JP3623044B2

JP3623044B2 - 攪拌装置

Info

Publication number: JP3623044B2
Application number: JP12113196A
Authority: JP
Inventors: 富男新美
Original assignee: KABUSHIKI KAISHA IMAI
Current assignee: KABUSHIKI KAISHA IMAI
Priority date: 1996-04-17
Filing date: 1996-04-17
Publication date: 2005-02-23
Anticipated expiration: 2016-04-17
Also published as: JPH09276681A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、攪拌槽中の液体を機械的手段でもって攪拌混合させる様にした攪拌装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、かかる攪拌装置の代表的なものとしては、液のフローパターンから輻流型と軸流型に大別され、そして、前者の輻流型についてはパドル型やタービン型の攪拌翼で代表されるように翼回転の遠心作用で流れを翼の半径方向に発生させるもの、また後者の軸流型については、プロペラ型の攪拌翼で代表されるように回転軸方向の推力により軸方向に流れを発生させるものである。
【０００３】
ところが、前記いずれの攪拌装置にあっても攪拌槽内の液の循環能力によって主に攪拌混合しているものであって、これに比べ攪拌翼の近傍で発生する剪断能力は、前記循環能力に相反してきわめて低いのが現状である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、攪拌槽内の循環作用に加え、同時に混合回転体内で高い剪断作用を液に与え、従来とは全く違った混合・分散能力を備えさせる様にした攪拌装置を提供せんとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記従来技術に基づく、剪断能力が循環能力に相反してきわめて低い課題に鑑み、回転軸に取り付ける混合回転体内に複雑な流路を形成し、かかる流路内を液が通過する際に、衝突、分散、合流、蛇行、渦流等が組合わさった複雑な状態で流動させ、攪拌槽内の循環作用に加え、同時に高い剪断作用も与えて混合効率を向上させることを要旨とする攪拌装置を提供して上記欠点を解決せんとしたものである。
【０００６】
本発明は、攪拌槽内の液中に、回転駆動源に連結した回転軸に取り付けられる混合回転体を配設する攪拌装置である。
【０００７】
混合回転体は、上下２枚の円板を一組みとして重ね合わせて構成し、上方の円板の中央には流入口を形成すると共に、互いに対向する前面には、前方開口する筒状の小室を多数配列させて形成し、上方の円板の小室と、下方の円板の小室とは互いの小室が対向する他の小室に連通する様に位置を違えて配列させ、また小室内に突起を形成している。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面に基づいて説明すると、
１は本発明に係る攪拌装置であり、かかる攪拌装置１は攪拌槽２内の液中に配設した混合回転体３をモーター等の回転駆動源４に連結した回転軸５に取り付けている。
【０００９】
混合回転体３は上下２枚の円板６、７を一組みとし、これを重ね合わせて構成するものであり、上方の円板６の中央には流入口８を形成すると共に、互いに対向する前面、すなわち円板６にあっては、その下面における流入口８の周囲に下方側である前方へ開口する平面視形状を多角状と成す筒状の小室９、９ａ…を多数配列させて形成し、また円板７の上面には、前記と同様に上方側である前方へ開口する平面視形状を多角状と成す筒状の小室９、９ａ…を多数配列させている。
【００１０】
そして、円板６、７の小室９、９ａ…を形成する側壁１０の端面１１相互を密着させて上下に重ね合わせた際には、図３、６に示す様に、上方の円板６の小室９、９ａ…と、下方の円板７の小室９、９ａ…とは互いの小室９、９ａ…が対向する他の小室９、９ａ…に連通する様に位置を違えて配列させている。
【００１１】
また、上記実施の形態では小室９、９ａ…の平面視形状を六角と成してハニカム状に多数配列したものを示したが、かかる形状に何ら限定されず、図７〜９に示す様に小室９、９ａ…の平面視形状を三角、四角、八角…等と成したり、又円形（図示せず）と成しても良い。
【００１２】
また、上下２枚の円板６、７の他の実施の形態としては、図１０、１１に示す様に任意の小室９、９ａ…の底面中央に、この小室９、９ａ…を形成する側壁１０の端面１１までの高さより低くした突起１２を設けることにより、流体の流れに乱れを積極的に生じさせることが可能となり、また突起１２を円板６、７の中心部に近づくに従って順次小さくすることにより、円周方向に配列される小室９、９ａ…の直径方向における外側と内側との内容積を均一化し、脈動を防止してスムーズな流れを確保できる。
【００１３】
また、上下２枚の円板６、７を重ね合わせた状態で固定する手段としては、円板６、７における小室９、９ａ…が形成されていない外周側の円周方向における適宜位置に、ボルトおよびナット等のネジ結合手段１３を用いて固定している。
【００１４】
また、回転駆動源４における回転軸５の下方に混合回転体３を取り付ける場合には、回転軸５を上方の円板６の流入口８の中心を通して下方の円板７の中心に直接的に回転軸５の下方のネジ部およびナット部材等のネジ結合手段１４によって取り付けている。
【００１５】
なお、前記ネジ結合手段１３、１４の構造には何ら限定されず、要するに２枚の円板６、７を重ね合わせて固定的に連結できるものと成したり、また回転軸５を混合回転体３に固定的に連結できるものであれば良い。
【００１６】
次に本発明に係る攪拌装置の作用について説明すると、
攪拌槽２内の液中の適宜位置に配設した混合回転体３を回転駆動源４によって回転させることにより、混合回転体３の流入口８から吸い込まれる液は、混合回転体３の内部を流動して外周側から遠心力によって吐出し、これによって攪拌槽２内に、図１中の矢印にて示すような液の循環流が発生すると共に、混合回転体３の内部を流動する液に各種混合作用を与えている。
【００１７】
ここで、混合回転体３による液に対する各種混合作用に関し、混合回転体３内部における液の流れは、例えば図３に示す矢印のように混合回転体３における上方の円板６の流入口８から吸引される液は、下方の円板７により直進進路が妨げられて方向を変え、互いに連通する小室９、９ａ…を経て中央部から外側に向かって放射状に衝突、分散、合流、蛇行、渦流等の状態が組合わさって複雑に流動して最終的に混合回転体３の外周側から放射状に吐出される。
【００１８】
また、流体は上記の様に、各小室９、９ａ…の底面および側壁１０への衝突、各小室９、９ａ…から他の複数の小室９、９ａ…への分散、複数の小室９、９ａ…から他の一つの小室９、９ａ…への合流、蛇行、さらに複数の小室９、９ａ…から各小室９、９ａ…への流入による渦流による流体力学的な剪断、各小室９、９ａ…から他の小室９、９ａ…への連通路であるオリフイスを通過する際の流体力学的な剪断、衝撃的破壊による粉砕、側壁１０の端面１１を通過する際の剪断、機械的なキャビテーション等によって分散混合が行われるのである。
【００１９】
また、ここで混合回転体３の分散総数については、中心より順次放射状に配列した上下２枚の円板６、７における小室９、９ａ…の室数によって決定されるのであり、例えば図６に示す平面視六角状のものであれば、室数が６室、１２室、１８室（計３６室）の３列状の円板６と、室数が３室、９室、１５室（計２７室）の３列状の円板７を重合させた混合回転体３の合計した１流体の場合の分散総数は数千にも達し、２流体以上であれば当然その乗数積となる。
【００２０】
なお、上記分散総数とは、円板６と円板７において、互いに連通する小室９、９ａ…によって混合回転体３を通過する間に生じるべき流体が分散される数のことである。
【００２１】
【発明の効果】
要するに本発明は、攪拌槽２内の液中に、回転駆動源４に連結した回転軸５に取り付けられる混合回転体３を配設する攪拌装置であって、混合回転体３は、上下２枚の円板６、７を一組みとして重ね合わせており、上方の円板６の中央には流入口８を形成すると共に、互いに対向する前面には、前方開口する筒状の小室９、９ａ…を多数配列させて形成し、上方の円板６の小室９、９ａ…と、下方の円板７の小室９、９ａ…とは互いの小室９、９ａ…が対向する他の小室９、９ａ…に連通する様に位置を違えて配列させたので、混合回転体３の回転によって攪拌槽２内に液の循環流を発生でき、しかも循環流を発生させる液は、混合回転体３内を通過する時に、各小室９、９ａ…によって形成される複雑な流路によって、衝突、分散、合流、蛇行、渦流等が組合わさった複雑な流動状態にできるため、攪拌槽２内の循環作用に加え、同時に混合回転体３内で高い剪断作用が液に与えられるため、従来とは全く違った混合・分散能力が備わり、各種混合操作に利用でき、また、上記複雑な流路も２枚の円板６、７を単に重ね合わせれば形成でき、構造も簡単である。
【００２２】
また、小室９、９ａ…内に突起１２を形成したので、流体の流れに乱れを積極的に生じさせることが可能となり、混合回転体３内の混合能力がさらに向上する等その実用的効果甚だ大なるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る攪拌装置の概略構成断面図である。
【図２】同上攪拌装置における混合回転体の分解斜視図である。
【図３】同上混合回転体の断面図である。
【図４】同上混合回転体における上方の円板の底面図である。
【図５】同上混合回転体における下方の円板の平面図である。
【図６】同上混合回転体の上方および下方の円板を重ね合わせた場合における各小室の連通配列状態を示す図である。
【図７】同上円板における小室の形状を三角と成した連通配列状態を示す図である。
【図８】同上円板における小室の形状を四角と成した連通配列状態を示す図である。
【図９】同上円板における小室の形状を八角と成した連通配列状態を示す図である。
【図１０】小室に突起を設けた円板の連通配列状態を示す図である。
【図１１】小室に突起を設けた円板から構成する混合回転体の断面図である。
【符号の説明】
２攪拌槽
４回転駆動源
５回転軸
３混合回転体
６円板
７円板
８流入口
９、９ａ… 小室
１２突起

Claims

攪拌槽内の液中に、回転駆動源に連結した回転軸に取り付けられる混合回転体を配設する攪拌装置であって、混合回転体は、上下２枚の円板を一組みとして重ね合わせ、上方の円板の中央には流入口を形成すると共に、互いに対向する前面には、前方開口する筒状の小室を多数配列させて形成し、上方の円板の小室と、下方の円板の小室とは互いの小室が対向する他の小室に連通する様に位置を違えて配列させたことを特徴とする攪拌装置。
小室内に突起を形成したことを特徴とする請求項１記載の攪拌装置。