起26の列が形成され、その周囲には、処理された乳化物を上部ハウジング51の出口112を通じて外部へ排出するようにする羽根29が設けてある。
【００３３】
本発明によるミキシング装置をより具体的に考察してみると、図２および図３に示すように、モーター100のフランジ上部に、ベースカバーブロック12がボルトで固定され、その上部には、下部ハウジング24が固定されている。ベースカバーブロック12の内側にはベアリングカバー20が設けてあって、下部ハウジング24の軸孔30にはベアリング22とスリーブ32が、順次に設けてある。ここで、スリーブ32は回転軸102と一体に回転するよう設置され、その外周面には多数個の歯が設けてあって、下部ハウジング24の入口118を通じて供給される、互いに異なる流体を、一次的に混合および粉砕する。
【００３４】
ついで、回転ユニット104が下部ハウジング24の上部に載せられて設置されており、この回転ユニット104の底面の突起27の列が、下部ハウジング24の上面の突起25の列と互いに交互に配置されて、回転軸102と一体に回転しながら、供給された流体を粉砕および混合する。
【００３５】
固定ユニット106は、その底面の突起28の列が、下部に位置する回転ユニット104の上面の突起27の列と互いに交互にかみ合うよう載せられて、設置されている。この固定ユニット106の下部ディスク44の中央には、図７に示すように、挿入孔107が設けてあって、この挿入孔107には回転軸102にスライド可能に結合されるスリーブ42が嵌められて、隣接した回転ユニット104との上下間隔を維持するとともに、回転を円滑にし、流体が挿入孔107を通じて下方へ逆流することを防止する。
【００３６】
このような回転ユニット104と固定ユニット106とは、互いに交互に位置するよう多段に設置され、上段固定ブロック106の上部には上段ディスク部材108が、回転軸102にスプライン結合されて一体に回転するよう設置されるが、このときにも、前記上段ディスク部材108の突起26の列と上段固定ブロック106の突起28の列とが、互いに交互にかみ合うように配置される。
【００３７】
以上の構成を有する本発明の装置においては、図２および図４にみるとおり、下部ハウジング24の入口118を通じて供給された流体が、軸孔30を通過しながら回転軸102と一体に回転するスリーブ32の歯により、一次的に粉砕および混合されて、下段ディスク部材110と回転ユニット104との間に供給される。
【００３８】
ついでこの流体は、回転ユニット104に沿って回転しながら、遠心力により、下段ディスク部材110の突起25の列と、回転ユニット104の突起27の列とを交互に通過する。このような過程で、流体は回転ユニット104の突起27の列による空転運動(回転ユニット104の回転方向に沿って進行する運動)と、下段ディスク部材110の突起25の列による空転運動の停止とを繰り返しながら、それぞれの突起25,27に衝突して粉砕および混合されることはいうまでもなく、突起25,27と突起25,27との間の空間部25a,27aにおいて、高速に自転運動(それぞれの突起25,27と突起25,27との間の空間部25a,27aにおいて、突起25,27の壁面に沿って回転する運動)しながら、粒子間の衝突により微粒子状に粉砕され混合される。
【００３９】
上記したところと同様に、下段ディスク部材110と回転ユニット104との間を通過した流体は、図７に示すように、回転ユニット104の上下部ディスク34,36間の流体通路39に流入し、上部ディスク36中央部の流出口35を通じて、回転ユニット104と固定ユニット106との間に供給される。ここで、回転ユニット104の流体通路39内部には、回転ユニット104の周囲部分へ流入した流体を回転ユニット104の内側へ流れるように誘導する、図５に示した流体ガイド羽根62が設けてあって、流体の流れを円滑にする。
【００４０】
続いて、回転ユニット104と固定ユニット106の間に供給された流体は、回転ユニット104が高速で回転するに従って、回転ユニット104と固定ユニット106のそれぞれの突起27,28の列を通過して、外側へ移送されながら前述した下段ディスク部材110と回転ユニット104におけると同一の方法で粉砕および混合されて、より微細な粒子に乳化される。
【００４１】
このように、回転ユニット104と固定ユニット106の間を通過した流体は、固定ユニット106の上下部ディスク44,46間の流体通路49に流入し、上部ディスク46中央部の流出口45を通じて、固定ユニット106と上部の回転ユニット104との間に供給される。このときにも、固定ユニット106の流体通路49内部には固定ユニット106の周囲の部分に流入した流体を、固定ユニット106の内側へ流れるように誘導する、図５に示した流体ガイド羽根63が設けてあって、流体の流れを円滑にする。
【００４２】
このような過程を、多段のミキシングブロック104,106により繰り返しながら流体を望むサイズの微粒子状に乳化させて、出口112に連結されたボイラーや、舶用エンジンなどの他の装置に供給する。
【００４３】
以上説明したようなミキシング装置は、図２の上下部ハウジング24,51の間に多数個の中間ハウジング40を重ねて設置し、回転軸102を長さに適合したものに取り替えれば、ミキシングユニット104,106を簡便に増減することができるため、流体を望むサイズの微粒子に乳化させて、連結された装置へ直ちに供給することができる。
【００４４】
従って、個別の成分に分離する前の安定な乳化物を、連結された装置へ供給することができるのはもちろんのこと、従来のように、所望のサイズの乳化物を得るために多数のミキシング装置を用意する必要がなく、乳化物を一時的に貯蔵するためのタンクなどの付帯施設も不要になる。
【００４５】
本発明のミキシング装置は、流体が回転ユニット104の突起27の間の空間部27aに流入し、所定の角度回転して固定ユニット106の空間部28aと連通する瞬間に、遠心力により、この固定ユニット106の突起28の間の空間部28aへ流入する。ここで、突起27,28はその両側面が凹の形状に湾曲して形成されていて、その入口側の段部が遠心力による流体の進行方向とほぼ一致するため、この空間部27a,28aに流入した流体が抵抗を受けることなく突起27,28の湾曲面に沿って空間部27a,28a内で高速回転し、その間、粒子間の衝突が活発になり、粉砕および混合の効率が著しく向上する。
【００４６】
このように、本発明のミキシング装置は、ミキシングユニット104,106を簡便に増設して、所望のサイズの乳化物を連結された装置へ直ちに供給することができるため、乳化物を安定化させるための別途の乳化剤が不要であり、コストを節減できることはもちろん、環境汚染などを誘発しないという長所がある。
【００４７】
そのほかの態様として、本発明のミキシング装置は、それぞれのディスク34,36および44,46の一面に、同心円を形成する多数列のリング形状の突出部を成形し、このリング形状突出部を所定間隔にドリリングして、それぞれの突起27,28を成形することができる。従って、このミキシング装置は、それぞれのミキシングユニット104,106を大型化しても、半径方向の内外側の突起27,28のサイズが均一に形成され、流体の粉砕および混合の効率が高く、装備を大型化して多量の流体を所望のサイズの微粒子に乳化して供給することができる。
【００４８】
さらに本発明のミキシング装置は、それぞれのミキシングユニット104,106の内部にミキシングユニット104,106の周囲へ流れ出た流体を再びミキシングユニット104,106の中央部へ誘導する流体ガイド羽根を備えているから、ミキシングユニット104,106を大型化しても、ミキシングユニット104,106を通過する流体の流れが円滑に誘導される。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
以上説明したミキシング装置は、液状の流体のみならず、粉末材料も混合して粉砕することができ、適用分野も、接着剤、ペイント、グリース、殺虫剤、除草剤、液状肥料などの化学製品、ネクター、果物および野菜ジュース、食用固形物などの食品類、ローション、クリーム、ゲル、リップスティック、歯磨きなどの化粧品、および油脂を利用する産業など多くの分野に適用することができる。
【００５０】
本発明によるミキシング装置は、被処理物を、コンパクトな構造で増設可能な多段のミキシングブロック104,106により所望のサイズの微粒子に粉砕および混合して、連結された装置へ直ちに供給して使用することができる上に、別途の乳化剤などが不要であり、付帯施設が簡素化されてコストが著しく節減されるという利点がある。また、本発明のミキシング装置は、被処理物の運動量を増大させて粒子間の衝突による粉砕および混合の効率を高めることができる。大型化が可能であるため、多量の被処理物を所望のサイズの微粒子に粉砕および混合して使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明によるミキシング装置の一例を示した斜視図。
【図２】図１の分解斜視図。
【図３】図１の分解された状態を示した縦断面図。
【図４】図１の組立てられた状態を示した縦断面図。
【図５】本発明を構成するミキシングユニットの分解斜視図。
【図６】図５のミキシングユニットの分解された状態を示した縦断面図。
【図７】図５のミキシングユニットの結合状態図であって、流体の流れを示した縦断面図。
【図８】本発明を構成する上段ディスク部材の平面図。
【図９】図８の上段ディスク部材の底面図。
【図１０】本発明による固定ユニットを構成する上部ディスクの平面図。
【図１１】前記固定ユニットを構成する下部ディスクの平面図。
【図１２】図１１の下部ディスクの底面図。
【図１３】本発明による回転ユニットを構成する上部ディスクの平面図。
【図１４】前記回転ユニットを構成する下部ディスクの平面図。
【図１５】図１４の下部ディスクの底面図。
【図１６】図４に対比される、本発明によるミキシング装置の別の実施態様であって、ミキシングユニットおよび中間ハウジングを増設した場合の組立てられた状態を示した縦断面図。
【符号の説明】
【００５２】
２４ 下部ハウジング
２５，２６，２７，２８ 突起
２７ａ，２８ａ 突起と突起との間の空間部
３４，３６，４４，４６ ディスク
３５，４５ 流出口
３７，４７ 流入口
３９，４９ 流体通路
４０ 中間ハウジング
４１ ミキシング空間部
４５ スロット
５１ 上部ハウジング
６２，６３ 流体ガイド羽根
１００ モーター
１０２ 回転軸
１０４ ミキシングユニット（回転ユニット）
１０６ ミキシングユニット（固定ユニット）
１０７ 挿入孔
１０８，１１０ 端部ディスク部材
１１２ 出口
１１４ ハウジング
１１８ 入口
Claims (10)
- 入口118と出口112とを有するハウジングl14の内部空間に、モーター100により相対的な回転運動をする複数個のミキシングユニット104,106を互いに対向するように平行に積層して設置し、このミキシングユニット104,106の対向面には、円周方向に沿って所定の間隔で離れて配置された多数個の突起27,28を有する突起列を、互いに干渉しない同心円を形成するように交互に配置して構成したミキシング装置において、ミキシングユニット104,106は、所定の間隔で離れて平行に固定されたそれぞれ一対のディスク34,36および44,46から成り、この一対のディスク34,36および44,46の外側面には突起27,28の列が設けてあり、一対のディスク34,36および44,46の間には流体通路39,49が形成され、それぞれのミキシングユニット104,106において、ハウジング114の入口118側へ向いたそれぞれのディスク34,44は、その外周面がハウジング114の内周面と所定の間隔で離れるように形成されることにより、流体通路39,49と連通する流入口37,47が設けられ、ハウジング114の出口112側へ向いたそれぞれのディスク36,46は、その内周面に流体通路39,49と連通する流出口35,45を有するように構成され、それぞれのミキシングユニット104,106をハウジング114内部において順次に結合して、多段に設置できるようにしたことを特徴とするミキシング装置。
- ミキシングユニット104,106の突起27,28が、その両側面が凹に湾曲した形状に形成されていることを特徴とする請求項１のミキシング装置。
- ハウジング114が、その内部にミキシングユニット104,106の中央部に流体を供給する入口118を有する下部ハウジング24と、この下部ハウジング24に連結して設置され、その内部にミキシングユニット104,106を収容するミキシング空間部41を形成した１個以上の中間ハウジング40と、この中間ハウジング40に連結して設置され、その内部に中間ハウジング40のミキシング空間部41と連通する出口112を有する上部ハウジング51とから構成され、上部および下部ハウジング24,51間に介在する中間ハウジング40を多数個重ねて設置することにより、ミキシングユニット104,106が収容されるミキシング空間部41を延長し得るようにしたことを特徴とする請求項１のミキシング装置。
- 複数個のミキシングユニット104,106が、回転ユニット104と固定ユニット106とに分離して形成され、回転ユニット104の中央部には、モーター100の回転軸102と一体で回転するよう結合される結合孔105が設けてあり、固定ユニット106は、その周囲がハウジングl14に固定され、中央には回転軸102がスライド可能に結合される挿入孔107を有することを特徴とする請求項１のミキシング装置。
- 回転ユニット104内部の流体通路39に、放射方向に対し所定の角度傾けて配置された１個以上の流体ガイド羽根62を設け、固定ユニット106の流体通路49には、回転ユニット104の流体ガイド羽根62とは逆方向に傾けて配置された１個以上の流体ガイド羽根63を放射方向に設け、流体通路39,49を通過する流体が、この流体ガイド羽根62,63により半径方向内側へ流れるように誘導されることを特徴とする請求項４のミキシング装置。
- ハウジング114のミキシング空間部41内周面に、多数個のスロット45を回転軸102に平行な方向に設けたことを特徴とする請求項１のミキシング装置。
- ハウジング114の入口118側および出口112側の内部空間において、隣接したミキシングユニット104,106の突起27,28の列と、交互に配置される複数個の突起25,26の列とを有する端部ディスク部材108,110が、互いに隣接したミキシングユニット104,106と相対的な回転運動をするように構成したことを特徴とする請求項１のミキシング装置。
- 入口118と出口112とを有するハウジングl14の内部に、モーター100により相対的な回転運動をする複数個のミキシングユニット104,106を互いに対向するように平行に積層して設置し、このミキシングユニット104,106の対向面には円周方向に沿って所定の間隔で離れて配置された多数個の突起27,28を有する突起列を、互いに干渉しない同心円を形成するように交互に配置して構成したミキシング装置において、前記ミキシングユニット104,106の突起27,28は、その両側面が凹に湾曲した形状に形成されて、互いに隣接した突起27,28と突起との間の空間部27a,28aを通過する流体が、突起27,28の湾曲面に沿って回転運動するように誘導し得るように構成したことを特徴とするミキシング装置。
- 複数個のミキシングユニット104,106が、回転ユニット104と固定ユニット106とに分離して構成され、回転ユニット104はディスク34の一面に突起27の列が形成され、このディスク34の反対面には放射方向へ所定の角度傾けて配置された１個以上の流体ガイド羽根62が設けてあり、突起27の列を通過して回転ディスク104の周囲部へ移送された流体を、この流体ガイド羽根62によりハウジング114の中央部に誘導し得るように構成したことを特徴とする請求項８のミキシング装置。
- 入口118と出口112とを有するハウジングl14の内部に、モーター100により相対的な回転運動をする複数個のミキシングユニット104,106を互いに対向するように平行に積層して設置し、このミキシングユニット104,106の対向面には、円周方向に沿って所定の間隔で離れて配置された多数個の突起27,28を有する突起列を、互いに干渉しない同心円を形成するように交互に配置して構成したミキシング装置において、複数個のミキシングユニット104,106が、回転ユニット104と固定ユニット106とに分離して形成され、回転ユニット104は、ディスク34の一面に突起27の列が形成され、このディスク34の反対面には放射方向へ所定の角度傾けて配置された１個以上の流体ガイド羽根62が設けてあり、突起27の列を通過して回転ディスク104の周囲へ移送された流体を、この流体ガイド羽根62によりハウジングl14の中央部に誘導し得るように構成したことを特徴とするミキシング装置。
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