JP3921600B2 - 撹拌混合装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の流体を撹拌混合する撹拌混合装置、特に流体を流通しながら撹拌混合するものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、液体と液体の混合、あるいは液体と気体の混合を行う装置としては種々のものがある。この中でも、バイブロミキサ（ＶＩＢＲＯ ＭＩＸＥＲ；商品名、例えば特公平２−２９３０３５号公報、特開平４−２３５７２９号、特開平７−５１５５７号所載）はエマルションの製造、ｐＨ調整や酸化還元反応等の化学反応を行う装置の撹拌機、あるいは抽出装置の撹拌機などに広く利用されている。バイブロミキサ（商品名）は、駆動軸とこの駆動軸に取り付けられた螺旋羽根とからなる撹拌体を備え、撹拌混合を行う際には撹拌体が振動し、この振動により生じた乱流によって流体の混合を行うものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上述したバイブロミキサ（商品名）によれば、液体の混合処理を効果的に行うことができる。しかしながら、近年のバイオテクノロジーの発展に伴う生物化学的分野の撹拌混合処理等、撹拌混合処理の必要性もその応用範囲も拡大する傾向にあり、撹拌混合装置一般は、撹拌効率あるいは混合効率を向上させる必要がある。従って、バイブロミキサ（商品名）も、産業界の要請に応えるために、今まで以上に撹拌効率あるいは混合効率を向上させる必要がある。
よって本発明は、バイブロミキサ（商品名）の撹拌効率および混合効率を向上させることを課題とするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の請求項１に係る攪拌混合装置は、内部に流体が流通される流通路が設けられたケーシングと、該ケーシング内に配置され、振動源に接続された軸部と該軸部の周囲に取り付けられた螺旋羽根とからなる攪拌体とを含む攪拌混合装置であって、前記流通路を多段に仕切ると共に、流体を流通させる流通穴が形成された仕切り板を有し、前記攪拌体に螺子方向が異なる螺旋羽根を設け、前記仕切り板の中央には、攪拌素子の軸筒が挿通可能な丸穴が形成され、仕切り板の上端近傍及び下端近傍の２ヶ所から内方に延出して設けられた略半円形の遮蔽板の間隙を流体を流通させる流通穴とし、この流通穴を攪拌体の螺旋羽根を通過させる導入口として兼用したことを特徴とする。
【０００５】
また、請求項２に係る撹拌混合装置は、請求項１記載の撹拌混合装置において、前記流通路を多段に仕切ると共に、流体を流通させる流通穴が形成された仕切り板を有し、流体が前記各流通穴を通って流通しながら撹拌混合されることを特徴とする。
【０００６】
更に、請求項３に係る撹拌混合装置は、請求項２記載の撹拌混合装置において、仕切り板の流通穴が、螺旋羽根を導びいてこの仕切り板を通過可能な形状に形成されていることを特徴とする。
【０００７】
更にまた、請求項４に係る撹拌混合装置は、請求項１又は請求項２又は請求項３記載の撹拌混合装置において、撹拌体の螺旋羽根には、この撹拌体の軸方向に流体が流通可能な透孔が複数形成され、各透孔同士は撹拌体の周方向及び／又は撹拌体の軸方向で異相していることを特徴とする。
【０００８】
【作用】
本発明に係る撹拌混合装置は、上述のような構成を有しており、流体の混合物である被混合流体は、ポンプ圧送などによりケーシング内に流通される。そして、このケーシング内で撹拌体が振動すると、流体は螺旋羽根に衝突して撹拌混合される。とくに、左右の螺子方向が異なる螺旋羽根を設けたことにより、ケーシング内での混合液の同一方向への流れが途中で遮断されると共に、流れの方向が切り替わるので、撹拌効率が高まる。
【０００９】
ここで、請求項２に係る撹拌混合装置においては、流通路を多段に仕切ると共に、流体を流通させる流通穴が形成された仕切り板を有している。そして、ケーシング内で振動する撹拌体は仕切り板との相対運動によって流体の撹拌混合を効果的に行うことができる。
【００１０】
前記仕切り板の流通穴は撹拌体の螺旋羽根を導いて仕切り板を通過可能な形状に形成されている。すなわち、請求項３の撹拌混合装置においては、この仕切り板の流通穴を、螺子方向が異なる右螺子あるいは左螺子のどちらのタイプの螺旋羽根でも通過可能な形状とし、一つのタイプの仕切り板を併用できるようにされている。これにより、駆動軸に接続固定された撹拌体へのケーシングの組み付けを容易に行うことができる。
【００１１】
また、請求項４においては、撹拌体の螺旋羽根に、該撹拌体の軸方向に流体が流通可能な透孔を複数形成し、各透孔同士を撹拌体の周方向及び／又は撹拌体の軸方向で異相して形成しているため、軸方向の短絡流発生が防止され撹拌効果が向上する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面に示す実施例に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
図１は本発明の実施例１の構成を示す断面図、図２は本実施例に係る撹拌体の斜視図、図３は本発明の実施例２の構成を示す断面図、図４は実施例２に係るケーシングの組立て工程を示す斜視図、図５は実施例２に係る仕切り板の拡大断面図である。
【００１３】
【実施例１】
図１に示すように、流体の混合を行う本実施例のケーシング１０は、円筒状に形成されており、内部に流体を流通させる流通路１２が設けられ、その下方開口部が流体の流入口１４であり、上部右の開口部が流出口１６である。そして、流体はポンプなどで流入口１４から圧入されて流通路１２を通り流出口１６から排出される。ケーシング１０の内部には、撹拌体３４が挿入配置されており、この撹拌体３４は、振動源（バイブレータ）の駆動により上下に振動する。
【００１４】
このような実施例１に係る撹拌混合装置においては、被混合流体が、ケーシング１０の内部に流通された状態で撹拌体３４が上下に振動し、流通路１２にて撹拌混合が行われる。
【００１５】
ここで、撹拌体３４は、その周囲に螺旋羽根３８が形成された複数の撹拌素子４０を一体的に連結して構成されている。本実施例において最も特徴的なことは、この螺旋羽根３８の左右の螺子方向が逆向きにされた左螺子型４０ａと右螺子型４０ｂの２種のタイプの撹拌素子４０を交互に（すなわち、代わる代わる）積み重ねて設けたことにある。これにより、ケーシング１０内での混合液の同一方向への流れが途中で遮断され、混合が良好に行われる。これは、混合液が螺子方向の異なる撹拌素子４０（４０ａ，４０ｂ）間を流通する際に特有の乱流が生じるためであるものと考えられる。尚、本発明の要旨とするところは撹拌体３４に左右の螺子方向の異なる螺旋羽根を設ける点にあり、本実施例では左螺子型４０ａと右螺子型４０ｂの撹拌素子４０を１個ずつ交互に連結しているが、これに限定されるものではなく同型のものを２個ずつ連続して設けたもの等、その配列は任意であり、いずれも所期の効果を達成できるものである。また、被混合流体は、液体ばかりでなく、気体、粒体もしくは粉体であってもよい。
【００１６】
図２は、撹拌体３４の詳細な斜視図である。図に示されるように、撹拌体素子４０の螺旋羽根３８には、撹拌体３４の軸方向に流体が流通可能な透孔３８ａ及び３８ｂが複数形成されている。ここで、透孔３８ａ及び３８ｂは螺旋羽根３８の周縁をＵ字状に切り欠いたもの（３８ａ）や、螺旋羽根３８の内面に穿孔した丸穴状のもの（３８ｂ）などいずれの形状でもよく、各透孔３８ａ及び３８ｂ同士は撹拌体３４の周方向及び軸方向で異相して形成されている。これは、軸方向の短絡流発生を防止して撹拌効果を上げるためである。尚、透孔３８ａ及び３８ｂの異相は撹拌体３４の周方向又は軸方向のどちらか一方でもよいが、本実施例のように双方で異相しているものが好適である。
【００１７】
撹拌素子４０は、軸筒４２に対応する開口を中央に設けたドーナツ状の円板の所定位置に透孔３８ａを形成後、円板の一部を半径方向に切断して、切断した端部を円板面と直角方向にずらして螺旋羽根３８を形成し、短筒４２に溶接等で固定して形成することができる。
【００１８】
【実施例２】
図３は本発明の他の実施例の構成を示す断面図である。
図に示すように、実施例２においては、ケーシング１０の流通路１２を多段に仕切っている。本実施例においては、ケーシング１０は、複数個の円筒状のパイプ１８と、各パイプ１８同士を接続する接合部に介在させる仕切り板２０とを有し、パイプ１８と仕切り板２０とを交互に積み重ねることにより多段に構成されている。
【００１９】
図３及び図４に示すように、円筒状のパイプ１８の上下の円周端面には、仕切り板２０との接触を確実にし、流体の漏れ防止（気密性、水密性）用のパッキン２２が施されている。パイプ１８同士をつなぐ接続部には、周縁の内径がパイプ１８の外径と略同じ大きさで、嵌合可能に構成した円板状の仕切り板２０（図中、砂地で示す）が挟み込まれる。また、上記のようにパイプ１８と仕切り板２０とで多段に構成されたケーシング１０は、その上下端部をシャフト２８とナット３０から成る固定具３２で一体的にかしめて固定する。この固定具３２は図３では１個しか図示していないが、ケーシング１０の周囲４ヶ所で同様に固定している。
【００２０】
図５は、この仕切り板２０の断面図である。図４及び図５に示すように、仕切り板２０の中央には、撹拌体素子４０の軸筒４２が挿通可能な丸穴２４が形成され、仕切り板２０の上端近傍及び下端近傍の２ヶ所から内方に延出して設けられた略半円形の遮蔽板２０ａの間隙を、流体を流通させる流通穴２６としている。この流通穴２６は、撹拌体３４の螺旋羽根３８を通過させる導入口も兼用しており、螺子方向が異なる（すなわち、左螺子型あるいは右螺子型の）どちらのタイプの螺旋羽根３８でも通過可能とされている。
【００２１】
このような撹拌混合装置においては、被混合流体は撹拌体３４及び仕切り板２０と衝突して撹拌混合される。また、仕切り板２０の流通穴２６を通って流体が流通されるため、流体の流通速度が制限される。そして、この状態で撹拌体３４が上下振動されるため、十分な撹拌混合効果が得られる。
【００２２】
【発明の効果】
本発明は、以上のように構成し、撹拌体に左右の螺子方向が異なる螺旋羽根を設けたので、バイブロミキサ（商品名）の撹拌効率及び混合効率を向上することができるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１の構成を示す断面図である。
【図２】本発明に係る撹拌体の斜視図である。
【図３】本発明の実施例２の構成を示す断面図である。
【図４】実施例２に係るケーシングの組立て工程を示す斜視図である。
【図５】実施例２に係る仕切り板の拡大断面図である。
【符号の説明】
１０ ケーシング
１２ 流通路
１４ 流入口
１６ 流出口
１８ パイプ
２０ 仕切り板
２２ パッキン
２４ 丸穴
２６ 流通穴
３４ 撹拌体
３８ 螺旋羽根
４０ 撹拌体素子
４２ 軸筒
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の流体を撹拌混合する撹拌混合装置、特に流体を流通しながら撹拌混合するものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、液体と液体の混合、あるいは液体と気体の混合を行う装置としては種々のものがある。この中でも、バイブロミキサ（ＶＩＢＲＯ ＭＩＸＥＲ；商品名、例えば特公平２−２９３０３５号公報、特開平４−２３５７２９号、特開平７−５１５５７号所載）はエマルションの製造、ｐＨ調整や酸化還元反応等の化学反応を行う装置の撹拌機、あるいは抽出装置の撹拌機などに広く利用されている。バイブロミキサ（商品名）は、駆動軸とこの駆動軸に取り付けられた螺旋羽根とからなる撹拌体を備え、撹拌混合を行う際には撹拌体が振動し、この振動により生じた乱流によって流体の混合を行うものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上述したバイブロミキサ（商品名）によれば、液体の混合処理を効果的に行うことができる。しかしながら、近年のバイオテクノロジーの発展に伴う生物化学的分野の撹拌混合処理等、撹拌混合処理の必要性もその応用範囲も拡大する傾向にあり、撹拌混合装置一般は、撹拌効率あるいは混合効率を向上させる必要がある。従って、バイブロミキサ（商品名）も、産業界の要請に応えるために、今まで以上に撹拌効率あるいは混合効率を向上させる必要がある。
よって本発明は、バイブロミキサ（商品名）の撹拌効率および混合効率を向上させることを課題とするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の請求項１に係る攪拌混合装置は、内部に流体が流通される流通路が設けられたケーシングと、該ケーシング内に配置され、振動源に接続された軸部と該軸部の周囲に取り付けられた螺旋羽根とからなる攪拌体とを含む攪拌混合装置であって、前記流通路を多段に仕切ると共に、流体を流通させる流通穴が形成された仕切り板を有し、前記攪拌体に螺子方向が異なる螺旋羽根を設け、前記仕切り板の中央には、攪拌素子の軸筒が挿通可能な丸穴が形成され、仕切り板の上端近傍及び下端近傍の２ヶ所から内方に延出して設けられた略半円形の遮蔽板の間隙を流体を流通させる流通穴とし、この流通穴を攪拌体の螺旋羽根を通過させる導入口として兼用したことを特徴とする。
【０００５】
また、請求項２に係る撹拌混合装置は、請求項１記載の撹拌混合装置において、前記流通路を多段に仕切ると共に、流体を流通させる流通穴が形成された仕切り板を有し、流体が前記各流通穴を通って流通しながら撹拌混合されることを特徴とする。
【０００６】
更に、請求項３に係る撹拌混合装置は、請求項２記載の撹拌混合装置において、仕切り板の流通穴が、螺旋羽根を導びいてこの仕切り板を通過可能な形状に形成されていることを特徴とする。
【０００７】
更にまた、請求項４に係る撹拌混合装置は、請求項１又は請求項２又は請求項３記載の撹拌混合装置において、撹拌体の螺旋羽根には、この撹拌体の軸方向に流体が流通可能な透孔が複数形成され、各透孔同士は撹拌体の周方向及び／又は撹拌体の軸方向で異相していることを特徴とする。
【０００８】
【作用】
本発明に係る撹拌混合装置は、上述のような構成を有しており、流体の混合物である被混合流体は、ポンプ圧送などによりケーシング内に流通される。そして、このケーシング内で撹拌体が振動すると、流体は螺旋羽根に衝突して撹拌混合される。とくに、左右の螺子方向が異なる螺旋羽根を設けたことにより、ケーシング内での混合液の同一方向への流れが途中で遮断されると共に、流れの方向が切り替わるので、撹拌効率が高まる。
【０００９】
ここで、請求項２に係る撹拌混合装置においては、流通路を多段に仕切ると共に、流体を流通させる流通穴が形成された仕切り板を有している。そして、ケーシング内で振動する撹拌体は仕切り板との相対運動によって流体の撹拌混合を効果的に行うことができる。
【００１０】
前記仕切り板の流通穴は撹拌体の螺旋羽根を導いて仕切り板を通過可能な形状に形成されている。すなわち、請求項３の撹拌混合装置においては、この仕切り板の流通穴を、螺子方向が異なる右螺子あるいは左螺子のどちらのタイプの螺旋羽根でも通過可能な形状とし、一つのタイプの仕切り板を併用できるようにされている。これにより、駆動軸に接続固定された撹拌体へのケーシングの組み付けを容易に行うことができる。
【００１１】
また、請求項４においては、撹拌体の螺旋羽根に、該撹拌体の軸方向に流体が流通可能な透孔を複数形成し、各透孔同士を撹拌体の周方向及び／又は撹拌体の軸方向で異相して形成しているため、軸方向の短絡流発生が防止され撹拌効果が向上する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面に示す実施例に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
図１は本発明の実施例１の構成を示す断面図、図２は本実施例に係る撹拌体の斜視図、図３は本発明の実施例２の構成を示す断面図、図４は実施例２に係るケーシングの組立て工程を示す斜視図、図５は実施例２に係る仕切り板の拡大断面図である。
【００１３】
【実施例１】
図１に示すように、流体の混合を行う本実施例のケーシング１０は、円筒状に形成されており、内部に流体を流通させる流通路１２が設けられ、その下方開口部が流体の流入口１４であり、上部右の開口部が流出口１６である。そして、流体はポンプなどで流入口１４から圧入されて流通路１２を通り流出口１６から排出される。ケーシング１０の内部には、撹拌体３４が挿入配置されており、この撹拌体３４は、振動源（バイブレータ）の駆動により上下に振動する。
【００１４】
このような実施例１に係る撹拌混合装置においては、被混合流体が、ケーシング１０の内部に流通された状態で撹拌体３４が上下に振動し、流通路１２にて撹拌混合が行われる。
【００１５】
ここで、撹拌体３４は、その周囲に螺旋羽根３８が形成された複数の撹拌素子４０を一体的に連結して構成されている。本実施例において最も特徴的なことは、この螺旋羽根３８の左右の螺子方向が逆向きにされた左螺子型４０ａと右螺子型４０ｂの２種のタイプの撹拌素子４０を交互に（すなわち、代わる代わる）積み重ねて設けたことにある。これにより、ケーシング１０内での混合液の同一方向への流れが途中で遮断され、混合が良好に行われる。これは、混合液が螺子方向の異なる撹拌素子４０（４０ａ，４０ｂ）間を流通する際に特有の乱流が生じるためであるものと考えられる。尚、本発明の要旨とするところは撹拌体３４に左右の螺子方向の異なる螺旋羽根を設ける点にあり、本実施例では左螺子型４０ａと右螺子型４０ｂの撹拌素子４０を１個ずつ交互に連結しているが、これに限定されるものではなく同型のものを２個ずつ連続して設けたもの等、その配列は任意であり、いずれも所期の効果を達成できるものである。また、被混合流体は、液体ばかりでなく、気体、粒体もしくは粉体であってもよい。
【００１６】
図２は、撹拌体３４の詳細な斜視図である。図に示されるように、撹拌体素子４０の螺旋羽根３８には、撹拌体３４の軸方向に流体が流通可能な透孔３８ａ及び３８ｂが複数形成されている。ここで、透孔３８ａ及び３８ｂは螺旋羽根３８の周縁をＵ字状に切り欠いたもの（３８ａ）や、螺旋羽根３８の内面に穿孔した丸穴状のもの（３８ｂ）などいずれの形状でもよく、各透孔３８ａ及び３８ｂ同士は撹拌体３４の周方向及び軸方向で異相して形成されている。これは、軸方向の短絡流発生を防止して撹拌効果を上げるためである。尚、透孔３８ａ及び３８ｂの異相は撹拌体３４の周方向又は軸方向のどちらか一方でもよいが、本実施例のように双方で異相しているものが好適である。
【００１７】
撹拌素子４０は、軸筒４２に対応する開口を中央に設けたドーナツ状の円板の所定位置に透孔３８ａを形成後、円板の一部を半径方向に切断して、切断した端部を円板面と直角方向にずらして螺旋羽根３８を形成し、短筒４２に溶接等で固定して形成することができる。
【００１８】
【実施例２】
図３は本発明の他の実施例の構成を示す断面図である。
図に示すように、実施例２においては、ケーシング１０の流通路１２を多段に仕切っている。本実施例においては、ケーシング１０は、複数個の円筒状のパイプ１８と、各パイプ１８同士を接続する接合部に介在させる仕切り板２０とを有し、パイプ１８と仕切り板２０とを交互に積み重ねることにより多段に構成されている。
【００１９】
図３及び図４に示すように、円筒状のパイプ１８の上下の円周端面には、仕切り板２０との接触を確実にし、流体の漏れ防止（気密性、水密性）用のパッキン２２が施されている。パイプ１８同士をつなぐ接続部には、周縁の内径がパイプ１８の外径と略同じ大きさで、嵌合可能に構成した円板状の仕切り板２０（図中、砂地で示す）が挟み込まれる。また、上記のようにパイプ１８と仕切り板２０とで多段に構成されたケーシング１０は、その上下端部をシャフト２８とナット３０から成る固定具３２で一体的にかしめて固定する。この固定具３２は図３では１個しか図示していないが、ケーシング１０の周囲４ヶ所で同様に固定している。
【００２０】
図５は、この仕切り板２０の断面図である。図４及び図５に示すように、仕切り板２０の中央には、撹拌体素子４０の軸筒４２が挿通可能な丸穴２４が形成され、仕切り板２０の上端近傍及び下端近傍の２ヶ所から内方に延出して設けられた略半円形の遮蔽板２０ａの間隙を、流体を流通させる流通穴２６としている。この流通穴２６は、撹拌体３４の螺旋羽根３８を通過させる導入口も兼用しており、螺子方向が異なる（すなわち、左螺子型あるいは右螺子型の）どちらのタイプの螺旋羽根３８でも通過可能とされている。
【００２１】
このような撹拌混合装置においては、被混合流体は撹拌体３４及び仕切り板２０と衝突して撹拌混合される。また、仕切り板２０の流通穴２６を通って流体が流通されるため、流体の流通速度が制限される。そして、この状態で撹拌体３４が上下振動されるため、十分な撹拌混合効果が得られる。
【００２２】
【発明の効果】
本発明は、以上のように構成し、撹拌体に左右の螺子方向が異なる螺旋羽根を設けたので、バイブロミキサ（商品名）の撹拌効率及び混合効率を向上することができるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１の構成を示す断面図である。
【図２】本発明に係る撹拌体の斜視図である。
【図３】本発明の実施例２の構成を示す断面図である。
【図４】実施例２に係るケーシングの組立て工程を示す斜視図である。
【図５】実施例２に係る仕切り板の拡大断面図である。
【符号の説明】
１０ ケーシング
１２ 流通路
１４ 流入口
１６ 流出口
１８ パイプ
２０ 仕切り板
２２ パッキン
２４ 丸穴
２６ 流通穴
３４ 撹拌体
３８ 螺旋羽根
４０ 撹拌体素子
４２ 軸筒
Claims (4)
- 内部に流体が流通される流通路が設けられたケーシングと、該ケーシング内に配置され、振動源に接続された軸部と該軸部の周囲に取り付けられた螺旋羽根とからなる攪拌体とを含む攪拌混合装置であって、前記流通路を多段に仕切ると共に、流体を流通させる流通穴が形成された仕切り板を有し、前記攪拌体に螺子方向が異なる螺旋羽根を設け、前記仕切り板の中央には、攪拌素子の軸筒が挿通可能な丸穴が形成され、仕切り板の上端近傍及び下端近傍の２ヶ所から内方に延出して設けられた略半円形の遮蔽板の間隙を流体を流通させる流通穴とし、この流通穴を攪拌体の螺旋羽根を通過させる導入口として兼用したことを特徴とする攪拌混合装置。
- 前記流通路を多段に仕切ると共に、流体を流通させる流通穴が形成された仕切り板を有し、流体が前記各流通穴を通って流通しながら撹拌混合されることを特徴とする請求項１記載の撹拌混合装置。
- 前記仕切り板の流通穴が、前記螺旋羽根を導びいて該仕切り板を通過可能な形状に形成されていることを特徴とする請求項２記載の撹拌混合装置。
- 前記撹拌体の螺旋羽根には、該撹拌体の軸方向に流体が流通可能な透孔が複数形成され、各透孔同士は前記撹拌体の周方向及び／又は前記撹拌体の軸方向で異相していることを特徴とする請求項１又は請求項２又は請求項３記載の撹拌混合装置。
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| JPH1157441A JPH1157441A (ja) | 1999-03-02 |
| JP3921600B2 true JP3921600B2 (ja) | 2007-05-30 |
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