JP2009279565A

JP2009279565A - 攪拌装置

Info

Publication number: JP2009279565A
Application number: JP2008137078A
Authority: JP
Inventors: Katsumi Yamada; 勝巳山田
Original assignee: CHUO RIKA KK
Current assignee: CHUO RIKA KK
Priority date: 2008-05-26
Filing date: 2008-05-26
Publication date: 2009-12-03

Abstract

【課題】所望の混合状態の高粘度の液状物を短時間に得る攪拌装置を提供する。
【解決手段】上部が開口し、少なくとも上方側よりも下方側の径が減少する断面同心円形状のかご本体３ａを有するかご体３が支持枠体１に回転不能に支持されている。支持枠体に固定される回転駆動源２により回転駆動されるシャフト４は、支持枠体にかご体と同心に貫通して配置されている。かご本体の上方に位置するようにシャフトに固定された上羽根ユニット５は、被攪拌対象物をかご本体にその上方開口から強制的に流入させる羽根板５ｂを有する。かご本体内に位置するようにシャフトに固定された中間羽根ユニット６は、被攪拌対象物をかご本体外に強制的に流出させる羽根板６ｂを有する。かご本体内の下方に位置するようにシャフトに固定された下羽根ユニット７は、かご本体外に流出された被攪拌対象物を更に下方に流動させる羽根板７ｂを有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、攪拌、混合する過程で発生する継粉を効率的に細かく分解して、所望の混合状態の液状物を得ることができる攪拌装置に関するものである。

従来、例えば、食品製造過程において、コーンスターチ、小麦粉や調味料などの比較的微粒の物質と水等を攪拌、混合して、最適な混合状態にする作業が頻繁に行われている。また、化学工場などにおいても、高分子凝集剤と有機溶媒とを混合して、最適な混合状態にする作業も頻繁に行われている。

しかしながら、上述のような食品製造過程や化学工場などにおける攪拌、混合過程においては、小麦粉等の食品原料や高分子凝集剤が、水や有機溶媒にこなれない状態で玉状に残るいわゆる継粉を発生させがちであった。そして、従来の攪拌装置では、基本的にプロペラ翼やスクリュー翼等を高速回転させて上記の混合液を攪拌、混合するのみであったので、一旦発生した継粉は細かく分解されないまま長時間残り、最適な混合状態にするのに非常に時間がかかるという問題があった。

そこで、攪拌、混合する過程で発生する継粉を効率的に細かく分解して、短時間でこれら物質を物理的、化学的に必要な混合状態にし、所望の液状物を生成する攪拌装置として、従来、本願出願人が自ら特許出願したものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。

斯かる攪拌装置は、回転駆動源に連結されるシャフトと、シャフトに固定されて、回転駆動源により駆動されてシャフトを回転軸として回転し、軸方向下向きに流れを起こすプロペラ羽根を有する上羽根部と、上羽根部の下方にシャフトに固定されて、回転駆動源により駆動されてシャフトを回転軸として回転し、上羽根部のプロペラ羽根と同方向の流れを起こすプロペラ羽根を有する下羽根部と、上羽根部と下羽根部との間にシャフトに固定されて、回転駆動源により駆動されてシャフトを回転軸として回転し、上羽根部が装着される開口面を有するバスケット形状をした網目状のバスケット部とを有する構成となっており、被攪拌対象物は上羽根部による攪拌及び下方流動、バスケット部の遠心力による剪断、下羽根部による攪拌及び上羽根部への上方流動からなる循環的対流を繰り返すことにより、混合初期に発生した継粉も、繰り返し網目に衝突することになり、短時間に細かく分解される。
特開２００１−１３５１０２公報

しかしながら、上述した公知の攪拌装置では、バスケット部が上羽根部と下羽根部との間にシャフトに固定されて、回転駆動源により駆動されてシャフトを回転軸として回転しているため、発生した継粉はバスケット部の遠心力により剪断されているに過ぎず、被攪拌対象物がバスケット部の網目を通過する力が弱く、粘度が高いと網目が被攪拌対象物によって目詰まりし、目詰まりが生じないように網目を大きくすると、継粉を細かく分解するのに時間がかかり、高粘度の液状物を得ようとした場合、短時間に得ることができないとい問題があった。

よって本発明は、上述した現状に鑑み、高粘度の液状物であっても、簡単な構成で、効率的に継粉を細かく分解し、所望の混合状態の高粘度の液状物を短時間に得ることができる攪拌装置を提供することを課題としている。

上記課題を解決するためになされた請求項１に係る発明の攪拌装置は、支持枠体と、該支持枠体に回転不能に支持され、上方が開口して上方から下方に向かって径が減少する横断面同心円の形状をなした、メッシュ孔を持ったかご本体を有するかご体と、前記支持枠体に前記かご体を同心に貫通して配置され、前記支持枠体に固定される回転駆動源により回転駆動されたシャフトと、前記かご本体の上方に位置するように前記シャフトに固定されて、被攪拌対象物を前記かご本体にその上方開口から強制的に流入させる羽根板を有する上羽根ユニットと、前記かご本体内に位置するように前記シャフトに固定され、被攪拌対象物を前記かご本体外に強制的に流出させる羽根板を有する中間羽根ユニットと、前記かご本体の下方に位置するように前記シャフトに固定され、前記かご本体外に流出された被攪拌対象物を更に下方に流動させる羽根板を有する下羽根ユニットとを備えることを特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、被攪拌対象物は、かご本体の上方に位置する上羽根ユニットの羽根板による攪拌及びかご本体の上方開口からの強制的な流入、固定されたかご本体内に配置されたかご本体に対する中間羽根ユニットの羽根板によるかご本体外への強制的な流出、特に、流出の際の継粉の網目に対する衝突による分解、下羽根ユニットの羽根板による攪拌及び更なる下方への流動によって、循環的対流を繰り返すことになる。

請求項２に係る発明の攪拌装置は、請求項１記載の攪拌装置において、前記支持枠体は、上支持板及び下支持板と３本の支柱とを有し、前記上支持板及び前記下支持板上の正三角形を形成する位置に前記支柱の両端が固定されて前記上支持板及び前記下支持板が平行に保たれて構成され、前記シャフトは、前記正三角形の中心に前記支柱と平行に配置されていることを特徴とする。

請求項２記載の発明によれば、かご本体を回転不能に支持する支持枠体が、上支持板及び下支持板の正三角形を形成する位置に支柱の両端が固定されて上支持板及び下支持板が平行に保たれて構成され、シャフトが正三角形の中心に支柱に平行に配置されているので、シャフトに固定された上羽根ユニット及び下羽根ユニットの羽根板による被攪拌対象物の循環的対流が阻害されることなく効率的に行われる。

請求項３に係る発明の攪拌装置は、請求項２記載の攪拌装置において、前記かご体は、前記かご本体の上端部を前記正三角形の中心と同心に位置出しして回転規制する上端規制部を有することを特徴とする。

請求項３記載の発明によれば、かご本体の上端部が上端規制部によりを支柱が形成する正三角形の中心と同心に位置出しして回転規制されるので、かご本体の上端部のねじれ方向の変形が防がれる。

請求項４に係る発明の攪拌装置は、請求項３記載の攪拌装置において、前記かご体は、前記かご本体の下端部を前記下支持板上に前記正三角形の中心と同心に位置出しして支持する下端支持部を有することを特徴とする。

請求項４記載の発明によれば、かご本体の下端部が下端支持部により下支持板上に上記正三角形の中心と同心に位置出しして支持されるので、かご本体の下端部の振れと下方への変形がともに防がれる。

請求項５に係る発明の攪拌装置は、請求項２〜４の何れかに記載の攪拌装置において、前記上支持板上に固定されて前記支持枠体に取り付けられ、前記シャフトが着脱自在に固定されて連結される回転出力軸を有する回転駆動源を更に備えることを特徴とする。

請求項５記載の発明によれば、上支持板上に固定されて支持枠体に取り付けられた回転駆動源の出力回転軸にシャフトが着脱自在に固定されて連結されるので、シャフトの回転出力軸側を支持枠体に回転自在に支持する必要がない。

請求項６に係る発明の攪拌装置は、請求項１〜５の何れかに記載の攪拌装置において、前記支柱の各々に取り付けられ、前記支柱により囲まれる空間の周囲に生じる前記シャフトを中心とする前記被攪拌対象物の流れを規制するバッフル板を更に備えることを特徴とする。

請求項６記載の発明によれば、支柱の各々に取り付けられたバッフル板が、支柱により囲まれる空間の周囲に生じるシャフトを中心とする被攪拌対象物の流れを規制するので、被攪拌対象物の循環的対流が効率的に行われる。

請求項７に係る発明の攪拌装置は、請求項１〜６の何れかに記載の攪拌装置において、前記上羽根ユニットは、前記羽根板の先端に固定されて横断面が前記シャフトを中心として同心円となるように配置された円筒を有することを特徴とする。

請求項７記載の発明によれば、上羽根ユニットの羽根板の先端に円筒が固定されているので、被攪拌対象物のかご本体の上方開口からの強制的な流入が真っ直ぐに行われる。

請求項１記載の発明によれば、かご本体の上方に位置する上羽根ユニットの羽根板による被攪拌対象物の攪拌及びかご本体の上方開口からの強制的な流入、固定されたかご本体内に配置されたかご本体に対する中間羽根ユニットの羽根板による被攪拌対象物のかご本体外への強制的な流出、特に、流出の際の継粉のかご本体への衝突による分解、下羽根ユニットの羽根板による被攪拌対象物の攪拌及び更なる下方への流動によって、被攪拌対象物が循環的対流を繰り返すことになり、継粉のない所望の被攪拌対象物が短時間に得られる。

請求項２記載の発明によれば、かご本体を回転不能に支持する支持枠体が、上支持板及び下支持板の正三角形を形成する位置に支柱の両端がに固定されて上支持板及び下支持板が平行に保たれ、シャフトが正三角形の中心に配置され、シャフトに固定された上羽根ユニット及び下羽根ユニットの羽根板による被攪拌対象物の循環的対流が阻害されることなく効率的に行われるので、継粉のない所望の被攪拌対象物が短時間に得られる。

請求項３記載の発明によれば、かご本体の上端部が上端規制部によりを支柱が形成する正三角形の中心と同心に位置出しして回転規制され、かご本体の上端部のねじれ方向の変形が防がれているので、かご本体かご本体を変形し易い金網製とすることができる。

請求項４記載の発明によれば、かご本体の下端部が下端支持部により下支持板上に上記正三角形の中心と同心に位置出しして支持され、かご本体の下端部の振れと下方への変形がともに防がれているので、かご本体かご本体を変形し易い金網製とすることができる。

請求項５記載の発明によれば、上支持板上に固定されて支持枠体に取り付けられた回転駆動源の出力回転軸にシャフトが着脱自在に固定されて連結され、シャフトの回転出力軸側を支持枠体に回転自在に支持する必要がないので、回転駆動源を備える攪拌装置の構成を簡略化することができる。

請求項６記載の発明によれば、支柱により囲まれる空間の周囲に生じるシャフトを中心とする被攪拌対象物の流れが、支柱の各々に取り付けられたバッフル板により規制されて被攪拌対象物の循環的対流が効率的に行われるので、継粉のない所望の被攪拌対象物が短時間に得られる。

請求項７記載の発明によれば、上羽根ユニットと一緒に円筒が回転し、被攪拌対象物のかご本体の上方開口からの強制的な流入が真っ直ぐに行われるので、被攪拌対象物の上方開口からの強制的な流入は、かご本体の上方開口から外れることなく効率的に行われ、継粉のない所望の被攪拌対象物が短時間に得られる。

以下、図１〜図８を用いて本攪拌装置の一実施形態を説明する。図１は、本発明に係る攪拌装置の一実施形態の全体的構造を、一部分を破断して断面で示す正面図である。図示の攪拌装置は、溶媒中に少なくとも１種類の微粉末状の物質を攪拌して物理的、化学的に必要な混合状態にし、所望の液状物を生成するものであり、特に、継粉のない高粘度の被攪拌対象物を生成するために有効に適用される。

図１に示す実施形態の攪拌装置は、支持枠体１と、支持枠体１に着脱自在に取り付けられた回転駆動源２と、支持枠体１に着脱自在に取り付けられたかご体３と、上端が回転駆動源２の回転出力軸に着脱自在に固定されて連結され、下端部が支持枠体１に回転自在に軸承され、下端寄りの中間部がかご体３に挿通されたシャフト４と、かご体３の上方に位置するようにシャフト４に着脱自在に取り付けられた上羽根ユニット５と、かご体３内に収容されるようにシャフト４に着脱自在に取り付けられた中間羽根ユニット６と、支持枠体１の下方に突出されたシャフト４の下端に着脱自在に取り付けられた下羽根ユニット７とを有して構成されている。

支持枠体１は、例えばステンレス鋼製の上支持板１ａ及び下支持板１ｂと断面円形の例えばステンレス鋼製の３本の支柱１ｃとを有する。支柱１ｃには、その両端にネジ穴１ｃ１及び１ｃ２が形成されている。上支持板１ａ及び下支持板１ｂは、上支持板１ａの平面図である図２に示すように、各々が略三角形状の金属板からなり、三角形状の頂点の近傍には、正三角形を形成する位置に３つのネジ挿通孔１ａ１及び１ｂ１がそれぞれ形成されている。そして、ネジ挿通孔１ａ１及び１ｂ１にそれぞれ挿通したセットボルト１ｄ及び皿ネジ１ｅをネジ穴１ｃ１及び１ｃ２に螺合させることによって、上支持板１ａ及び下支持板１ｂは支柱１ｃの両端に平行を保って固定されている。

上支持板１ａには、ネジ挿通孔１ａ１が形成する正三角形の中心位置にシャフト挿通孔１ａ２が形成されるとともに、シャフト挿通孔１ａ２と同心に嵌合取付筒１ａ３が例えば溶接などによって固定されている。嵌合取付筒１ａ３には、その外周面から内周面に至るネジ孔１ａ３１が形成されている。下支持板１ｂには、ネジ挿通孔１ｂ１が形成する正三角形の中心位置に嵌合孔１ｂ２が形成される。

回転駆動源２は、ＤＣモータ２ａと、ＤＣモータ２ａの回転出力を減速する減速ギア（図示せず）を収容した減速ギアボックス２ｂと、減速ギアボックス２ｂと一体に形成された断面円形の取付軸２ｃと、取付軸２ｃから同心に突出された回転出力軸２ｄと、減速ギアボックス２ｂに固定され、ＤＣモータ２ａの側方に起立された取付板２ｅに取り付けられたコントロールボックス２ｆ（図３参照）と、減速ギアボックス２ｂの側方に突設され、握り部２ｇ１に滑り止めが施された丸棒状のアーム２ｇとを有する。アーム２ｇが有する握り部２ｇ１の滑り止めは、図示しないスタンドの把持部で握り部２ｇ１を把持することにより、攪拌装置を動かないように支持するのに有効である。

回転出力軸２ｄは中空軸からなり、その外周面から同心の中空孔２ｄ１の内周面に至る２つのネジ孔２ｄ２が形成されている。コントロールボックス２ｆは、図示しない、ＤＣモータ２ａを駆動するモータドライバと、モータドライバによる駆動を制御するコントローラとを内蔵している。そして、その操作面には、図４に示すように、ＤＣモータ２ａの発停、回転速度のアップ・ダウンなどを操作する操作ボタン、回転速度などを表示する表示部などが配されている。

アーム２ｇは、減速ギアボックス２ｂの側方に突出して一体に設けられた一対の回動支持板２ｈ（図３参照）間に固定された支軸２ｈ１により、その一端が回動自在に支持されている。一対の回動支持板２ｈには、一対の回動支持板２ｈ間に固定された支軸２ｈ２により断面角形の回動規制棒２ｊの一端が回動自在に設けられている。回動規制棒２ｊの他端には、チャンネル部を形成している一対の対向壁２ｋ１（図３参照）間に固定された支軸２ｋ２により回動規制駒２ｋが回動自在に設けられている。回動規制駒２ｋには、アーム２ｇが摺動自在に嵌合される摺動孔２ｋ３（図３参照）が形成されるとともに、頭部に操作握り２ｍ１を有する規制ネジ２ｍ（図３参照）が螺合されるネジ孔を有するナット２ｋ４（図３参照）が溶接などによって固定されている。ナット２ｋ４に螺合した規制ネジ２ｍを、その先端をアーム２ｇの外周面に突き当て操作握り２ｍにより締め上げることにより、アーム２ｇに対する回動規制駒２ｋの移動が不能になることによって、任意の角度位置においてその回動が規制される。

したがって、規制ネジ２ｍをゆるめてから、図示の状態において、アーム２ｇを基準に攪拌装置を反計回転方向に回動させ、操作握り２ｍ１により締め付けて回動規制することにより、図示しないスタンドに対して攪拌装置を傾けた状態で使用することができる。

回転駆動源２は、取付軸２ｃを上支持板１ａの嵌合取付筒１ａ３に嵌合させた状態で、ネジ孔１ａ３１に図示しないセットボルトを螺合させてその先端を取付軸２ｃの外周面に突き当てて締め上げることによって、支持枠体１の上支持板１ａ上に固定されて支持枠体１に取り付けられる。回転出力軸２ｄには、同心の中空孔２ｄ１にシャフト４の上端を挿入し、２つのネジ孔２ｄ２に螺合した図示しないセットボルトをその先端をシャフトの外周面に突き当てて締め上げることにより、シャフト４が着脱自在に固定されて連結される。

かご体３は、金網製かご本体３ａと、金網製かご本体３ａの上端部を３本の支柱３ｃが形成する正三角形の中心と同心に位置出しして回転規制する上端規制部３ｂと、金網製かご本体３ａの下端部を下支持板１ｂ上にその中心と同心に位置出しして支持する下端支持部３ｃとを有する。金網製かご本体３ａは、ステンレス鋼線を編んで形成した網目状のネットを成形したもので、筒状部３ａ１と平面状の底部３ａ２と筒状部３ａ１と底面部３ａ２とを繋ぐ曲面部３ａ３とでキャップ状に形成されており、上端規制部３ｂと下端支持部３ｃとにより、支持枠体１に回転規制された状態で中心位置出しされて保持される。なお、金網製かご本体３ａは、開口面から下に向かうにしたがって徐々に内径が減少するような半球形状であってもよい。要するに、かご本体３ａは、上方が開口して上方から下方に向かって径が減少する横断面同心円の形状であればよい。

金網製かご本体３ａには、図５の部分拡大断面図に詳細に示すように、外側に水平に折り曲げた筒状部３ａ１の上縁部に、この上縁部と筒状部３ａ１の上端部の一部とを挟持するように折り曲げたステンレス鋼の薄板３ｄを溶接により固定して補強されたフランジ部３ｅが形成されている。フランジ部３ｄには、薄板３ｅの上面に等角度間隔で３つの頭付きボルト３ｆが溶接によって固定されて、筒状部３ａ１の上端部に上端規制部３ｂを取り付けるための取付部が形成されている。また、金網製かご本体３ａには、図６の部分拡大断面図に示すように、底面部３ａ２の中心に下端支持部３ｃを取り付けるための孔として使用されるシャフト挿入３ａ２１とボルト挿入孔３ａ２２とが形成されている。

上端規制部３ｂは、図１の全体図、図６の部分拡大断面図及び図７の部分拡大平面図に詳細に示すように、中心にシャフト挿通孔３ｂ１１が形成された中央板３ｂ１２と、打ち抜き加工により中央板３ｂ１２と一体に成形され中央板３ｂ１２から等角度間隔で３方向に放射状に延びる細長い帯状の放射板３ｂ１３とを有するステンレス鋼の上端規制板３ｂ１を備える。中央板３ｂ１２には、シャフト挿入孔３ｂ１１と同心に軸受取付筒３ｂ２が溶接により固定されており、軸受取付筒３ｂ２内にシャフト４をすべり軸受けするすべり軸受３ｂ２１が取り付けられている。

放射板３ｂ１３には、ボルト挿通孔３ｂ１４と支柱挿通孔３ｂ１５とが形成されており、ボルト挿通孔３ｂ１４にフランジ部３ｅに固定されているボルト３ｆが挿通され、支柱挿通孔３ｂ１５には支持枠体１の支柱１ｃがそれぞれ挿通される。ボルト挿通孔３ｂ１４に挿通されたボルト３ｆにナット３ｂ３が螺合されて締め付けられることにより、放射板３ｂ１３が金網製かご本体３ａの筒状部３ａ１の上縁部に形成されたフランジ部３ｅに固定されて、上端規制部３ｂが金網製かご本体３ａの上端部に取り付けられている。なお、３ｈはナット３ｂ３のゆるみを防ぐネジロックである。

上述した上端規制部３ｂの構成により、金網製かご本体３ａの筒状部３ａ１の上縁部に形成されたフランジ部３ｅに放射板３ｂ１３が固定されている上端規制板３ｂ１の中央板３ｂ１２に固定された軸受取付筒３ｂ２内のすべり軸受３ｂ２１にシャフト４が挿通されてすべり軸受けされ、しかも、放射板３ｂ１３に形成されている支柱挿通孔３ｂ１５に支持枠体１の支柱１ｃがそれぞれ挿通されている。したがって、金網製かご本体３ａは、上端規制板３ｂ１の中央板３ｂ１２と放射板３ｂ１３とにより、シャフト１ｃを中心とした支持枠体１に対する回転が規制されるとともに、金網製かご本体３ａの上端部の径方向の変形が阻止されている。

下端支持部３ｃは、図６の部分拡大断面図に詳細に示すように、金網製かご本体３ａの底面部３ａ２に形成されているシャフト挿入孔３ａ２１に挿入された支持筒３ｃ１を有し、支持筒３ｃ１内にシャフト４をすべり軸受けするすべり軸受３ｃ２が取り付けられている。支持筒３ｃ１は外周中央部に一体に形成された鍔部３ｃ１１を有し、鍔部３ｃ１１には等角度間隔で３つのネジ孔３ｃ１２が形成されている。鍔部３ｃ１１の上方の上筒部３ｃ１３は、シャフト挿入孔３ａ２１に底面部３ａ２の下方から挿入され、金網製かご本体３ａの底面部３ａ２の上方に突出したその上端部に、ボルト挿入孔３ｃ３１を有する抑えリング３ｃ３が上方から嵌合されている。締め付けボルト３ｃ３２が、抑えリング３ｃ３のボルト挿入孔３ｃ３１とシャフト挿入孔３ａ２１の周辺のボルト挿入孔３ａ２２を介して鍔部３ｃ１１のネジ孔３ｃ１２に螺合されて締め付けられている。このことにより、シャフト挿入孔３ａ２１の周縁部が鍔部３ｃ１１の上面と抑えリング３ｃ３との間に挟持されて、支持筒３ｃ１が金網製かご本体３ａの底面部３ａ２に固定されている。

上述した下端支持部３ｃの構成により、金網製かご本体３ａの底面部３ａ２に形成されているシャフト挿入孔３ａ２１に挿入されて固定された支持筒３ｃ１内のすべり軸受３ｃ２にシャフト４が挿通されてすべり軸受けされ、しかも、鍔部３ｃ１１の下方の下筒部３ｃ１４が下支持板１ｂの嵌合孔１ｂ２に下支持板１ｂの上方から嵌合されて、鍔部３ｃ１１の下面が下支持板１ｂの上面に当接されている。したがって、金網製かご本体３ａは、その底面部３ａ２に固定された支持筒３ｃ１を介して支持枠体１の下支持板１ｂ上に、シャフト１ｃを中心とした支持枠体１に対する中心位置出しが行われて金網製かご本体３ａが下振れすることが防止されるとともに、底面部３ａ２が下支えられて支持されて金網製かご本体３ａが縦方向に変形することが防がれている。

シャフト４は、例えばステンレス鋼製の丸棒からなり、その一端が回転出力軸２ｄの中空孔２ｄ１に挿入され、回転出力軸２ｄの２つのネジ孔２ｄ２に中空孔２ｄ１の内周面に至るまで螺合した図示しないセットボルトを、その先端を中空孔２ｄ１内のシャフトの外周面に突き当てて締め上げることにより、回転出力軸２ｄに連結されている。シャフト４はまた、金網製かご本体３ａを支持枠体１に回転規制した状態で中心位置出しして保持する上端規制部３ｂ及び下端支持部３ｃがそれぞれ有するすべり軸受３ｂ２１及び３ｃ２に挿通されてすべり軸受けされ、その下端が下支持板１ｂの下方に突出されている。

上羽根ユニット５は、シャフト４が挿入される図示しない中空貫通孔を有する例えばステンレス鋼製の羽根取付筒５ａの外周面に例えばステンレス鋼製の４枚の羽根板５ｂが溶接などにより固着されて等角度間隔で放射方向に突設されている。上羽根ユニット５の羽根板５ｂは、その回転円の直径が、かご体３の金網製かご本体３ａの直径にほぼ等しくなるような長さを有する。各羽根板５ｂは長方形状をなし、左側板面が下方を向くように４５度傾斜されて設けられている。羽根取付筒５ａには、その外周面から中空貫通孔の内周面に至るネジ孔５ａ１が設けられている。羽根取付筒５ａの中空貫通孔にシャフト４を挿入した状態でネジ孔５ａ１に図示しないセットボルトを螺合し、その先端をシャフト４の外周面に突き当てて締め上げることにより、上羽根ユニット５がシャフト４に着脱自在に取り付けられている。

かご体３の上方に位置するようにシャフト４に取り付けられて金網製かご本体３ａの上方開口部に配された上羽根ユニット５は、回転駆動源２のＤＣモータ２ａが回転駆動されると、図示矢印方向にシャフト４とともに回転され、４５度傾斜された各羽根板５ｂの左側板面により、図示しない容器に満たされた液状の被攪拌対象物の左側板面に当たるに部分に回転方向とシャフト４の軸線方向の力が付与されるようになる。このことによって、上羽根ユニット５は、シャフト４を中心とした下向きの流体流を生起し、上羽根ユニット５の上方にある被攪拌対象物をシャフト４を中心に流動させながら、上方開口部から金網製かご本体３ａ内に順次強制的に流入させる。

中間羽根ユニット６は、シャフト４が挿入される中空貫通孔６ａ１を有する例えばステンレス鋼製の羽根取付筒６ａの外周面に例えばステンレス鋼製の４枚の羽根板６ｂが溶接などにより固着されて等角度間隔で放射方向に突設されて構成されている。各羽根板６ｂは、図８の部分側面図に示すように、羽根取付筒６ａの軸線方向に沿った垂直板部６ｂ１と、この垂直板部６ｂ１の上方から折り曲げられて形成された傾斜板部６ｂ２とからなる。傾斜板部６ｂ２はその左側板面が下方を向くように４５度傾斜されている。垂直板部６ｂ１及び傾斜板部６ｂ２の外周縁は、中間羽根ユニット６を収容するかご体３の金網製かご本体３ａの内面から適当に離間された形状に成形されている。羽根取付筒６ａには、その外周面から中空貫通孔６ａ１の内周面に至るネジ孔６ａ２が設けられている。羽根取付筒６ａの中空貫通孔６ａ１にシャフト４を挿入した状態でネジ孔６ａ２に図示しないセットボルトを螺合し、その先端をシャフト４の外周面に突き当てて締め上げることにより、かご体３内に収容された中羽根ユニット６がシャフト４に着脱自在に取り付けられている。

金網製かご本体３ａ内に収容されるようにシャフト４に着脱自在に取り付けられた中間羽根ユニット６は図示矢印方向にシャフト４とともに回転され、上羽根ユニット５により上方開口部から金網製かご本体３ａ内に順次流入される被攪拌対象物の左側板面に各羽根板６ｂの垂直板部６ｂ１及び傾斜板部６ｂ２の左側板面が当たる。そして、傾斜板部６ｂ２の左側板面が当たる被攪拌対象物の部分に回転方向とシャフト４の軸線方向の力が、垂直板部６ｂ１の左側板面が当たる被攪拌対象物の部分に回転方向の力がそれぞれ付与されるようになる。このことによって、中間羽根ユニット６は、シャフト４を中心とした回転する下向きの流体流を生起し、金網製かご本体３ａ内にある被攪拌対象物を金網製かご本体３ａの筒状部３ａ１、底部３ａ２及び曲面部３ａ３を通じて金網製かご本体３ａ外に順次強制的に流出させる。

下羽根ユニット７は、シャフト４が挿入される図示しない中空穴を有する例えばステンレス鋼製の羽根取付筒７ａの外周面に例えばステンレス鋼製の３枚の羽根板７ｂが溶接などにより固着されて等角度間隔で放射方向に突設されている。上羽根ユニット５の羽根板５ｂは、その回転円の直径が、かご体３の金網製かご本体３ａの直径にほぼ等しくなるような長さを有する。各羽根板７ｂは、上縁が下支持板１ｂの板面に平行な上縁と、垂直な外周縁に向かって幅広になる円弧状の板縁とからなるプロペラ形状をなし、左側板面が下方を向くように４５度傾斜されて設けられている。羽根取付筒７ａには、その外周面から中空穴の内周面に至るネジ孔７ａ１が設けられている。羽根取付筒７ａの中空穴にシャフト４の下端を挿入した状態でネジ孔７ａ１に図示しないセットボルトを螺合し、その先端をシャフト４の外周面に突き当てて締め上げることにより、下羽根ユニット７がシャフト４の下端に着脱自在に取り付けられている。

支持枠体１の下方に突出されたシャフト４の下端に着脱自在に取り付けられた下羽根ユニット７は、図示矢印方向にシャフト４とともに回転され、４５度傾斜された各羽根板７ｂの左側板面により、被攪拌対象物の左側板面に当たるに部分に回転方向とシャフト４の軸線方向の力が付与されるようになる。このことによって、下羽根ユニット７は、シャフト４を中心とした下向きの流体流を生起し、その上方にある金網製かご本体３ａ外に順次強制的に流出された被攪拌対象物をシャフト４を中心に更に下方に強制的に流動させる。

上述した構成の攪拌装置の作用を以下に説明する。攪拌装置をその下羽根ユニット７を下にし、少なくとも上羽根ユニット５までが図示しない攪拌容器内の被攪拌対象物内に浸かるようにを挿入し、回転駆動源２のＤＣモータ２ａを回転されると、回転駆動源２の回転出力軸２ｄに連結されているシャフト４が回転されて、シャフト４に固定されている上羽根ユニット５、中間羽根ユニット６及び下羽根ユニット７の羽根板５ｂ、６ｂ及び７ｂが回転される。

主に上羽根ユニット４の回転により、容器内にある被攪拌対象物に対してシャフト４を中心として下向きに回転する回転渦が生成される。この回転渦は、シャフト４の軸線方向下向きの流れなので、上羽根ユニット５の上方にある被攪拌対象物は攪拌されながら金網製かご本体３ａの上部開口に向かって流動される。そして、この被攪拌対象物は金網製かご本体２ａ開口面を介して金網製かご本体２ａの内部に流入される。

また、金網製かご本体３ａの内部に流入された被攪拌対象物は、中間羽根ユニット６の傾斜板部６ｂ２と直板部６ｂ１とによって更に攪拌されながら軸線方向下向きに回転する回転渦が生成される。金網製かご本体２ａの内部の回転渦によって、金網製かご本体２の内部にある被攪拌対象物が攪拌されながら金網製かご本体３ａの筒状部３ａ１と平面状の底部３ａ２と筒状部３ａ１と底面部３ａ２とを繋ぐ曲面部３ａ３との網目を通じて金網製かご本体２ａ外に流出される。そして、被攪拌対象物が網目を通じて金網製かご本体２ａ外に流出される際に、被攪拌対象物中に継粉があると、継粉が網目に衝突して適度に剪断される。網目は断面円形の金属線を編んで形成されているので、剪断は継粉を細かく分解するだけで、粉体を構造する組成を損なう程行われない。

金網製かご本体２ａの網目を通じて流出された被攪拌対象物は、同様に回転する下羽根ユニット７の羽根板７ｂにより回転されて、シャフト４を中心として下向きに回転する回転渦が生成される。この回転渦によって被攪拌対象物は更に攪拌されながらさらに下方に流動され、その一部は攪拌容器の内壁にぶつかるなどして、上方に流動し再び上羽根ユニット５に攪拌されながら金網製かご本体３ａの内部に導入される。すなわち、中間羽根ユニット６によって金網製かご本体３ａの外部に流出された被攪拌対象物は、下羽根ユニット７により攪拌されつつリサイクルされて再び金網製かご本体３ａの内部に導入される。

このように、攪拌容器内の被攪拌対象物は、上羽根ユニット５、中間羽根ユニット６及び下羽根ユニット７による攪拌及び流動と、金網かご本体３ａの網目を通じての流動とによって継粉の分解、剪断が行われ、上羽根ユニット５及びした羽根ユニット７によるシャフト４を中心とする被攪拌対象物の下方流動に基づく循環的対流により、継粉の分解、剪断を伴う攪拌が繰り返されることになる。

上述した攪拌装置を使用して、例えば、高分子増粘剤などの比較的微粒の物質と水等を攪拌、混合する場合を想定すると、水に対して高分子増粘剤などを大量に投入した直後には、比較的大きな継粉が発生される。このような継粉に対して、従来の攪拌混合方法では、時間の経過とともに水が継粉の表皮を僅かずつ薄くしていきながら、水が表面から非常に僅かずつ内部に浸透していくだけである。場合によっては、水は全く浸透しないこともある。すなわち、上記継粉が完全になくなるまで非常に長い時間を要することになる。そこで、本実施形態では、継粉を金網製かご本体３ａの網目に繰り返し衝突させることにより、連続的に継粉を剪断して短時間にそれを分解してしまう。

特に、攪拌、混合過程の初期段階で発生した比較的大きな継粉は、固定されている金網製かご体３ａ内に配置された中間羽根ユニット６の羽根板６ｂにより生成される下向きの流動が付与されている回転渦が金網製かご本体３ａの網目に衝突した際に、分解されてより小さな継粉になる。そして、循環的対流により再び金網製かご本体３ａに入った継粉は、上述したと同様に、金網製かご本体３ａの網目に衝突した際に、分解されてより小さな継粉になる。このような衝突、分解が繰り返し行われて、高粘度の被攪拌対象物であっても継粉は効果的に短時間に分解されて消滅する。金網性かご本体３ａは、針金にて製造され、断面が丸く、また、開口面積はステンレス板に無数の阿南をあけて形成したかご本体に比べて大きく、通過液量が数倍多くなるので、高分子増粘剤の攪拌作業が損なわれることがない。

次に、上述した攪拌装置の組み立て及び分解の仕方を以下説明する。組み立てに当たっては、まず、回転駆動源２の取付軸２ｃを上支持板１ａの嵌合取付筒１ａ３に嵌合させた状態で、ネジ孔１ａ３１に図示しないセットボルトを螺合させてその先端を取付軸２ｃの外周面に突き当てて締め上げることによって、支持枠体１の上支持板１ａを回転駆動源２に取り付ける。これに前後して、回転出力軸２ｄの中空孔２ｄ１にシャフト４の上端を挿入し、２つのネジ孔２ｄ２に螺合した図示しないセットボルトをその先端をシャフトの外周面に突き当てて締め上げることにより、シャフト４を回転駆動源２に着脱自在に固定して連結する。

次に、上羽根ユニット５の羽根取付筒５ａの中空貫通孔にシャフト４を挿入し、羽根取付筒５ａの外周面から中空貫通孔の内周面に至るネジ孔５ａ１に図示しないセットボルトを螺合し、その先端をシャフト４の外周面に突き当てて締め上げることにより、上羽根ユニット５をシャフト４に着脱自在に取り付ける。その後、予め金網製かご本体３ａ内に中間羽根ユニット５を収容された状態で予めかご本体３ａの上縁部に取り付けられた上端規制板３ｂが有する中央板３ｂ１２に固定されている軸受取付筒３ｂ２内のすべり軸受３ｂ２１にすべり軸受けされるようにシャフト４を挿入し、続いて、中間羽根ユニット６の羽根取付筒６ａの中空貫通孔６ａ１にシャフト４を挿入するとともに、金網製かご本体３ａの底面部３ａ２に固定された支持筒３ｃ１内のすべり軸受３ｃ２にすべり軸受けされるようにシャフト４を挿入する。そして、羽根取付筒６ａの中空貫通孔６ａ１にシャフト４を挿入した状態でネジ孔６ａ２に図示しないセットボルトを螺合し、その先端をシャフト４の外周面に突き当てて締め上げることにより、かご体３内に収容された中羽根ユニット６をシャフト４に着脱自在に取り付ける。

上述したように反組み立て状態で、上端規制部３ｂの上端規制板３ｂが有する放射板３ｂ１３に形成されている支柱挿通孔３ｂ１５に、下支持板１ｂのみを下端に予め固定されている支柱１ｃを挿通するとともに、下支持板１ｂの嵌合孔１ｂ２に、金網製かご本体３ａの底面部３ａ２に固定された支持筒３ｃ１の下筒部３ｃ１４嵌合してから、上支持板１ａのネジ挿通孔１ａ１にそれぞれ挿通したセットボルト１ｄを支柱１ｃの上端のネジ穴１ｃ１に螺合して、上支持板１ａに支柱１ｃの上端を固定する。また、中間羽根ユニット６の羽根取付筒６ａの外周面から中空貫通孔６ａ１の内周面に至るネジ孔６ａ２に図示しないセットボルトを螺合し、その先端をシャフト４の外周面に突き当てて締め上げることにより、かご体３内に収容された中羽根ユニット６をシャフト４に着脱自在に取り付ける。最後に、支持枠体１の下方に突出されたシャフト４の下端を羽根取付筒７ａの中空穴に挿入した状態でネジ孔７ａ１に図示しないセットボルトを螺合し、その先端をシャフト４の外周面に突き当てて締め上げることにより、下羽根ユニット７をシャフト４の下端に着脱自在に取り付けることによって、攪拌装置の組み立てが完了する。

攪拌装置の分解は、上述した組み立てとは逆にセットボルトの締め付けを緩めることによって簡単に行え、被攪拌対象物の年度に応じて金網製かご本体３ａをかご体３全体を取り替えることによって適度なメッシュ度のメッシュ孔を有するものと簡単に交換できる。なお、金網製かご本体３ａの上縁部に上端規制部３ｂの上端規制板３ｂを取り付けているボルト３ｆに対するナット３ｂ３の螺合を解くことで、金網製かご本体３ａ単位で交換し、他の部材を共用することも可能である。

なお、上述の実施形態では、かご体３のかご本体として、金属線を編んだ金網の網目をメッシュ孔とする金網製かご本体３ａが使用されているが、継粉が剪断されてかご体３の外部に流出する際、かご本体３ａのメッシュ孔の角が尖鋭過ぎると、生成される粉体単位で切断され粉体の組成が損なわれ、粉体が増粘剤の場合、逆に得られるべき粘度が得られなくなってしまう場合がある。上述のように円形断面の金属線が編んだ金網でかご本体を形成されているので、継粉が適度に剪断される。

しかし、かご体３のかご本体は、金網製かご本体３ａに限定するものでなく、上述のように通過する被攪拌対象物中の継粉を適度に剪断して外部に移動させることを主旨とするものであれば、金網の網目以外のメッシュ孔でもよい。例えば、金属基板に多数の孔をあけて上記網目構造に類似させたメッシュ孔をもったかご本体であってもよい。この場合、各メッシュ孔に面取り加工をすると、メッシュ孔の角が先鋭になって、その角で粉体を剪断してその組成を損なってしまうことがなくなり、例えば継粉を発生させがちな増粘剤を水等の液体に溶かして高粘度の被攪拌対象物を生成する場合に、増粘剤により必要な粘度が得られなくなることを防止できる。

なお、図１〜８に示した実施の形態では、上羽根ユニット５は、羽根取付筒５ａの外周面に例えばステンレス鋼製の４枚の羽根板５ｂが固着されて等角度間隔で放射方向に突設されているだけであるが、図９及び図１０に示すように、４枚の羽根板５ｂの先端に薄いステンレス鋼板を巻き付けて溶接などによって固定して作成したステンレス鋼の円筒５ｃが、横断面がシャフト４を中心として同心円となるように配置されてもよい。この円筒５ｃの存在により、被攪拌対象物のかご本体３ａの上方開口からの強制的な流入が真っ直ぐに行われるようになり、かご本体３ａの上方開口から外れることなく効率的に行われ、継粉のない所望の被攪拌対象物が短時間に得られる。

図９に示す例ではまた、支柱１ｃの各々にバッフル板１ｇが取り付けられている。バッフル板１ｇは、支柱１ｃにより囲まれる空間の周囲に生じるシャフト４を中心とする被攪拌対象物の流れを規制するように働く。シャフト４を中心とする被攪拌対象物の流れが規制されることにより、被攪拌対象物の循環的対流が効率的に行われるようになり、継粉のない所望の被攪拌対象物が短時間に得られる。

また、図１〜８に示した実施の形態では、かご体３は、金網製かご本体３ａの上端部を３本の支柱３ｃが形成する正三角形の中心と同心に位置出しして回転規制する上端規制部３ｂと、金網製かご本体３ａの下端部を下支持板１ｂ上にその中心と同心に位置出しして支持する下端支持部３ｃとを有する構成となっているが、図１１に示すように、上端規制部３ｂが備えるステンレス鋼の上端規制板３ｂ１を、支持枠１の下支持板１ｂに代えて使用するとともに、金網製かご本体３ａの下端部を下端支持部３ｃにより下支持板１ｂ上にその中心と同心に位置出しして支持する構成を省略してもよい。

図１１の構成では、上端規制板３ｂ１の放射板３ｂ１３に形成されている支柱挿通孔３ｂ１５を、支柱１ｃのネジ穴１ｃ２に螺合される皿ネジ１ｅを挿通するためのネジ挿通孔３ｂ１６に変更し、ネジ挿通孔３ｂ１６に挿通した皿ネジ１ｅをネジ穴１ｃ２に螺合させることによって、上支持板１ａ及び上端規制板３ｂ１は支柱１ｃの両端に平行を保って固定されるようになっている。また、金網製かご本体３ａは、その底面部３ａ２に形成されているシャフト挿入孔３ａ２１に挿入されて固定された下端支持部３ｃの支持筒３ｃ１内のすべり軸受３ｃ２に挿通されてすべり軸受けされたシャフト４によって、中心とした中心位置出しが行われて金網製かご本体３ａが下振れすることが防止されている。このような構成により、金網製かご本体３ａの下方には、下羽根ユニット７のみが存在するようになり、金網製かご本体２ａ外に流出される被攪拌対象物が下羽根ユニット７に至る流路に支持板がなくなり、その分、被攪拌対象物の流れを阻害する障害物がなくなり、被攪拌対象物の下方への流動が促進されるようになり、継粉のない所望の被攪拌対象物が短時間に得られる。

さらに、図示の実施の形態では、支柱１ｃを３本使用して正三角形を形成し、被攪拌対象物の流動を阻害しない構成としているが、正四角形或いは正五角形のような形状であっても、流動性がそれほど損なわれない場合は、正三角形状以外の形状を採用してもよい。

また、図示の実施の形態では、２つのネジ孔２ｄ２に螺合した図示しないセットボルトをその先端をシャフトの外周面に突き当てて締め上げることにより、シャフト４が着脱自在に固定されて連結されているが、回転出力軸２ｄの中空孔２ｄ１に代えて、回転出力軸２ｄにチャック機構を設けることにより、回転出力軸２ｄに対するシャフト４の着脱作業を簡単に行えるようにできる。

また、図示の実施の形態では、回転出力軸２ｄにシャフト４を連結した回転駆動源２を支持枠体１の上支持板１ａに取り付けることで、シャフト４の上端部を支持枠体１に直接軸受けする軸受を上支持板１ａに設けることを必要なくしているので、攪拌装置を構成するには、回転駆動源２が支持枠体１に取り付けられていることが必須となっているが、シャフト４を上支持板１ａに直接軸受けするようにすれば、回転駆動源２が取り付けられていない状態で、シャフト４が支持枠体１に軸受け支持されるようになる。

また、支持枠体１を構成する上支持板１ａ、下支持板１ｂ及び支柱１ｃの他、上羽根ユニット５、中間羽根ユニット６及び下羽根ユニット７の構成部品をステンレス鋼製として腐食性の被攪拌対象物にも使用できるようにしているが、腐食性を必要としない場合には適宜の材料にて形成していもよい。各羽根ユニットの羽根板の枚数もも上述した実施の形態の枚数に限定されるものでなく、適宜変更してもよい。

本発明の攪拌装置の一実施形態の全体構成を部分的断面で示す正面図である。図１に示す攪拌装置の一部分を一部分断面で示す拡大上面図である。図１に示す攪拌装置の回転駆動源の右側面を示す右側面図である。図１に示す攪拌装置の回転駆動源の背面を示す背面図である。図１に示す攪拌装置の一部分を拡大して示す部分拡大図である。図１に示す攪拌装置の他の部分を拡大して示す部分拡大図である。図１に示す攪拌装置の他の部分を一部分断面で示す拡大上面図である。図１に示す攪拌装置の破断したさらに他の部分の正面を示す部分正面図である。本発明の攪拌装置の一実施形態の一部を変更した変形例を示す部分的断面で示す正面図である。図９に示す攪拌装置の一部分を示す拡大上面図である。本発明の攪拌装置の一実施形態の一部を変更した他の変形例を部分的断面で示す正面図である。

符号の説明

１支持枠体
２回転駆動源
３かご体
３ａかご本体
４シャフト
５上羽根ユニット
５ｂ羽根板
６中間羽根ユニット
６ｂ羽根板
７下羽根ユニット
７ｂ羽根板

Claims

支持枠体と、
該支持枠体に回転不能に支持され、上方が開口して上方から下方に向かって径が減少する横断面同心円の形状をなした、メッシュ孔を持ったかご本体を有するかご体と、
前記支持枠体に前記かご体を同心に貫通して配置され、前記支持枠体に固定される回転駆動源により回転駆動されたシャフトと、
前記かご本体の上方に位置するように前記シャフトに固定されて、被攪拌対象物を前記かご本体にその上方開口から強制的に流入させる羽根板を有する上羽根ユニットと、
前記かご本体内に位置するように前記シャフトに固定され、被攪拌対象物を前記かご本体外に強制的に流出させる羽根板を有する中間羽根ユニットと、
前記かご本体の下方に位置するように前記シャフトに固定され、前記かご本体外に流出された被攪拌対象物を更に下方に流動させる羽根板を有する下羽根ユニットと
を備えることを特徴とする攪拌装置。
前記支持枠体は、上支持板及び下支持板と３本の支柱とを有し、前記上支持板及び前記下支持板上の正三角形を形成する位置に前記支柱の両端が固定されて前記上支持板及び前記下支持板が平行に保たれて構成され、
前記シャフトは、前記正三角形の中心に前記支柱と平行に配置されている
ことを特徴とする請求項１記載の攪拌装置。
前記かご体は、前記かご本体の上端部を前記正三角形の中心と同心に位置出しして回転規制する上端規制部を有する
ことを特徴とする請求項２記載の攪拌装置。
前記かご体は、前記かご本体の下端部を前記下支持板上に前記正三角形の中心と同心に位置出しして支持する下端支持部を有する
ことを特徴とする請求項３記載の攪拌装置。
前記上支持板上に固定されて前記支持枠体に取り付けられ、前記シャフトが着脱自在に固定されて連結される回転出力軸を有する回転駆動源を更に備える
ことを特徴とする請求項２〜４の何れかに記載の攪拌装置。
前記支柱の各々に取り付けられ、前記支柱により囲まれる空間の周囲に生じる前記シャフトを中心とする前記被攪拌対象物の流れを規制するバッフル板を更に備える
ことを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の攪拌装置。
前記上羽根ユニットは、前記羽根板の先端に固定されて横断面が前記シャフトを中心として同心円となるように配置された円筒を有する
ことを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載の攪拌装置。