JP2022189749A

JP2022189749A - Agitating device

Info

Publication number: JP2022189749A
Application number: JP2022086600A
Authority: JP
Inventors: 賢次郎金澤; Kenjiro Kanazawa; 宏西川; Hiroshi Nishikawa; 翔一仁井; Shoichi Nii; 晃人春藤; Akihito SHUNDO
Original assignee: Primix Corp
Current assignee: Primix Corp
Priority date: 2021-06-11
Filing date: 2022-05-27
Publication date: 2022-12-22

Abstract

To provide an agitating device which can achieve advanced dispersion at low cost.SOLUTION: A turbine/stator type agitating device is provided, a turbine constituting an agitation unit of the agitating device has an annular impeller portion, and an inducer portion located in a central space of the impeller portion. The impeller portion has a plurality of groove portions which radially open in a radial direction of a center shaft of the turbine, and a side surface of the groove portion, that is rear with respect to a rotation direction of the turbine, is inclined forward with respect to the rotation direction of the turbine. A stator constituting the agitation unit of the agitating device is located on an outer periphery side of the impeller portion of the turbine with a prescribed interval therebetween, a portion of a main body portion of the stator, which faces the groove portion of the impeller portion of the turbine, has a plurality of pores which radially open toward the radial direction of the center shaft of the turbine.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、攪拌装置に関する。
The present invention relates to a stirring device.

化粧品、医薬品等の乳化製品、懸濁製品の製造用攪拌機として、タービン・ステータ型の攪拌装置が用いられている。
タービン・ステータ型の攪拌装置は、高速で回転するタービンと静止状態でタービンを取り囲むステータによって構成される撹拌装置であり、これらタービン及びステータ間に設けられるクリアランス部分において、処理対象物に対して大きなせん断力を付加することができる。これにより、処理対象物に対して高度な分散処理を施すことができる。
しかしながら、タービン・ステータ型の攪拌装置は、タービンの周速がある一定レベルを超えるとキャビテーション等の問題が発生する。 Turbine-stator stirrers are used as stirrers for producing emulsified products and suspended products such as cosmetics and pharmaceuticals.
A turbine-stator type stirring device is a stirring device composed of a turbine that rotates at high speed and a stator that surrounds the turbine in a stationary state. Shear force can be applied. As a result, highly distributed processing can be performed on the object to be processed.
However, the turbine-stator stirrer causes problems such as cavitation when the peripheral speed of the turbine exceeds a certain level.

この問題を解決する撹拌機として、特許文献１に示す攪拌装置が提案されている。
特許文献１の攪拌装置は、円筒状の攪拌槽と、この攪拌槽に収容された回転羽根を備える攪拌装置であって、回転羽根が、攪拌槽と同心の円筒状とされており、径方向に貫通する複数の貫通孔が形成されている。攪拌装置の内壁面と前記回転羽根との間には、比較的狭い隙間が設けられており、攪拌装置に処理対象物を収容し、回転羽根を高速で回転させると、処理対象物が隙間において薄膜状となるとともに、処理対物に対して非常に強いせん断力が付加される。これにより上述した問題を解決しつつ、処理対象物に対して、より高度な分散処理を施すことができるようになる。 As a stirrer that solves this problem, a stirrer shown in Patent Document 1 has been proposed.
The stirring device of Patent Document 1 is a stirring device that includes a cylindrical stirring tank and a rotating blade housed in the stirring tank. A plurality of through-holes penetrating through are formed. A relatively narrow gap is provided between the inner wall surface of the stirring device and the rotating blades. It forms a thin film and imparts a very strong shearing force to the processing objective. As a result, it becomes possible to perform more advanced distributed processing on the object to be processed while solving the above-described problems.

一方、近年の産業の高度化に伴って、より高性能・高機能の乳化製品、懸濁製品が求められるようになり、分散および乳化についての要請は年々高まっている。前記攪拌装置に対しても、分散効率の向上やさらなる微細化が求められている。このような要求に応えるためには、例えば、前記回転羽根の周速をさらに高めることが挙げられる。
しかしながら、周速の高速化は、処理対象物の流れが空転するという問題の他、駆動源となるモータなどの大容量化や、前記攪拌槽および前記回転羽根の高剛性化など、攪拌装置の大型化や高コスト化を招来してしまうという課題がある。
On the other hand, with the recent sophistication of the industry, there is a demand for emulsion products and suspension products with higher performance and functionality, and the demand for dispersion and emulsification is increasing year by year. Improvement in dispersion efficiency and further miniaturization are required for the stirring device as well. In order to meet such demands, for example, the peripheral speed of the rotating blades may be further increased.
However, in addition to the problem that the flow of the object to be processed is idling, increasing the peripheral speed causes problems such as increasing the capacity of the motor that serves as the drive source, increasing the rigidity of the stirring tank and the rotating blades, and so on. There is a problem of inviting an increase in size and cost.

特許第３２５６８０１号公報Japanese Patent No. 3256801

本発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、高度な分散を低コストで図ることが可能な攪拌装置を提供することを課題とする。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a stirrer capable of high-level dispersion at low cost.

上記課題を解決するために、本発明の攪拌装置は、タービン・ステータ型の攪拌装置であって、前記攪拌装置の攪拌部を構成するタービンは、前記タービンと中心を同一にする環状のインペラ部と、前記インペラ部の中心空間に配置され、前記インペラと中心を同一にするインデューサ部とを有し、前記インペラ部は、前記タービンの中心軸の径方向に放射状に開口する複数の溝部を有し、前記溝部は、前記タービンの回転方向に対する後方の側面が、前記タービンの回転方向に対して前方に傾斜しており、前記攪拌装置の攪拌部を構成するステータは、前記タービンと中心を同一にする円筒状の本体部を有し、前記本体部は、前記タービンのインペラ部の外周側に所定の間隔を置いて配置され、前記本体部のうち、前記タービンのインペラ部の溝部と対向する部分には、前記タービンの中心軸の径方向に向けて放射状に開口する複数の孔部を有することを特徴とする（請求項１）。 In order to solve the above problems, the agitator of the present invention is a turbine-stator type agitator, wherein the turbine constituting the agitator of the agitator is an annular impeller having the same center as the turbine. and an inducer portion disposed in a central space of the impeller portion and having the same center as the impeller portion, the impeller portion having a plurality of groove portions radially open in a radial direction of the central axis of the turbine. a rear side surface of the groove with respect to the rotation direction of the turbine is inclined forward with respect to the rotation direction of the turbine; It has an identical cylindrical body portion, and the body portion is arranged on the outer peripheral side of the impeller portion of the turbine at a predetermined interval, and faces the groove portion of the impeller portion of the turbine in the body portion. A plurality of holes radially opening in a radial direction of the center axis of the turbine are provided in the portion where the turbine is located (Claim 1).

本発明の好ましい実施の形態においては、前記インペラ部の溝部は、前記タービンの回転方向に対する前方の側面が、前記タービンの回転方向に対して後方に傾斜している（請求項２）。 In a preferred embodiment of the present invention, the groove portion of the impeller portion has a front side surface with respect to the rotation direction of the turbine that is inclined rearward with respect to the rotation direction of the turbine (Claim 2).

また本発明の好ましい実施の形態においては、前記インペラ部の溝部の前記タービンの回転方向に対する前方又は後方の側面は、曲線状に傾斜している（請求項３）。 Further, in a preferred embodiment of the present invention, the front or rear side surface of the groove portion of the impeller portion with respect to the rotation direction of the turbine is inclined in a curved shape (Claim 3).

また本発明の好ましい実施の形態においては、前記ステータの孔部の側面は、前記タービンの回転方向に対して後方に傾斜している（請求項４）。
Further, in a preferred embodiment of the present invention, the side surface of the stator hole is inclined rearward with respect to the rotation direction of the turbine (claim 4).

本発明によれば、周速の高速化により処理対象物の流れが空転するという問題の他、駆動源となるモータなどの大容量化や、前記攪拌槽および前記回転羽根の高剛性化など、前記攪拌装置の大型化や高コスト化の招来といった課題を回避しつつ、分散の高度化を図ることができる。 According to the present invention, in addition to the problem that the flow of the object to be processed idles due to the increase in peripheral speed, there are other problems such as increasing the capacity of the motor that is the driving source, increasing the rigidity of the stirring tank and the rotating blades, and so on. It is possible to improve the degree of dispersion while avoiding problems such as the increase in the size and cost of the stirring device.

本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。
Other features and advantages of the present invention will become more apparent from the detailed description given below with reference to the accompanying drawings.

本発明の実施形態に基づく攪拌装置を示す全体図である。1 is an overall view showing a stirring device according to an embodiment of the invention; FIG. 本発明の実施形態１に基づく攪拌装置の攪拌部を構成するタービンを示す斜視図（上方）である。FIG. 3 is a perspective view (upper side) showing a turbine that constitutes a stirring section of the stirring device according to Embodiment 1 of the present invention; 本発明の実施形態１に基づく攪拌装置の攪拌部を構成するタービンを示す斜視図（下方）である。FIG. 3 is a perspective view (lower side) showing a turbine that constitutes a stirring section of the stirring device according to Embodiment 1 of the present invention; 本発明の実施形態１に基づく攪拌装置の攪拌部を構成するタービンを示す上面図である。FIG. 4 is a top view showing a turbine that constitutes a stirring section of the stirring device according to Embodiment 1 of the present invention; 本発明の実施形態１に基づく攪拌装置の攪拌部を構成するタービンを示す下面図である。FIG. 4 is a bottom view showing the turbine that constitutes the stirring section of the stirring device according to Embodiment 1 of the present invention; 本発明の実施形態２に基づく攪拌装置の攪拌部を構成するタービンを示す斜視図（上方）である。Fig. 10 is a perspective view (upper side) showing a turbine that constitutes a stirring section of a stirring device according to Embodiment 2 of the present invention; 本発明の実施形態２に基づく攪拌装置の攪拌部を構成するタービンを示す斜視図（下方）である。FIG. 9 is a perspective view (lower side) showing a turbine that constitutes a stirring section of a stirring device according to Embodiment 2 of the present invention; 本発明の実施形態２に基づく攪拌装置の攪拌部を構成するタービンを示す上面図である。FIG. 5 is a top view showing a turbine that constitutes a stirring section of a stirring device according to Embodiment 2 of the present invention; 本発明の実施形態２に基づく攪拌装置の攪拌部を構成するタービンを示す下面図である。FIG. 8 is a bottom view showing a turbine that constitutes the stirring section of the stirring device according to Embodiment 2 of the present invention; 本発明の実施形態に基づく攪拌装置の攪拌部を構成するステータを示す斜視図である。FIG. 3 is a perspective view showing a stator that constitutes the stirring section of the stirring device according to the embodiment of the present invention; 本発明の実施形態に基づく攪拌装置の攪拌部を構成するステータの断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view of a stator that constitutes the stirring section of the stirring device according to the embodiment of the present invention; 本発明の実施形態に基づく攪拌装置の攪拌部を構成するタービンとステータとを組み合わせた図である。FIG. 4 is a diagram of a combination of a turbine and a stator that constitute the stirring section of the stirring device according to the embodiment of the present invention;

以下、本発明の好ましい実施の形態につき、図面を参照して具体的に説明する。 Preferred embodiments of the present invention will be specifically described below with reference to the drawings.

図１～図１２は、本発明の実施形態に基づく攪拌装置を示している。
図１は、本発明の実施形態１に基づく攪拌装置１００を示す全体図である。攪拌装置１００は、有底円筒状の容器１０１に、攪拌部を構成するタービン（ロータ）１１０とステータ１２０が収容されている。
容器１０１の上面開口部は、着脱可能な蓋体１０３によって閉鎖されている。蓋体１０３の中心部には、タービン１１０を駆動するシャフト１０７（回転軸）を挿通するための孔が設けられており、シャフト１０７は、当該孔を通して容器１０１内に挿入され、かつメカニカルシール１０６によってシールされている。シャフト１０７の上端には、図示しないモータが接続されており、シャフト１０７の下端に接続されたタービン１１０を駆動する。蓋体１０３の下面側の中心部には、容器１０１の底方向に向けて伸びるステータロッド１３０が設けられており、シャフト１０７の容器１０１内に挿入された部分を覆っている。ステータロッド１３０の先端部には、ステータ１２０が接続されている。
処理対象物は、容器１０１の底に設けられた注入口１０４から容器１０１内に注入され、攪拌部によって処理された後、蓋体１０３に設けられた排出口１０５から排出される。 1-12 show a stirring device according to an embodiment of the invention.
FIG. 1 is an overall view showing a stirring device 100 based on Embodiment 1 of the present invention. The stirring device 100 includes a bottomed cylindrical container 101 containing a turbine (rotor) 110 and a stator 120 that constitute a stirring section.
A top opening of the container 101 is closed by a removable lid 103 . A hole for inserting a shaft 107 (rotating shaft) that drives the turbine 110 is provided in the central part of the lid 103 . sealed by A motor (not shown) is connected to the upper end of the shaft 107 to drive a turbine 110 connected to the lower end of the shaft 107 . A stator rod 130 extending toward the bottom of the container 101 is provided at the center of the lower surface of the lid 103 to cover the portion of the shaft 107 inserted into the container 101 . A stator 120 is connected to the distal end of the stator rod 130 .
An object to be treated is injected into the container 101 through an inlet 104 provided at the bottom of the container 101 , processed by the stirring unit, and then discharged from an outlet 105 provided in the lid 103 .

図２は、本発明の実施形態１に基づく攪拌装置１００の攪拌部を構成するタービン１１０を示す上方から見た斜視図であり、図３は、同じく下方から見た斜視図である。図４は、タービン１１０の上面図であり、図５は、同じく下面図である。 FIG. 2 is a top perspective view of the turbine 110 that constitutes the stirring section of the stirring device 100 according to Embodiment 1 of the present invention, and FIG. 3 is a bottom perspective view of the same. 4 is a top view of turbine 110 and FIG. 5 is a bottom view of the same.

図３及び図７に示すように、タービン１１０は、環状のインペラ部１１１を有している。インペラ部１１１は、シャフト１０７と中心が同一となるように、接続部１１２を介して軸部１０７Ａに接続されている。図示した例では、軸部１０７Ａは、連結部１０７Ｂを介してシャフト１０７と連結されているが、連結部１０７Ｂを設けずに、軸部１０７Ａとシャフト１０７とを一体的に成形することもできる。
インペラ部１１１は、溝部１１３を複数有していて、各溝部１１３は、タービン１１０の中心軸の径方向に放射状に開口している。インペラ部１１１は、複数の溝部１１３の働きにより、後述するインデューサ部１１６から移送されてくる処理対象物を、後述するステータ１２０に向けて排出する働きをする。
図４に示すように、各溝部１１３の側面１１４のうち、タービン１１０の回転方向Ｄに対する後方の側面１１４Ａは、タービン１１０の回転方向Ｄに対して前方に傾斜している。ここで、各溝部１１３の側面１１４の傾斜角度θは、タービン１１０の回転軸の径方向と側面１１４の接線のなす角度で定義され、タービン１１０の回転方向Ｄに対してθ＞0°であれば、回転方向Ｄに対して前方に傾斜していると定義する。
さらに、図６は、本発明の実施形態２に基づく攪拌装置１００の攪拌部を構成するタービン１１０を示す上方から見た斜視図であり、図７は、同じく下方から見た斜視図である。図８は、タービン１１０の上面図であり、図９は、同じく下面図である。
本発明の実施形態２のタービン１１０は、各溝部１１３の側面１１４のうち、タービン１１０の回転方向Ｄに対する前方の側面１１４Ｂが、タービン１１０の回転方向Ｄに対して後方に傾斜し、タービン１１０の中心側から外周側に向けて各溝部１１３の幅Ｗが減少している点において、本発明の実施形態１のタービン１１０と異なっている。傾斜の定義は、後方の側面１１４Ａの場合と同様に定義される。
後方の側面１１４Ａ又は前方の側面１１４Ｂの傾斜については、少なくとも後方の側面１１４Ａが傾斜していれば、本発明の効果を発現することができるが、後方の側面１１４Ａ及び前方の側面１１４Ｂの双方が傾斜していると、本発明の効果がより高められるので好ましい。
後方の側面１１４Ａ又は前方の側面１１４Ｂの傾斜は、曲線状、直線状、屈曲状、これら形状が複合したもののいずれでなされても良いが、図示した例のように傾斜が曲線状になされていると、本発明の効果がより高められるので好ましい。 As shown in FIGS. 3 and 7, turbine 110 has an annular impeller portion 111 . The impeller portion 111 is connected to the shaft portion 107A via a connection portion 112 so as to be coaxial with the shaft 107. As shown in FIG. In the illustrated example, the shaft portion 107A is connected to the shaft 107 via the connecting portion 107B, but the shaft portion 107A and the shaft 107 can be integrally molded without providing the connecting portion 107B.
The impeller portion 111 has a plurality of groove portions 113 , and each groove portion 113 radially opens in the radial direction of the central axis of the turbine 110 . The impeller portion 111 serves to discharge the object to be processed transferred from the inducer portion 116 to be described later toward the stator 120 to be described later by the action of the plurality of groove portions 113 .
As shown in FIG. 4 , of the side surfaces 114 of each groove 113 , a rear side surface 114 A with respect to the rotation direction D of the turbine 110 is inclined forward with respect to the rotation direction D of the turbine 110 . Here, the inclination angle θ of the side surface 114 of each groove 113 is defined by the angle formed by the radial direction of the rotating shaft of the turbine 110 and the tangential line of the side surface 114, and if θ>0° with respect to the rotation direction D of the turbine 110, For example, it is defined as tilting forward with respect to the direction of rotation D.
Furthermore, FIG. 6 is a top perspective view of a turbine 110 that constitutes the stirring section of the stirring device 100 according to Embodiment 2 of the present invention, and FIG. 7 is a bottom perspective view of the same. 8 is a top view of turbine 110 and FIG. 9 is a bottom view of the same.
In the turbine 110 according to Embodiment 2 of the present invention, of the side surfaces 114 of each groove portion 113, the front side surface 114B with respect to the rotation direction D of the turbine 110 is inclined rearward with respect to the rotation direction D of the turbine 110. It differs from the turbine 110 of Embodiment 1 of the present invention in that the width W of each groove 113 decreases from the center side toward the outer circumference side. The definition of slope is the same as for the rear side 114A.
Regarding the inclination of the rear side surface 114A or the front side surface 114B, the effect of the present invention can be exhibited if at least the rear side surface 114A is inclined. If it is inclined, the effects of the present invention are enhanced, which is preferable.
The slope of the rear side surface 114A or the front side surface 114B may be curved, straight, curved, or a combination of these shapes, but in the example shown, the slope is curved. This is preferable because the effect of the present invention is further enhanced.

タービン１１０は、スクリュー状のインデューサ部１１６を有している。インデューサ部１１６は、インペラ部１１１の中心空間１１５に配置され、シャフト１０７と中心が同一となるように、シャフト１０７の下端に接続されている。
インデューサ部１１６には、複数の羽根部１１７が形成されていて、タービン１１０の回転に伴って処理対象物をインペラ部１１１に移送する働きをする。なお、図示した例では、羽根部１１７が４枚形成されているが、これに限定されるものではなく、実施の態様に応じて増減することができる。
また、インデューサ部１１６は、タービン１１０の基面１１８に対して、シャフト１０７等の中心軸方向下方側となる位置に配置されている。
タービン１１０の基面１１８には、複数の連通孔１１９が形成されており、インデューサ部１１６からインペラ部１１１に移送される攪拌対象物は、複数の連通孔１１９を経由して移送される。
なお、図示した例では、複数の連通孔１１９が４箇所形成されているが、これに限定されるものではなく、実施の態様に応じて増減することができる。 Turbine 110 has a screw-like inducer section 116 . The inducer portion 116 is arranged in the central space 115 of the impeller portion 111 and connected to the lower end of the shaft 107 so as to be coaxial with the shaft 107 .
A plurality of vane portions 117 are formed in the inducer portion 116 , and serve to transfer the object to be processed to the impeller portion 111 as the turbine 110 rotates. In the illustrated example, four blade portions 117 are formed, but the number is not limited to this, and the number can be increased or decreased according to the mode of implementation.
The inducer portion 116 is arranged at a position below the base surface 118 of the turbine 110 in the central axis direction of the shaft 107 and the like.
A plurality of communication holes 119 are formed in the base surface 118 of the turbine 110 , and the object to be stirred transferred from the inducer section 116 to the impeller section 111 is transferred via the plurality of communication holes 119 .
In the illustrated example, four communication holes 119 are formed, but the number is not limited to this and can be increased or decreased according to the mode of implementation.

図１０は、本発明の実施形態に基づく攪拌装置１００を構成するステータ１２０を示す上方から見た斜視図であり、図１１はステータ１２０の中心軸と垂直方向の断面図、図１２はタービン１１０とステータ１２０とを組み合わせた図である。 FIG. 10 is a perspective view from above showing the stator 120 constituting the stirring device 100 according to the embodiment of the present invention, FIG. 11 is a cross-sectional view of the stator 120 perpendicular to the central axis, and FIG. and a stator 120 in combination.

ステータ１２０は、円筒状の本体部１２１を有しており、図８に示すように、タービン１１０の外周を覆い、かつタービン１１０及びシャフト１０７と中心が同一となるように配置されている。
ステータ１２０とタービン１１０は、シャフト１０７等の中心軸の径方向に対して近接するように配置されている。これにより、ステータ１２０の内壁とタービン１１０のインペラ部１１１の外周との対向部分において、数ｍｍ程度のクリアランスが形成されている。
ステータ１２０の本体部１２１のうち、タービン１１０のインペラ部１１１の溝部１１３と対向する部分には、複数の孔部１２２が形成されている。図１１は当該孔部１２２の位置におけるステータ１２０の断面図であるが、これに示すように、各孔部１２２は、タービン１１０の中心軸の径方向に向けて放射状に開口している。
なお、図示した例では、各孔部１２２は、タービン１１０の回転方向Ｄに対して傾斜していないが、タービン１１０の回転方向Ｄに対して後方に傾斜していると、本発明の効果がより高められるので好ましい。各孔部１２２の傾斜の定義は、前述したタービン１１０の後方の側面１１４Ａの場合と同様に定義される。
ステータ１２０の本体部１２１の下端には吸入口１２３が設けられていて、タービン１１０のインデューサ部１１５への撹拌対象物の流入を可能にしている。 The stator 120 has a cylindrical main body 121, and as shown in FIG.
The stator 120 and the turbine 110 are arranged so as to be close to each other in the radial direction of the central axis of the shaft 107 or the like. As a result, a clearance of about several millimeters is formed in the opposing portion between the inner wall of the stator 120 and the outer periphery of the impeller portion 111 of the turbine 110 .
A plurality of holes 122 are formed in a portion of main body portion 121 of stator 120 that faces groove portion 113 of impeller portion 111 of turbine 110 . FIG. 11 is a cross-sectional view of stator 120 at the position of hole 122 . As shown in FIG. 11 , each hole 122 opens radially in the radial direction of the central axis of turbine 110 .
In the illustrated example, each hole 122 is not inclined with respect to the rotation direction D of the turbine 110, but if it is inclined backward with respect to the rotation direction D of the turbine 110, the effect of the present invention can be obtained. It is preferable because it can be enhanced more. The definition of the inclination of each hole 122 is the same as for the rear side 114A of the turbine 110 described above.
A suction port 123 is provided at the lower end of the body portion 121 of the stator 120 to allow the object to be stirred to flow into the inducer portion 115 of the turbine 110 .

上述した本発明の実施形態に基づく攪拌装置１００の構成により、容器１０１内に注入された処理対象物は、タービン１１０の回転によって生じる吸引力によって、ステータ１２０の吸入口１２３から攪拌部内に流入する。
次いで攪拌部内に流入した処理対象物は、タービン１１０のインデューサ部１１５の羽根部１１７の働きによって、インペラ部１１１に移送され、溝部１１３に注入される。溝部１１３に注入された処理対象物は、タービン１１０の溝部１１３の回転方向Ｄに対する後方の側面１１４Ａの回転方向Ｄに対する前方の傾斜の働きによって、溝部１１３の開口部から吐出され、ステータ１２０の本体部１２１の内壁とタービン１１０のインペラ部１１１の外周との間のクリアランスに注入される。
このとき、インデューサ部１１５の働きによって生じるタービン１１０の中心軸の径方向の流れと、溝部１１３の側面１１４Ａの働きによって生じるタービン１１０の回転方向Ｄの流れとが合成され、クリアランス内での処理対象物の流速が増速される。
また、タービン１１０のインデューサ部１１５の羽根部１１７の働きによって、インペラ部１１１に移送される処理対象物を、複数の連通孔１１９を経由してインペラ部１１１に移送されるようにすると、上述のクリアランス内での処理対象物の流速が増速される効果が特に高められるので好ましい。
これに対し、インデューサ部１１５を設けることなく、単にタービン１１０の周速を増加させて溝部１１３の開口部からクリアランスへ向けての処理対象物の吐出速度を増大させると、溝部１１３への処理対象物の供給が追い付かなくなって、処理対象物の流れが空転するといった不具合が発生するが、上記本発明の実施形態に基づく攪拌装置１００の構成であると、このような不具合が抑制される。 With the configuration of the stirring device 100 according to the embodiment of the present invention described above, the object to be processed injected into the container 101 flows into the stirring section from the suction port 123 of the stator 120 due to the suction force generated by the rotation of the turbine 110. .
Then, the object to be processed that has flowed into the stirring section is transferred to the impeller section 111 and injected into the groove section 113 by the action of the blade section 117 of the inducer section 115 of the turbine 110 . The object to be processed injected into the groove portion 113 is discharged from the opening of the groove portion 113 by the action of the tilt of the rear side surface 114A with respect to the rotation direction D of the turbine 110 with respect to the rotation direction D of the groove portion 113, and is discharged from the main body of the stator 120. It is injected into the clearance between the inner wall of section 121 and the outer circumference of impeller section 111 of turbine 110 .
At this time, the flow in the radial direction of the center axis of the turbine 110 generated by the action of the inducer portion 115 and the flow in the rotation direction D of the turbine 110 generated by the action of the side surface 114A of the groove portion 113 are combined, and the processing within the clearance is performed. The velocity of the object is increased.
Further, when the object to be processed transferred to the impeller portion 111 is transferred to the impeller portion 111 via the plurality of communication holes 119 by the action of the blade portion 117 of the inducer portion 115 of the turbine 110, the above-described This is preferable because the effect of increasing the flow velocity of the object to be processed within the clearance of is particularly enhanced.
On the other hand, if the circumferential speed of the turbine 110 is simply increased without providing the inducer portion 115 to increase the discharge speed of the object to be processed from the opening of the groove portion 113 toward the clearance, the processing to the groove portion 113 becomes Although the supply of the object cannot catch up and the flow of the object to be processed idly rotates, such a problem is suppressed with the configuration of the stirring device 100 according to the embodiment of the present invention.

次いで、クリアランスに注入された処理対象物は、前述した処理対象物の流速が増速される効果によって、ステータ１２０の本体部１２１の内壁に高速で衝突する。さらにクリアランスに注入された処理対象物は、ステータ１２０の本体部１２１の内壁とタービン１１０のインペラ部１１１の外周との相互作用によって大きなせん断力を受ける。これら内壁への高速で衝突と大きなせん断力とが相乗効果を発揮することで、クリアランスに吐出された処理対象物に対して、高度な分散処理を施すことができる。 Next, the object to be processed injected into the clearance collides with the inner wall of the body portion 121 of the stator 120 at high speed due to the above-described effect of increasing the flow velocity of the object to be processed. Furthermore, the object to be processed injected into the clearance receives a large shearing force due to the interaction between the inner wall of the main body portion 121 of the stator 120 and the outer periphery of the impeller portion 111 of the turbine 110 . The high-speed collision with the inner wall and the large shearing force exert a synergistic effect, so that the object to be processed ejected into the clearance can be subjected to advanced dispersion processing.

次いで、クリアランスに注入された処理対象物は、クリアランス内を周回しながらステータ１２０の本体部１２１の複数の孔部１２２を経由して、攪拌部の外に放出される。
このとき、ステータ１２０の本体部１２１の複数の孔部１２２の高さをＨｓ（図１０参照）、タービン１１０のインペラ部１１１の高さ（基面１１８からインペラ部１１１の先端までの高さ）をＨi（図２参照）とし、Ｈｓ＜４Ｈiの関係を満たすようにすると、クリアランスに吐出された処理対象物に対して、高度な分散処理を施すことができるとともに、ステータ１２０の本体部１２１の複数の孔部１２２を経由した処理対象物の攪拌部の外への放出を促進することができるようになるので好ましく、より好ましくはＨｓ＜３Ｈi、さらに好ましくはＨｓ＜２Ｈi、一層好ましくはＨｓ＜１．５Ｈiとすることが望ましい。
また、ステータ１２０の本体部１２１の複数の孔部１２２の高さＨｓが小さくなると、ステータ１２０の本体部１２１の複数の孔部１２２を経由した処理対象物の攪拌部の外への放出が阻害されるので、Ｈｓ＞０．５Ｈiの関係を満たすことが好ましく、より好ましくはＨｓ＞０．６Ｈi、さらに好ましくはＨｓ＞０．７Ｈi、一層好ましくはＨｓ＞０．８Ｈiとすることが望ましい。
Next, the object to be processed that has been injected into the clearance is discharged outside the stirring section through the plurality of holes 122 of the main body 121 of the stator 120 while circulating in the clearance.
At this time, the height of the plurality of holes 122 of the main body 121 of the stator 120 is Hs (see FIG. 10), and the height of the impeller portion 111 of the turbine 110 (the height from the base surface 118 to the tip of the impeller portion 111) is Hi (see FIG. 2) and the relationship Hs<4Hi is satisfied. It is preferable because it is possible to promote the discharge of the object to be processed to the outside of the stirring part via the plurality of holes 122, more preferably Hs<3Hi, still more preferably Hs<2Hi, still more preferably Hs< It is desirable to set it to 1.5Hi.
Further, when the height Hs of the plurality of holes 122 of the main body 121 of the stator 120 is reduced, the discharge of the object to be processed to the outside of the stirring section through the plurality of holes 122 of the main body 121 of the stator 120 is inhibited. Therefore, it is preferable to satisfy the relationship Hs>0.5Hi, more preferably Hs>0.6Hi, still more preferably Hs>0.7Hi, and even more preferably Hs>0.8Hi.

本発明に係る攪拌装置は、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明に係る攪拌装置の各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。
The stirring device according to the present invention is not limited to the embodiments described above. The specific configuration of each part of the stirring device according to the present invention can be changed in various ways.

１００：攪拌装置
１０１：容器
１０２：ジャケット
１０３：蓋体
１０４：注入口
１０５：排出口
１０６：メカニカルシール
１０７：シャフト（回転軸）
１０７Ａ：軸部
１０７Ｂ：連結部
１１０：タービン（ロータ）
１１１：インペラ部
１１２：接続部
１１３：溝部
１１４：側面
１１４Ａ：タービン１１０の回転方向Ｄに対する後方の側面
１１４Ｂ：タービン１１０の回転方向Ｄに対する前方の側面
１１５：中心空間
１１６：インデューサ部
１１７：羽根部
１１８：基面
１１９：連通孔
１２０：ステータ
１２１：本体部
１２２：孔部
１２３：吸入口
１３０：ステータロッド
Reference Signs List 100: Stirrer 101: Container 102: Jacket 103: Lid 104: Injection port 105: Discharge port 106: Mechanical seal 107: Shaft (rotating shaft)
107A: shaft portion 107B: connecting portion 110: turbine (rotor)
111: impeller portion 112: connection portion
113: Groove 114: Side 114A: Rear side 114B with respect to rotation direction D of turbine 110: Front side with respect to rotation direction D of turbine 110 115: Center space
116: Inducer portion 117: Blade portion 118: Base surface 119: Communication hole 120: Stator 121: Body portion 122: Hole portion 123: Suction port 130: Stator rod

Claims

A turbine-stator type agitator comprising:
The turbine that constitutes the stirring section of the stirring device,
an annular impeller section co-centered with the turbine;
an inducer portion arranged in a central space of the impeller portion and having the same center as the impeller;
The impeller portion has a plurality of grooves radially opening in a radial direction of the central axis of the turbine,
a rear side surface of the groove with respect to the rotation direction of the turbine is inclined forward with respect to the rotation direction of the turbine;
The stator that constitutes the stirring section of the stirring device
having a cylindrical body coaxial with the turbine;
The body portion is arranged at a predetermined interval on the outer peripheral side of the impeller portion of the turbine,
A stirrer according to claim 1, wherein a portion of the body portion facing the groove portion of the impeller portion of the turbine has a plurality of holes radially opening in a radial direction of the central axis of the turbine.

2. The agitator according to claim 1, wherein the groove portion of the impeller portion has a front side surface with respect to the rotation direction of the turbine inclined rearward with respect to the rotation direction of the turbine.

3. The agitator according to claim 2, wherein a front or rear side surface of the groove portion of the impeller portion with respect to the rotation direction of the turbine is inclined in a curved shape.

2. The stirrer according to claim 1, wherein the side surface of the stator hole is inclined backward with respect to the rotating direction of the turbine.