JP2507839B2

JP2507839B2 - 攪拌装置

Info

Publication number: JP2507839B2
Application number: JP3193003A
Authority: JP
Inventors: 一貴高田; 雅彦菊池; 久善伊藤; 幸道岡本; 栄祐佐藤
Original assignee: Shinko Pantec Co Ltd
Current assignee: Shinko Pantec Co Ltd
Priority date: 1990-08-07
Filing date: 1991-08-01
Publication date: 1996-06-19
Anticipated expiration: 2011-06-19
Also published as: JPH0549890A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は攪拌装置に関し、特に、
乱流域から層流域に至る攪拌操作条件下における液の混
合、溶解、晶析、反応、スラリー懸濁などの攪拌処理を
効率よく行うための攪拌装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】周知のように、攪拌装置には、その目的
に応じ種々の形態の攪拌翼が用いられており、例えば、
低粘度用翼としてのタービン型翼などや、高粘度用翼と
してのダブルヘリカル翼などがあるが、比較的単純な翼
構成で、低粘度液から高粘度液の攪拌混合、すなわち乱
流域から層流域に至る広範囲の攪拌操作条件下における
攪拌混合を達成するものとして、２枚羽根形のパドル翼
を上下２段または３段以上に組み合わせて設けた多段攪
拌翼構成が多く採用されている。

【０００３】そして、これら多段攪拌翼構成を採る攪拌
装置においては、翼の回転バランスと翼面に働く流体圧
変動に対する回転軸の機械的強度上の見地から、各翼を
90度の交差角度で互いに交差させて配置する方法が圧倒
的に多く採用されており、また、一般に、消費動力の観
点から、羽根板の高さを小さくし、各翼間の距離を大幅
にあけた状態で上下多段に配置されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】一方、近年において
は、攪拌装置の性能に対する要求は高度化・多様化して
おり、より広範囲な攪拌条件に対応できる攪拌装置が求
められている。特に、バッチプロセスでは、次のように
多様かつ高度な攪拌混合条件を満たす攪拌装置が望まれ
ている。均一混合；広い粘度範囲での良好な混合と、液量と粘
度の変化に対応して良好な均一混合が果たせる。伝熱混合；低動力攪拌時において良好な伝熱能力が得
られる。固液攪拌；比較的沈降速度の大きな粒子の分散や、高
濃度スラリーの均一混合および低剪断（低回転）での均
一混合などの広範囲の固液攪拌が果たせる。

【０００５】液液分散；シャープな液滴径分布が得ら
れ、かつ低剪断と、攪拌で粘度が増加する液中への軽液
分散とを両立させた液液分散が果たせる。翼形状の単純性；各翼形状がシンプルでグラスライニ
ング製の反応機類にも適用可能である。

【０００６】本発明者等は、これら要請に対応するため
に、多段攪拌翼構成を採る従来の攪拌装置について、多
方面から検討を加えた。その結果、上記の各条件を個々
に満たす攪拌装置の選定はさほど難しくはないが、多項
目を同時に満たす仕様選定は非常に困難であり、上記の
要請に対応するには、新たな観点のもとで改善または開
発されたものが必要であることが分かった。

【０００７】各パドル翼の交差角度を90度とした前記従
来の攪拌装置では、各翼から吐出される流体の流れによ
って各翼の周りに形成されるフローパターンの繋がりが
不十分である。そのため流体が攪拌槽内で上下多層に分
離する要因となり、かつ槽内にデッドスペースを生じる
原因にもなり混合性能に悪影響を及ぼす。また、デッド
スペースの発生は、流体の伝熱性能を低下させる要因と
なるばかりでなく、槽内壁面での固着やコンタミを生じ
易くし、攪拌効率を低下させる。

【０００８】また、パドル翼等の平羽根形攪拌翼を上下
多段に配置した場合、攪拌槽内には、各翼の回転によっ
て各翼の周りに複数の独立した循環流が形成される。そ
して、この傾向は〔図６〕の (a)図に示すように、上段
翼(61)と下段翼(62)との翼間距離Ｌを大きくあけた場合
により顕著となり、また、このような場合には、翼間に
おいて循環流同志が干渉しあって流れの境界Ｂを生じさ
せ、この境界Ｂで上下の流体の混合が抑制される。逆
に、翼間における循環流同志の干渉を防止するため (b)
図に示すように、一方の翼を移動させて翼間距離Ｌを小
さくすることが考えられるが、しかし、この場合には、
総翼高を確保するために、いずれかの翼の羽根板の高さ
を、翼間距離Ｌを小さくした分だけ高く（図中のh'分）
する必要があり、消費動力の増加の要因となる。また、
この場合には、羽根板の高さを拡大した翼の中央で循環
流が分かれ、翼間を大きくあけた場合にみられるような
循環流同志の干渉に基づく流れの境界Ｂ’が生じ、結果
として、攪拌槽内全体の流れの繋がりを乱す要因となっ
たりする。

【０００９】しかしながら、これら問題点を解決するた
めに、各翼の最適交差角度や翼間距離を、各翼から吐出
される流体の流れによって形成される攪拌槽内全体のフ
ローパターンの観点から、理論的・定量的に開示したも
のはこれまで知られてなく、これが近来の要請を満たす
ための仕様選定を困難なものとしていた。

【００１０】本発明は、上記の問題点の解決を目的とす
るもので、上下多段のパドル翼を混合上最適な位置関係
に配置した攪拌翼構成として、各パドル翼間で適切な圧
力勾配に起因する流れの繋がりを形成し、この流れが攪
拌槽内全体に及ぶ１つの大きな循環流を形成して乱流域
から遷移流および層流域に至る攪拌操作条件下における
液の攪拌効率を高め得る攪拌装置の提供を目的とするも
のである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、下記〜の構成を有することを特徴とす
る攪拌装置を第一の発明とする。すなわち、第一の発明
の攪拌装置は、竪形円筒状の攪拌槽と該攪拌槽内中心部
に垂設された回転軸を有する攪拌装置において、１枚以上の垂直に保持された羽根板からなる複数の
パドル翼を上記回転軸に対して上下多段に且つ各パドル
翼の羽根板を極力軸対称に装着し、上記羽根板の高さは翼径の１／２以上の大きさであ
り、少なくとも２枚の垂直に保持された羽根板を有し且
つ上記攪拌槽内径の１／２以上の翼径である最下段のパ
ドル翼を攪拌槽の底面に近接して配置し、攪拌槽内面と上記パドル翼との間には邪魔板を介装
することが可能な空間を有し、上下で隣接する各パドル翼の該上段翼の翼径は該下
段翼の翼径と等しいかまたはより小さく、上下で隣接する各パドル翼の翼間距離は攪拌槽内径
の２０％以下であり、上下で隣接する各パドル翼の該上段翼は該下段翼に
対して４５〜７５度の交差角度で回転方向に先行するよ
うに装着されていることを特徴としている。

【００１２】また、下記〜の構成を有することを特
徴とする攪拌装置を第二の発明とする。すなわち、第二
の発明の攪拌装置は、竪形円筒状の攪拌槽と該攪拌槽内
中心部に垂設された回転軸を有する攪拌装置において、２枚の垂直に保持された羽根板からなる複数のパド
ル翼を上記回転軸に対して上下多段に且つ各パドル翼の
羽根板を軸対称に装着し、上記羽根板の高さは翼径の１／２以上の大きさであ
り、上記攪拌槽内径の１／２以上の翼径である最下段の
パドル翼を攪拌槽の底面に近接して配置し、攪拌槽内面と上記パドル翼との間には邪魔板を介装
することが可能な空間を有し、上下で隣接する各パドル翼の該上段翼の翼径は該下
段翼の翼径と等しいかまたはより小さく、上下で隣接する各パドル翼の翼間距離は攪拌槽内径
の２０％以下であり、上下で隣接する各パドル翼の該上段翼は該下段翼に
対して４５〜７５度の交差角度で回転方向に先行するよ
うに装着されている。

【００１３】ことを特徴としている。

【００１４】また、上記第一または第二の発明におい
て、最下段のパドル翼の外端部を後退羽根に形成したこ
とを特徴とする攪拌装置を第三の発明とする。

【００１５】また、上記第一、第二または第三の発明に
おいて、上下で隣接する各パドル翼のうち少なくとも一
対のパドル翼が外端部において互いに上下方向に部分的
にオーバーラップしていることを特徴とする攪拌装置を
第四の発明とする。

【００１６】また、下記〜の構成を有することを特
徴とする攪拌装置を第五の発明とする。すなわち、第五
の発明の攪拌装置は、竪形円筒状の攪拌槽と該攪拌槽内
中心部に垂設された回転軸を有する攪拌装置において、２枚の垂直に保持された羽根板からなる２段または
３段のパドル翼を上記回転軸に対して上下方向に且つ各
パドル翼の羽根板を軸対称に装着し、上記羽根板の高さは翼径の１／２以上の大きさであ
り、上記攪拌槽内径の１／２以上の翼径である最下段の
パドル翼の外端部を後退羽根に形成し且つ該最下段のパ
ドル翼を攪拌槽の底面に近接して配置し、攪拌槽内面と上記パドル翼との間には邪魔板を介装
することが可能な空間を有し、上下で隣接する各パドル翼の該上段翼の翼径は該下
段翼の翼径と等しいかまたはより小さく、上下で隣接する各パドル翼の翼間距離は攪拌槽内径
の２０％以下であり、上下で隣接する各パドル翼のうち少なくとも一対の
パドル翼が外端部において互いに上下方向に部分的にオ
ーバーラップし、上下で隣接する各パドル翼の該上段翼は該下段翼に
対して４５〜７５度の交差角度で回転方向に先行するよ
うに装着されていることを特徴としている。

【００１７】また、下記〜の構成を有することを特
徴とする攪拌装置を第六の発明とする。すなわち、第六
の発明の攪拌装置は、竪形円筒状の攪拌槽と該攪拌槽内
中心部に垂設された回転軸を有する攪拌装置において、２枚の垂直に保持された羽根板からなる少なくとも
一対のパドル翼を上記回転軸に対して上下多段に且つ各
パドル翼の羽根板を軸対称に装着し、上記攪拌槽内径の１／２以上の翼径である最下段の
パドル翼を攪拌槽の底面に近接して配置し、攪拌槽内面と上記パドル翼との間には邪魔板を介装
することが可能な空間を有し、上下で隣接する各パドル翼の該上段翼は該下段翼に
対して４５〜７５度の交差角度で回転方向に先行するよ
うに装着され、上記羽根板の高さは翼径の１／２以上の大きさであ
り、上下で隣接する各パドル翼の翼間距離は攪拌槽内径
の２０％以下であることを特徴としている。

【００１８】また、上記第六の発明において、最下段の
パドル翼の外端部を後退羽根に形成したことを特徴とす
る攪拌装置を第七の発明とする。

【００１９】また、上記第六または第七の発明におい
て、上下で隣接する各パドル翼の該上段翼の翼径は該下
段翼の翼径より小さいことを特徴とする攪拌装置を第八
の発明とする。

【００２０】また、上記第六、第七または第八の発明に
おいて、上下で隣接する各パドル翼のうち少なくとも一
対のパドル翼が外端部の少なくとも１箇所において互い
に上下方向に部分的にオーバーラップしていることを特
徴とする攪拌装置を第九の発明とする。

【００２１】また、下記〜の構成を有することを特
徴とする攪拌装置を第十の発明とする。すなわち、第十
の発明の攪拌装置は、竪形円筒状の攪拌槽と該攪拌槽内
中心部に垂設された回転軸を有する攪拌装置において、２枚の垂直に保持された羽根板からなる２段または
３段のパドル翼を上記回転軸に対して上下方向に且つ各
パドル翼の羽根板を軸対称に装着し、上記羽根板の高さは翼径の１／２以上の大きさであ
り、上記攪拌槽内径の１／２以上の翼径である最下段の
パドル翼の外端部を後退羽根に形成し且つ該最下段のパ
ドル翼を攪拌槽の底面に近接して配置し、攪拌槽内面と上記パドル翼との間には邪魔板を介装
することが可能な空間を有し、上下で隣接する各パドル翼の該上段翼の翼径は該下
段翼の翼径より小さく、上下で隣接する各パドル翼の翼間距離は攪拌槽内径
の２０％以下であり、上下で隣接する各パドル翼のうち少なくとも一対の
パドル翼が外端部において互いに上下方向に部分的にオ
ーバーラップし、上下で隣接する各パドル翼の該上段翼は該下段翼に
対して３０度以上９０度未満の交差角度で回転方向に先
行するように装着されている。ことを特徴としている。

【００２２】また、上記第一、第二、第五、第六または
第十の発明において、各羽根板が実質的に平板であるこ
とを特徴とする攪拌装置を第十一の発明とする。

【００２３】

【作用】攪拌槽内の流体は攪拌翼の回転によって半径方
向に吐出される。パドル翼を上下多段に配置した攪拌装
置では、各パドル翼それぞれから流体が吐出されるの
で、これらパドル翼からの吐出流同志を干渉させること
なく、流れをスムーズに繋ぐことが混合効率を上げるの
に重要なポイントとなる。

【００２４】ところで、上下多段のパドル翼の回転によ
る流体の攪拌に際し、各翼それぞれの周囲には、〔図
６〕の (a)図に示したように、半径方向への吐出流が形
成されると同時に、その上下方向に別れて再びそれぞれ
の翼中心部に向かう循環流も形成される。そして、これ
ら翼で形成された吐出流は、隣接する他方の翼の吐出流
と干渉し合って流体を上下多層に分離させたり、他方の
翼の半径方向への吐出流に影響を及ぼしたりして、攪拌
槽内全体の流れの繋がりを乱す要因となる。

【００２５】更にまた、各翼の交差角度を従来技術で常
用される90度とした場合には、機械強度上は有利である
ものの、粘度域によっては上下の翼間の流れをスムーズ
に繋ぐことが困難となり、攪拌槽内全体の流れの繋がり
を乱す要因となる。

【００２６】そこで本発明者らは、先ず、翼間距離が小
さくて上下の翼で形成される吐出流同志が繋がり易い配
置関係において、各翼で形成された循環流の動きと交差
角度との関連について詳細に検討した結果、これら循環
流は翼に対して、ある回転遅れ位相をもって他方の翼に
影響を及ぼしており、その回転遅れ位相と交差角度との
相関が槽内の循環流の形成に大きく影響することを知見
した。

【００２７】すなわち、上下のパドル翼の交差角度を変
えると、これらパドル翼の前面に発生する圧力上昇部と
後面に発生する圧力降下部の上下方向の位置関係も、そ
の交差角度に応じて変化することになり、ある範囲内の
交差角度を選択する時、上下のパドル翼からの吐出流の
繋がり方が最も安定するとの知見を得た。

【００２８】そして、これらの関係を更に詳細に検討し
た結果、一方のパドル翼が形成する吐出流が他方のパド
ル翼前面の高圧側に流れた場合、これら吐出流同志が干
渉するため攪拌槽全体に及ぶ循環流が形成され難くな
る。逆に、他方のパドル翼後面の低圧側に流れた場合に
は、互いの吐出流を乱すことなく上下の翼の間に高圧側
から低圧側に向かう選択的な流れが形成され、これら翼
から吐出される流れをうまく繋ぐことができ、これによ
り最適な圧力勾配に起因して攪拌槽内全体に及ぶ１つの
大きな循環流が形成され、流体の攪拌効率を高め得ると
の結論を得た。

【００２９】そしてまた、このような圧力勾配に起因す
る混合上最適なフローパターンを生じさせるには、上段
のパドル翼を下段のパドル翼に対して90度未満で先行さ
せればよいとの推論に達した。

【００３０】本発明者らは、この推論を確認するため
に、パドル翼を上下２段に交差させて配置した攪拌装置
を基本形態のモデルとして選び、このモデル攪拌装置を
基に、上段翼と下段翼の交差角度α（下段翼を基準と
した上段翼の回転方向への先行角度）、上段翼と下段
翼の翼間距離Ｌ、上段翼と下段翼の吐出力バランスに
及ぼす下段翼形状（後退翼と直線状パドル翼）の影響
を、数値実験および混合実験により検討した。

【００３１】数値実験は、流動の数値解析とその解析結
果を利用する混合のシミュレーションからなる。まず攪
拌槽内の３次元流速分布を求め、次にその結果を用いて
液面から投入した拡散物質の濃度分布の経時変化をシミ
ュレーションで求めた。なお、この数値実験の適用は、
流体数値解析結果の信頼性の高い層流域に限定した。一
方、混合実験では、内径 400mm、高さ 800mm、容量80Lt
および内径 200mm、高さ 400mm、容量10Ltの大小２種類
の攪拌槽を使用し、混合時間の測定には、ヨード澱粉の
呈色をチオ硫酸ナトリウムで還元脱色する脱色法を利用
した。また、ヨード溶液およびチオ硫酸ナトリウム溶液
は、攪拌液と同じ粘度に調製したものを用い、混合時間
は脱色過程の連続写真から決定した。

【００３２】先ず、上段翼と下段翼の交差角度αの違
いが攪拌槽内の流動と混合過程に及ぼす影響を数値実験
法により評価した。この実験では、内径Ｄ 200mmの攪拌
槽内に、翼径ｄ 120mm(0.6Ｄ）のパドル翼を翼間距離Ｌ
20mm(0.1Ｄ）で上下２段に配置し、粘度μ 5Pa・s 、密
度ρ1400kg/m³、攪拌レイノルズ数Ｒｅ 8.4の攪拌液
を、液深Ｈ 200mm(1.0Ｄ）、翼の回転数 2.08 r/s の共
通条件にて、上下段翼の交差角度αを零度（上下翼を同
一平面配置）から90度まで変化させて攪拌した。その実
験による流速分布および混合過程の代表例を〔図７〕に
示す。この〔図７〕は攪拌槽の1/2 縦断面における流速
ベクトルと拡散物質の混合進展を表す濃度等高線とを示
す図であって、(a) 図は交差角度αを45度とした例を、
(b) 図は交差角度αを零度とした例をそれぞれ示す。

【００３３】交差角度αを零度とした時には、(b) 図に
示すように上段パドル翼および下段パドル翼から吐出さ
れた流体は翼間において互いに衝突し、攪拌槽上部と下
部との間の円滑な液体輸送を阻害する。一方、交差角度
αを45度とした時には、 (a)図に示すように攪拌槽上部
から下部への液体輸送が盛んである。

【００３４】また、これに対応する混合過程の相違は、
交差角度αが零度では投入後30秒経過しても下段翼部ま
で拡散物質は輸送されないのに対して、交差角度αが45
度では投入後30秒で槽底部まで拡散物質が輸送される。
すなわち上下のパドル翼を同一平面に配置するよりも、
これら翼を45度の交差角度で配置する方が、上段翼と下
段翼の流れが繋がり、速やかな混合が達成される。ま
た、本手法を用いて種々の交差角度αを検討した結果、
交差角度αは30度以上90度未満の範囲内、望ましくは45
度から75度が適切な角度範囲として見いだされ、これに
より前述した推論が成立することが確認された。

【００３５】続いて、上段翼と下段翼の翼間距離Ｌの
最適範囲を把握するために、上下段の交差角度αを45度
に設定する一方で、翼間距離Ｌを攪拌槽の内径Ｄの10％
から30％の範囲に変化させ、上記と同条件の攪拌による
実験を行った。その実験による流速分布を〔図８〕に示
す。なお、〔図８〕は攪拌槽の 1/2縦断面における流速
ベクトルを示す図であって、 (a)図は翼間距離Ｌを 0.1
Ｄ(10%) に設定した例を、 (b)図は翼間距離Ｌを 0.2Ｄ
(20%) に設定した例を、 (c)図は翼間距離Ｌを 0.3Ｄ(3
0%) に設定した例をそれぞれ示す。

【００３６】翼間距離Ｌが 0.1Ｄから 0.3Ｄまでに増加
するに従い〔図８〕に示すように、上段パドル翼の吐出
流が、下段パドル翼の回転域に進入する度合いが減少し
て行き、 0.3Ｄではほとんど進入することなく下段パド
ル翼の吐出流に押し返されている。一方、 0.2Ｄ以下で
は下段パドル翼の回転域に進入して流れが繋がってい
る。従って、翼間距離Ｌを 0.2Ｄ以下、好ましくは 0.1
Ｄに設定することによって、攪拌槽内での流れが繋が
り、効率のよい混合を実現することができる。

【００３７】更にまた、多段翼構成で効率よい攪拌混合
を行うには、上段翼と下段翼の吐出力バランスが重要
であり、本実験では、層流域と乱流域での吐出力バラン
スを検討し、最下段のパドル翼としてその外端部を後退
羽根に形成した後退羽根翼を採用して攪拌槽下部の吐出
力を強化し、粘度対応性と動力効率の向上を図った。３
枚羽根形について、層流時における通常の直線状パドル
翼と後退羽根翼周囲の半径方向吐出流速解析結果を〔図
９〕に例示する。なお、〔図９〕の (a)図は後退羽根翼
周囲の半径方向の吐出流速分布を、 (b)図は直線状パド
ル翼周囲の半径方向の吐出流速分布をそれぞれ示す図で
ある。

【００３８】〔図９〕に示すように、後退羽根翼では、
直線状パドル翼に認められる翼端後面での液体の吸込み
Ｓがなく、広い角度範囲にわたり液体が吐出されてお
り、また最大吐出流速度も、同一外径の直線状パドル翼
のそれに比べて30％大きい。

【００３９】一方、パドル翼の吐出流速度はその外径
（翼スパン）に左右されるので、攪拌槽下部の吐出力を
強化するには、最下段のパドル翼をその上段に位置する
他のパドル翼よりも大きな径とすることでも対応でき
る。

【００４０】以上にて把握された最適条件より、交差角
度αを45度、翼間距離Ｌを 0.1Ｄに組み合わせた多段パ
ドル翼を用いると、粘度 2Pa・s 以上の層流域では攪拌
槽内全体が良好に混合された。しかし、粘度 2Pa・s 以
下の層流から乱流へ遷移する状態では、上下翼の流れの
繋がりが不安定になり、混合がやや遅れ気味になる傾向
が認められた。

【００４１】この問題を解決するために種々検討を加え
た結果、上下で隣接するパドル翼それぞれを少なくとも
外端部において互いに上下方向にオーバーラップさせる
とき、これらパドル翼から吐出される流れを、隣接する
パドル翼の回転域に進入させてうまく繋ぐことができ、
これにより最適な圧力勾配に起因するフローパターンが
形成され、遷移域の流体についても攪拌効率を高め得る
との結論を得た。

【００４２】そして、その効果を確認するために、上段
パドル翼の両外側下端部に下方に向けて突出して下段パ
ドル翼にオーバーラップする短冊形のフィン部を設け、
この構成のもとで、粘度 2Pa・s 以下の攪拌液を、上記
条件にて攪拌した。

【００４３】その結果、上段パドル翼の両外側下端部に
設けたフィン部により、上下段パドル翼の流れの繋がり
が安定して速やかな混合が実現した。また、フィン部を
設けたことにより、遷移域や乱流域において良好な均一
混合を得ることができるばかりでなく、層流域において
もフィン部のないものに比べて一層良好な混合が可能で
あることが確認された。

【００４４】本発明は、以上に述べた調査で確認された
諸条件を把握した上でなされたものである。すなわち、
回転軸に上下多段に装着させた複数のパドル翼の、上段
に位置する各パドル翼を上下で隣接する下段のパドル翼
に対して90度未満の交差角度で回転方向に先行させて配
置することで、上段翼と下段翼の流れを繋がらせて、速
やかな混合を実現する。また、上記交差角度を45度〜75
度とすることで、上段翼と下段翼の流れの繋がりをより
安定なものとし、より確実に速やかな混合を実現する。
また、最下段のパドル翼の外端部を後退羽根に形成する
ことで、攪拌槽下部の吐出力を強化して、攪拌槽内全体
のフローパターンを安定化させると共に、粘度対応性と
動力効率を向上させる。また、最下段のパドル翼をその
上段に位置する他のパドル翼よりも大きな径とすること
でも、攪拌槽下部の吐出力を強化して、乱流域での攪拌
槽内全体のフローパターンを安定化させると共に、粘度
対応性と動力効率を向上させる。

【００４５】また、上下で隣接するパドル翼それぞれの
翼間距離を攪拌槽の内径寸法の20％以下の寸法とするこ
とで、上段翼と下段翼の流れの繋がりをより安定なもの
とし、より効率のよい混合を実現する。また、上下で隣
接するパドル翼それぞれを少なくとも外端部において互
いに上下方向にオーバーラップさせることで、遷移域の
流体についても、上段翼と下段翼の流れの繋がりを確実
かつ安定なものとして、良好な均一混合を実現する。

【００４６】

【実施例】以下に、本発明の実施例を図面を参照して説
明する。〔図１〕は本発明の１実施例の攪拌装置を示す
図面であって、 (a)図は一部を切り欠いた斜視図、 (b)
図は (a)図のＢ−Ｂ横断面図である。なお、本実施例
は、本発明の攪拌翼構成をグラスライニング型機器に適
用した例である。

【００４７】〔図１〕において、(1) は攪拌槽であっ
て、この攪拌槽(1) は、外周に熱交換用のジャケット(1
a)を装着した竪型円筒容器に形成されている。また、こ
の攪拌槽(1) の内周面寄りには、２枚の邪魔板(6) が円
周方向に等ピッチに槽上部から垂設されている。

【００４８】(2) は回転軸であって、この回転軸(2) は
攪拌槽(1) の中心部に垂設され、攪拌槽(1) の上方中央
部に装着された駆動装置(5) により (b)図中の矢印Ａで
示す方向に回転駆動される。

【００４９】(3) は下段翼であって、２枚の垂直に保持
された羽根板(3a)(3b)からなり、これら羽根板(3a)(3b)
は軸対称であって、羽根板の高さｈ₁は翼径ｄ₁の1/2
以上の大きさであり、また翼径ｄ₁は攪拌槽内径Ｄの1/
2 以上である。この下段翼(3) は下縁部を攪拌槽(1) 底
の曲面に沿う形状に形成すると共に、両外側部を(b)図
中の矢印Ａに示す回転方向に対して後退羽根に形成した
パドル形翼で、回転軸(2) の下端部に装着されて攪拌槽
(1) の底面に近接して配されている。

【００５０】(4) は上段翼であって、２枚の垂直に保持
された羽根板(4a)(4b)からなり、これら羽根板(4a)(4b)
は軸対称であって、羽根板の高さｈ₂は翼径ｄ₂の1/2
以上の大きさである。この上段翼(4) は、その翼径ｄ₂
が下段翼の翼径ｄ₁と略同径であって、その両外側下端
部に下方に向けて突出する短冊形のフィン部(4f)を設け
たパドル形翼で、下段翼(3) の上方の回転軸(2) に装着
されている。また、この上段翼(4) は、(b) 図に示す交
差角度α、すなわち下段翼(3) に対して矢印Ａで示す回
転方向に先行する交差角度を45度に設定すると共に、そ
の両外側のフィン部(4f)の下端縁を、下段翼(3) の両外
側の上端縁より所定寸法Δｈだけ低く位置させて、下段
翼(3) と上下方向にオーバーラップさせて配されてい
る。また、上段翼(4) と下段翼(3) との翼間距離は攪拌
槽内径の２０％以下になるように回転軸(2) に装着され
ている。

【００５１】上記のような構成の攪拌装置について、中
高粘度域での混合効率の向上効果を確認するため、『上
段翼の翼径は下段翼と等しく、上・下段各パドル翼の翼
径は攪拌槽内径の１／２以上の大きさで、上・下段各パ
ドル翼の羽根板の高さは翼径の１／２以上の大きさで、
上段翼と下段翼の翼距離は攪拌槽内径の２０％以下で、
上段翼と下段翼の交差角度を従来慣用された９０度とし
た攪拌装置』との対比において、攪拌レイノルズ数Ｒｅ
11.7の層流状態で流速ベクトル分布と拡散物質の液面お
よび槽底での濃度曲線を数値実験で求めた。この実験で
は、内径Ｄ 200mmの攪拌槽内に、翼径ｄ 120mm(0.6Ｄ）
のパドル翼を、交差角度αを45度として上下２段に配置
し、液深Ｈを250mm(1.25Ｄ）、翼の回転数を2.08r/s に
設定することを共通条件とした。また、本実施例の装置
の上段翼フィン部の下段翼に対するオーバーラップ寸法
Δｈは0.05Ｄとした。その結果を〔図２〕に示す。な
お、〔図２〕は攪拌槽内の流速ベクトルと濃度応答曲線
とを示す図であって、 (a)図は本実施例によるもの、
(b)図は比較例として交差角度αを従来慣用された角度
である90度とした攪拌装置によるものをそれぞれ示す。

【００５２】交差角度αを従来慣用された角度である90
度とした攪拌装置では、(b) 図に示すように、上下段パ
ドル翼の流れの繋がりがあるものの、約 180秒経過して
も液面部と槽底部での濃度に若干の差が残り混合が終わ
っていない。これに対し、本実施例の攪拌装置では、
(a) 図に示すように、上下段翼の流れが良好に繋がり、
約90秒後に液面部と槽底部の濃度が一致して混合が終わ
った。

【００５３】以上により本実施例の攪拌装置は、交差角
度αを従来慣用された角度である90度とした攪拌装置に
よる混合時間に比べて半分以下と、大幅に短時間で攪拌
混合を達成できることが確認できた。また、その上下段
翼ともに形状がシンプルであり、回転軸と一体化させて
外面にガラス被覆する際に、高温焼成によって生じる変
形の問題が少なく、本実施例のようなグラスライニング
型機器への適用が容易である。

【００５４】なお、〔図１〕に示した例の攪拌装置で
は、上下２段の攪拌翼構成としたが、これは一例であっ
て、例えば、〔図３〕に示すように、パドル型翼を上下
３段に配した構成の攪拌翼とされてもよく、また、本発
明の要旨を逸脱しない限り、装置規模や液深に対応して
３段以上の攪拌翼構成を採用されてもよい。そして、多
段のパドル翼の最上段翼のみを１枚の羽根板のものとす
ることもできる。また、攪拌槽の内周面寄りに２枚の邪
魔板(6) を配置したが、この邪魔板(6)によって旋回流
が上昇流に変換され、攪拌槽内全域に亘る循環流が形成
されるので、良好な混合を達成することができるのであ
る。しかし、この邪魔板は高粘度液の攪拌混合には必ず
しも必要ではない。要は攪拌槽内面とパドル翼との間に
邪魔板を介装することが可能な空間を有すればよい。

【００５５】〔図３〕は本発明の別の実施例の攪拌装置
の一部を切り欠いた斜視図であり、同図において〔図
１〕と同符号を付したものは等価のもので、ここでは説
明を省略する。

【００５６】この実施例の攪拌装置では、下段翼(3) の
上方の回転軸(2) に、〔図１〕と同様に両外側下端部に
フィン部(4f)を設けた上段翼(4) が上下２段に装着さ
れ、全体として３段の攪拌翼構成とされている。また、
下段翼(3) および２段の上段翼(4) は、互いの交差角度
を45度に設定して配置され、また、２段の上段翼(4)
は、それぞれのフィン部(4f)を隣接する下方の翼と上下
方向にオーバーラップさせて配されている。

【００５７】この実施例のような攪拌翼構成によれば、
液深変化に対応して槽内全域を均等に攪拌でき、装置の
大型化および攪拌能力の増大にも容易に対応できる。

【００５８】なお、〔図１〕および〔図３〕に示した例
の攪拌装置では、上段翼(4) の両外側下端部に短冊状の
フィン部(4f)を設け、そのフィン部(4f)を下方に位置す
る他の翼と上下方向にオーバーラップさせることで、上
下で隣接するパドル翼間の流れの繋がりを安定化させる
ものとしたが、これは一例であって、上下で隣接するパ
ドル翼それぞれを少なくとも外端部において互いに上下
方向にオーバーラップさせる本発明の要旨を逸脱しない
限り、例えば、〔図４〕の(a) 図に示すように下段翼
(3) と上段翼(4) それぞれの一方の外側端部に短冊状の
フィン部を設けて、また、〔図４〕の (b)図に示すよう
に上段翼(4) の両外側下端部にフィッシュテイル状に突
出するフィン部を設けて、更にまた、〔図４〕の (c)図
に示すように下段翼 (3)と上段翼 (4)それぞれの両外側
端部にフィッシュテイル状に突出するフィン部を設け
て、これらを互いに上下方向にオーバーラップさせるこ
ともできる。

【００５９】また、〔図１〕および〔図３〕に示した例
の攪拌装置では、攪拌槽下部の吐出力を強化して粘度対
応性と動力効率の向上を図るため、最下段翼を後退羽根
翼に形成したが、これは必ずしも後退羽根翼とする必要
はなく、槽底部の吐出力を強化するには、最下段翼をそ
の上段に位置する他の翼よりも大きな径のパドル形翼と
することでも対応できる。

【００６０】〔図５〕は本発明のまた他の実施例の攪拌
装置を示す図面であって、 (a)図は縦断面図、 (b)図は
(a)図のＢ−Ｂ横断面図である。

【００６１】〔図５〕において、(11)は攪拌槽であっ
て、この攪拌槽(11)は、外周に熱交換用のジャケット(1
1a) を装着した竪型円筒容器に形成されている。また、
この攪拌槽(11)の内周面上には、中心に向かうように上
下方向に４枚の邪魔板(16)が円周方向に等ピッチに装着
されている。

【００６２】(12)は回転軸であって、この回転軸(12)
は、攪拌槽(11)の中心部に垂設され、攪拌槽(11)の上方
中央部に装着された駆動装置(15)により (b)図中の矢印
Ａで示す方向に回転駆動される。

【００６３】(13)は下段翼、(14)は上段翼で、これら上
・下段翼(14)、(13)は翼径ｄおよび羽根板の高さｈを同
寸としたパドル形翼で、これら上段翼(14)と下段翼(13)
との翼間距離Ｌは攪拌槽(11)内径Ｄの20％以下になるよ
うに回転軸(12)に装着されている。また、下段翼(13)
は、下縁部を攪拌槽(11)底の曲面に沿う形状に形成され
て攪拌槽(11)の底面に近接して配され、一方、上段翼(1
4)は、 (b)図に示す交差角度α、すなわち下段翼(13)に
対して矢印Ａで示す回転方向に先行する交差角度を90度
未満に設定されている。

【００６４】上記のような構成の攪拌装置による上下翼
の交差角度αを変えて行った具体的な混合・攪拌例につ
いて、以下に述べる。

【００６５】上記構成のもとで、攪拌槽(11)の内径Ｄを
200mmとし、上・下段翼(14)、(13)の翼径ｄを 120mm
(0.6Ｄ) 、羽根板の高さｈを70mm(0.35 Ｄ）、翼間距離
Ｌを20mm(0.1Ｄ＝ｄ／6)とする一方で、上・下段翼(1
4)、(13)の交差角度αを45度、60度および75度に設定し
た３種の攪拌装置を準備した。また、比較のために、上
・下段翼の交差角度αを従来慣用された90度、翼間距離
Ｌを60mm（0.3 Ｄ）とした点以外は本実施例のものと同
一構成とした攪拌装置も準備した。

【００６６】そして、これら４種の攪拌装置を用い、翼
回転数を125rpmとする同一条件で、粘度μ＝ 5Pa・s 、
密度ρ＝ 1400kg/m³の液を混合・攪拌して、それぞれに
よる液の完全混合時間を測定した。

【００６７】その結果、液の完全混合時間は、交差角度
を90度とした比較例のものでは 150秒要したのに対し
て、本実施例のものでは、交差角度を45度とした例で 1
04秒、60度とした例で 102秒、75度とした例で 114秒で
あり、比較例のものと比べて、液の混合・攪拌効率を約
25％〜30％と大幅に高めることができ、本発明装置の優
れた混合効果を確認することができた。

【００６８】なお、本実施例では、上・下段翼の翼間距
離Ｌを20mmとしたが、これは一例であって、この翼間距
離Ｌは攪拌槽内径Ｄの20％（40mm＝ｄ／3)以下の寸法に
設定されればよい。なお、この翼間距離による混合効果
は所定の大きさの翼の場合に期待できるものである。す
なわち、最下段のパドル翼の翼径が攪拌槽内径の1/2以
上で且つ羽根板の高さが翼径の1/2 以上の大きさである
大型パドル翼において、翼間距離を攪拌槽内径の20％以
下とすることにより、槽内の上下の流れが繋がり、効率
のよい混合を実現することができるのである。

【００６９】但し、翼間距離を小さくするについては、
〔従来技術〕の項で述べたように、液深に対応するため
の総翼高の増大に伴う消費動力の増加はあるが、混合時
間短縮の点から、この翼間距離は攪拌槽内径の20％以下
（望ましくは10％前後）において装置規模および経済性
から選択されることになる。

【００７０】また、本実施例では、下段翼を上段翼と同
じ翼径および羽根板の高さのパドル形翼としたが、これ
は一例であって、第１実施例のように下段翼を後退羽根
翼に形成したり、または下段翼を上段翼よりも大きな翼
径とすることも、攪拌槽下部の吐出力を強化して槽内全
体の流れをスムーズに繋がらせるのに効果的である。ま
た、本実施例では、上下２段の攪拌翼構成としたが、こ
れは本発明構成の効果を評価・説明することを容易にす
るためであって、本発明の要旨を逸脱しない限り、装置
規模や液深に対応して２段以上の多段攪拌翼構成を採っ
ても同様な混合・攪拌効率の向上が図れることは言うま
でもない。

【００７１】さらに、上記したように、上段翼と下段翼
との流れが繋がり、速やかな混合をが達成されるために
は、下段翼に対する上段翼の交差角度は３０度以上９０
度未満の範囲内、好ましくはその交差角度は４５度から
７５度であると述べたが、「図１のような構成の攪拌装
置を用いた攪拌混合実験」と「図５のような構成の攪拌
装置を用いた攪拌混合実験」の結果より、以下のことが
分かる。

【００７２】すなわち、図１の構成の攪拌装置による攪
拌混合実験において、本実施例の攪拌装置は、『上段翼
と下段翼の翼径はほぼ等しく、上・下段各パドル翼の翼
径は攪拌槽内径の１／２以上の大きさで、上・下段各パ
ドル翼の羽根板の高さは翼径の１／２以上の大きさで、
上段翼と下段翼の翼間距離は攪拌槽内径の２０％以下
で、下段翼の外端部は後退羽根に形成され、上段翼と下
段翼は部分的に上下方向にオーバーラップし、上段翼は
下段翼に対して４５度の交差角度で回転方向に先行して
いる。』という特徴を有している。一方、その実験にお
ける比較例は、『上段翼の翼径は下段翼と等しく、上・
下段各パドル翼の翼径は攪拌槽内径の１／２以上の大き
さで、上・下段各パドル翼の羽根板の高さは翼径の１／
２以上の大きさで、上段翼と下段翼の翼距離は攪拌槽内
径の２０％以下で、上段翼と下段翼の交差角度を従来慣
用された９０度とした攪拌装置』である。その結果、本
実施例の攪拌装置は約９０秒で攪拌混合が終了している
が、比較例のものでは約１８０秒経過しても攪拌混合が
終了しない。すなわち、上記特徴を有する本実施例の攪
拌装置によれば、比較例の攪拌装置に比べて攪拌混合時
間を約１／２以下に短縮できることが分かる。すなわ
ち、『オーバーラップの効果』、『後退羽根の効果』お
よび『交差角度の効果』により攪拌混合時間が１／２以
下となったのである。

【００７３】一方、図５の構成の攪拌装置による攪拌混
合実験は、翼径および羽根板の高さが同寸の上下２段の
パドル形翼からなる攪拌装置において、『上段翼と下段
翼の翼間距離を攪拌槽内径の２０％以下（１０％）と
し、上段翼を下段翼に対して４５度、６０度、７５度の
交差角度で回転方向に先行するように装着した各実施
例』と、『この実施例と翼径および羽根板の高さは同一
で、上段翼と下段翼の交差角度は９０度で、上段翼と下
段翼の翼間距離は攪拌槽内径の３０％とした比較例』と
の攪拌混合時間を比較するものである。

【００７４】その結果、交差角度が４５度、６０度、７
５度の各実施例の攪拌混合時間は、それぞれ、１０４
秒、１０２秒、１１４秒である。これに比し、交差角度
が９０度である比較例の攪拌混合時間は１５０秒であ
る。すなわち、上段翼と下段翼の交差角度を４５度と
し、上段翼と下段翼の翼間距離を攪拌槽内径の２０％以
下とした本実施例の攪拌装置によれば、そのような特徴
を有しない比較例の攪拌装置に比べて攪拌混合時間を約
２／３に短縮できることが分かる。すなわち、『交差角
度の効果』と『翼間距離の効果』で攪拌混合時間が２／
３となったのである。このことは、攪拌混合時間を２／
３に短縮できた要因は交差角度以外にもあることを示し
ている。すなわち、交差角度の効果のみでは攪拌混合時
間を２／３に短縮できないのである。

【００７５】以上の攪拌混合実験の結果は次のように要
約することができる。すなわち、『後退羽根の効果』、
『オーバーラップの効果』および『交差角度の効果』に
より、これらの特徴を有しない比較例の攪拌装置に比べ
て攪拌混合時間を約１／２以下に短縮することができ
る。また、『翼間距離の効果』と『交差角度の効果』に
より、これらの特徴を有しない比較例の攪拌装置に比べ
て攪拌混合時間を約２／３に短縮できる。すなわち、
『交差角度の効果』だけでは攪拌混合時間を２／３に短
縮することはできず、上記数値「１／２」と「２／３」
より逆算すれば、『後退羽根の効果』と『オーバーラッ
プの効果』により、これらの特徴を有しない攪拌装置に
比べて攪拌混合時間を約３／４以下に短縮できることに
なる。

【００７６】この検討結果に基づけば、上段翼を下段翼
に対して回転方向に先行させる交差角度を４５度〜７５
度にせずに３０度以上９０度未満の角度とした以外は請
求項１〜９記載の要件を具備する請求項１０記載の攪拌
装置も、これらの要件を有しない攪拌装置に対する流体
の攪拌効率を向上しうることは明らかである。

【００７７】

【発明の効果】以上に述べたように、本発明に係る攪拌
装置は、上下多段のパドル翼を、明確で混合上最適な位
置関係に配置した攪拌翼構成として、各パドル翼間で適
切な圧力勾配に起因する流れを形成して攪拌槽内全体に
おけるフローパターンの繋がりがとれ、乱流域から層流
域に至る攪拌操作条件下における流体の攪拌効率を大幅
に向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施例の攪拌装置を示す図面であっ
て、 (a)図は一部を切り欠いた斜視図、 (b)図は (a)図
のＢ−Ｂ横断面図である。

【図２】攪拌槽内の流速ベクトルと濃度応答曲線を示す
図で、 (a)図は本発明の１実施例によるもの、 (b)図は
比較例によるものを示す。

【図３】本発明の別の実施例の攪拌装置の一部を切り欠
いた斜視図である。

【図４】本発明に係る上下で隣接するパドル翼のオーバ
ーラップ形態を説明する図である。

【図５】本発明のまた他の実施例の攪拌装置を示す図面
であって、 (a)図は縦断面図、(b)図は (a)図のＢ−Ｂ
横断面図である。

【図６】パドル翼を上下多段に配置した攪拌装置におけ
る翼間距離Ｌと循環流との関係を説明するための模式図
で、 (a)図は翼間距離Ｌを大きくした場合、 (b)図は翼
間距離Ｌを小さくした場合を示す。

【図７】上下段翼の交差角度が、攪拌槽内の流速ベクト
ルと、混合進展を表す濃度等高線に及ぼす影響を示す図
で、 (a)図はその交差角度を45度としたもの、 (b)図は
その交差角度を零度としたものを示す。

【図８】翼間距離Ｌが攪拌槽内の流速ベクトルに与える
影響を示す図で、 (a)図は翼間距離Ｌを槽内径の10％と
した場合、 (b)図は翼間距離Ｌを槽内径の20％とした場
合、 (c)図は翼間距離Ｌを槽内径の30％とした場合を示
す。

【図９】(a)図は後退羽根翼周囲の半径方向の吐出流速
分布を示す図、 (b)図は直線状パドル翼周囲の半径方向
の吐出流速分布を示す図である。

【符号の説明】

(1)、(11)…攪拌槽 (2)、(12)…回転軸 (3)、(13)…下段翼 (4)、(14)…上段翼 (5)、(15)…駆動装置 (3a) 、(3b)、(4a)、(4b)…羽根板 (6)、(16)…邪魔板Ｄ…攪拌槽内径ｄ、ｄ₁、ｄ₂…翼径ｈ、ｈ₁、ｈ₂…羽根板の高さ α…交差角度Ｌ…翼間距離

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】竪形円筒状の攪拌槽（１）と該攪拌槽内
中心部に垂設された回転軸（２）を有する攪拌装置にお
いて、下記〜の構成を有することを特徴とする攪拌
装置。１枚以上の垂直に保持された羽根板（３ａ、３ｂ）
からなる複数のパドル翼を上記回転軸に対して上下多段
に且つ各パドル翼の羽根板を極力軸対称に装着し、上記羽根板の高さ（ｈ₁)は翼径（ｄ₁)の１／２以上
の大きさであり、少なくとも２枚の垂直に保持された羽根板を有し且
つ上記攪拌槽内径（Ｄ）の１／２以上の翼径（ｄ₁)であ
る最下段のパドル翼（３）を攪拌槽の底面に近接して配
置し、攪拌槽内面と上記パドル翼との間には邪魔板（６）
を介装することが可能な空間を有し、上下で隣接する各パドル翼の該上段翼（４）の翼径
（ｄ₂)は該下段翼（３）の翼径（ｄ₁)と等しいかまたは
より小さく、上下で隣接する各パドル翼の翼間距離（Ｌ）は攪拌
槽内径（Ｄ）の２０％以下であり、上下で隣接する各パドル翼の該上段翼（４）は該下
段翼（３）に対して４５〜７５度の交差角度（α）で回
転方向に先行するように装着されている。
【請求項２】竪形円筒状の攪拌槽（１）と該攪拌槽内
中心部に垂設された回転軸（２）を有する攪拌装置にお
いて、下記〜の構成を有することを特徴とする攪拌
装置。２枚の垂直に保持された羽根板（３ａ、３ｂ）から
なる複数のパドル翼を上記回転軸に対して上下多段に且
つ各パドル翼の羽根板を軸対称に装着し、上記羽根板の高さ（ｈ₁)は翼径（ｄ₁)の１／２以上
の大きさであり、上記攪拌槽内径（Ｄ）の１／２以上の翼径（ｄ₁)で
ある最下段のパドル翼（３）を攪拌槽の底面に近接して
配置し、攪拌槽内面と上記パドル翼との間には邪魔板（６）
を介装することが可能な空間を有し、上下で隣接する各パドル翼の該上段翼（４）の翼径
（ｄ₂)は該下段翼（３）の翼径（ｄ₁)と等しいかまたは
より小さく、上下で隣接する各パドル翼の翼間距離（Ｌ）は攪拌
槽内径（Ｄ）の２０％以下であり、上下で隣接する各パドル翼の該上段翼（４）は該下
段翼（３）に対して４５〜７５度の交差角度（α）で回
転方向に先行するように装着されている。
【請求項３】最下段のパドル翼（３）の外端部を後退
羽根に形成したことを特徴とする請求項１または２記載
の攪拌装置。
【請求項４】上下で隣接する各パドル翼のうち少なく
とも一対のパドル翼（３、４）が外端部において互いに
上下方向に部分的にオーバーラップしていることを特徴
とする請求項１、２または３記載の攪拌装置。
【請求項５】竪形円筒状の攪拌槽（１）と該攪拌槽内
中心部に垂設された回転軸（２）を有する攪拌装置にお
いて、下記〜の構成を有することを特徴とする攪拌
装置。２枚の垂直に保持された羽根板（３ａ、３ｂ）から
なる２段または３段のパドル翼を上記回転軸に対して上
下方向に且つ各パドル翼の羽根板を軸対称に装着し、上記羽根板の高さ（ｈ₁)は翼径（ｄ₁)の１／２以上
の大きさであり、上記攪拌槽内径（Ｄ）の１／２以上の翼径（ｄ₁)で
ある最下段のパドル翼（３）の外端部を後退羽根に形成
し且つ該最下段のパドル翼（３）を攪拌槽の底面に近接
して配置し、攪拌槽内面と上記パドル翼との間には邪魔板（６）
を介装することが可能な空間を有し、上下で隣接する各パドル翼の該上段翼（４）の翼径
（ｄ₂)は該下段翼（３）の翼径（ｄ₁)と等しいかまたは
より小さく、上下で隣接する各パドル翼の翼間距離（Ｌ）は攪拌
槽内径（Ｄ）の２０％以下であり、上下で隣接する各パドル翼のうち少なくとも一対の
パドル翼（３、４）が外端部において互いに上下方向に
部分的にオーバーラップし、上下で隣接する各パドル翼の該上段翼（４）は該下
段翼（３）に対して４５〜７５度の交差角度（α）で回
転方向に先行するように装着されている。
【請求項６】竪形円筒状の攪拌槽（１）と該攪拌槽内
中心部に垂設された回転軸（２）を有する攪拌装置にお
いて、下記〜の構成を有することを特徴とする攪拌
装置。２枚の垂直に保持された羽根板（３ａ、３ｂ）から
なる少なくとも一対のパドル翼を上記回転軸に対して上
下多段に且つ各パドル翼の羽根板を軸対称に装着し、上記攪拌槽内径（Ｄ）の１／２以上の翼径（ｄ ₁ )で
ある最下段のパドル翼（３）を攪拌槽の底面に近接して
配置し、攪拌槽内面と上記パドル翼との間には邪魔板（６）
を介装することが可能な空間を有し、上下で隣接する各パドル翼の該上段翼（４）は該下
段翼（３）に対して４５〜７５度の交差角度（α）で回
転方向に先行するように装着され、上記羽根板の高さ（ｈ₁)は翼径（ｄ₁)の１／２以上
の大きさであり、上下で隣接する各パドル翼の翼間距離（Ｌ）は攪拌
槽内径（Ｄ）の２０％以下である。
【請求項７】最下段のパドル翼（３）の外端部を後退
羽根に形成したことを特徴とする請求項６記載の攪拌装
置。
【請求項８】上下で隣接する各パドル翼の該上段翼
（４）の翼径（ｄ₂)は該下段翼（３）の翼径（ｄ₁)より
小さいことを特徴とする請求項６または７記載の攪拌装
置。
【請求項９】上下で隣接する各パドル翼のうち少なく
とも一対のパドル翼（３、４）が外端部の少なくとも１
箇所において互いに上下方向に部分的にオーバーラップ
していることを特徴とする請求項６、７または８記載の
攪拌装置。
【請求項１０】竪型円筒状の攪拌槽（１）と該攪拌槽
内中心部に垂設された回転軸（２）を有する攪拌装置に
おいて、下記〜の構成を有することを特徴とする攪
拌装置。２枚の垂直に保持された羽根板（３ａ、３ｂ）から
なる２段または３段のパドル翼を上記回転軸に対して上
下方向に且つ各パドル翼の羽根板を軸対称に装着し、上記羽根板の高さ（ｈ ₁ )は翼径（ｄ ₁ )の１／２以上
の大きさであり、上記攪拌槽内径（Ｄ）の１／２以上の翼径（ｄ ₁ )で
ある最下段のパドル翼（３）の外端部を後退羽根に形成
し且つ該最下段のパドル翼（３）を攪拌槽の底面に近接
して配置し、攪拌槽内面と上記パドル翼との間には邪魔板（６）
を介装することが可能な空間を有し、上下で隣接する各パドル翼の該上段翼（４）の翼径
（ｄ ₂ )は該下段翼（３）の翼径（ｄ ₁ )より小さく、上下で隣接する各パドル翼の翼間距離（Ｌ）は攪拌
槽内径（Ｄ）の２０％以下であり、上下で隣接する各パドル翼のうち少なくとも一対の
パドル翼（３、４）が外端部において互いに上下方向に
部分的にオーバーラップし、上下で隣接する各パドル翼の該上段翼（４）は該下
段翼（３）に対して３０度以上９０度未満の交差角度
（α）で回転方向に先行するように装着されている。
【請求項１１】各羽根板（４ａ、４ｂ）が実質的に平
板であることを特徴とする請求項１、２、５、６または
１０記載の攪拌装置。