JP5288179B2 - 撹拌装置 - Google Patents
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また、本発明の請求項2に係る撹拌装置は、請求項1に係る撹拌装置において、前記撹拌翼は複数であって前記撹拌軸の軸回りに等角度間隔で設けられているようにしたものである。
また、本発明の請求項3に係る撹拌装置は、請求項1または2に係る撹拌装置において、前記流通遮蔽体は複数であって前記撹拌軸の軸回りに等角度間隔で設けられているようにしたものである。
また、本発明の請求項4に係る撹拌装置は、請求項1〜3のいずれかに係る撹拌装置において、前記孔付部材は点対称に配置した1対の孔付部材であって、前記1対の孔付部材の間に前記撹拌軸を中心とする円盤を備えるようにしたものである。
更に、本発明の請求項1に係る撹拌装置によれば、前記流通遮蔽体は、前記撹拌軸に支持され、流動体を流通するための流通孔を設けた孔付部材と、前記流通孔の一方の開口部に設けられ、前記流通孔を延長する延長管とから成り、前記流通孔の他方の開口部が前記流入口に、外側への前記延長管の開口部が前記流出口となっている。前記孔付部材によって撹拌軸に支持され、前記延長管によって前記撹拌軸から離れた位置に前記流出口を設けた前記流通遮蔽体を形成することができる。前記孔付部材と前記延長管の使用により前記流通遮蔽体の設計自由度が高い。
更に、本発明の請求項1に係る撹拌装置によれば、前記撹拌翼は直接的には前記延長管に支持され前記撹拌翼の面と前記延長管の軸とは並行している。部品数が少なくシンプルであるため洗浄等における操作性が良く低装置コストである。
また、本発明の請求項2に係る撹拌装置によれば、請求項1に係る撹拌装置において、前記撹拌翼は複数であって前記撹拌軸の軸回りに等角度間隔で設けられている。複数の撹拌翼により撹拌効率がさらに高くなる。
また、本発明の請求項3に係る撹拌装置によれば、請求項1または2に係る撹拌装置において、前記流通遮蔽体は複数であって前記撹拌軸の軸回りに等角度間隔で設けられている。複数の流通遮蔽体により撹拌軸の近傍の流動体に対する撹拌効率がされあに高くなる。
また、本発明の請求項4に係る撹拌装置は、請求項1〜3のいずれかに係る撹拌装置において、前記孔付部材は点対称に配置した1対の孔付部材であって、前記1対の孔付部材の間に前記撹拌軸を中心とする円盤を備える。回転バランスを得やすく、また円盤の上下における流動体の干渉が避けられ流動が対称となり均等な撹拌効果を得やすい。
撹拌軸1は孔付部材2a,2b、延長管3a,3b、撹拌翼4a,4b,5a,5b、円盤6、等を直接的または間接的に支持する軸である。また、撹拌軸1は回転型の本発明の撹拌装置において、回転トルクを撹拌翼4a,4b,5a,5b等に伝達する回転軸である。すなわち、撹拌軸1における少なくとも一端はモータ等の回転駆動源の回転出力軸に結合しており、そのモータ等から回転トルクを得ている。撹拌軸1は強度を必要とし、多くの場合において、棒形状の鋼材でできており、その材料は鉄、ステンレス、その他の合金等である。
孔付部材2a,2bの各々は流動体を流通するための流通孔を設けた部材であって撹拌軸1によって支持される。孔付部材2a,2bは、図1に示す一例においては、概ね円柱形状の外形を有する。流通孔はその開口部が2つあり、2つの開口部はその円柱形状の円周面に設けられている。一方の開口部は延長管3a,3bに結合している(図2参照)。また、他方の開口部は流動体の流入口となっており、図1に一例を示すように、特殊な開口形状となっている。この開口形状は、撹拌軸1が図1に示す矢印の方向に回転したときに、流動体を吸入し易くする形状である。開口形状は、図1に示す一例においては、撹拌軸1に巻きつくように変形した漏斗形状となっている(図2参照)。
孔付部材2a,2bは、撹拌軸1ほどの強度を必要としないが、その材料として鉄、ステンレス、その他の合金等を好適に使用することができる。機械的な強度を有し化学的な安定性を有するプラスチック材料、複合材料、等を使用することもできる。
また、延長管3aは、図1に示す一例においては、撹拌翼4a,5aを支持し、延長管3bは撹拌翼4b,5bを支持している。
延長管3a,3bは、図1に一例を示すように、撹拌翼4a,4b,5a,5bを支持するときには強度を必要とし、鉄、ステンレス、その他の合金等を材料とする鋼管を好適に使用することができる。
なお、円盤6は円盤6を撹拌翼4a,4b,5a,5bの支持体として使用するもできる。円盤6は、鉄、ステンレス、その他の合金等を材料とする鋼板を好適に使用することができる。
流出口31a,31bは延長管3a,3bが孔付部材2a,2bによって支持されていない側の端部の開口部である。流出口31a,31bは、図1に示すように、流入口21a,21bに比較して撹拌軸1から離れた位置に配置されている。
流動体を流通する流通空間の境界が遮蔽された流通遮蔽体としては、このような組合せだけではなく、様々な形態で構成することができる。たとえば、単純な1本の鋼管によって流通遮蔽体を構成することもできる。
図2(A)に示すように、撹拌軸1に回転トルクが作用すると、流通遮蔽体が回転を始める。
図2(B)に示すように、流通遮蔽体が回転することにより、流通遮蔽体の孔付部材2aにおける流入口21aに流動体が流入する。流動体が流入する状態が矢印Aによって示されている。流入口21aが漏斗形状であれば流動体に向かって進むときに流動体の流入が促進される。
図2(C)に示すように、さらに流通遮蔽体が回転することにより、流入口21に流入した流動体には遠心力が作用する。流動体は流通遮蔽体の孔付部材2aの流通孔と延長管3aによって延長された流通孔を通過する。そして、流通遮蔽体の延長管3aにおける流出口から流出する。流動体が流出する状態が矢印Bによって示されている。
(テスト条件)
グリセリン水溶液 : 100cps
翼回転速度 : 200rpm
実験では透明アクリル製の撹拌槽を用い槽内における液の色と流れを可視化した。よう素滴定法に基づき、あらかじめグリセリン水溶液によう素を混ぜ、翼付近からチオ硫酸ナトリウム溶液を注入し、槽内における液の色の残り具合(褐色→透明)から撹拌に要した時間を測定した。
(テスト結果)
本発明の撹拌装置・・・・・・・・撹拌所要時間12秒
従来の撹拌装置・・・・・・・・・撹拌所要時間25秒
テスト結果から明らかなように本発明の撹拌装置により撹拌所要時間が大幅に短縮される。また、本発明の撹拌装置においては撹拌軸の近傍の流動体に対して撹拌効率が高く、撹拌軸の部位に固体的回転部が形成されないことが視認された。
2a,2b 孔付部材
3a,3b 延長管
4a,4b,5a,5b 撹拌翼
6は円盤
21a,21b 流入口
31a,31b 流出口
Claims (4)
- 回転トルクを伝達するための撹拌軸と、
前記撹拌軸に支持され流動体を撹拌するための撹拌翼と、
前記撹拌軸に支持され流動体を流通するための前記撹拌軸に近い流入口と前記撹拌軸から離れた流出口とを有しそれらを連絡する流通空間の境界が遮蔽された流通遮蔽体と、を備え、
前記流通遮蔽体は、前記撹拌軸に支持され、流動体を流通するための流通孔を設けた孔付部材と、前記流通孔の一方の開口部に設けられ、前記流通孔を延長する延長管とから成り、前記流通孔の他方の開口部が前記流入口に、外側への前記延長管の開口部が前記流出口となっており、
前記撹拌翼は直接的には前記延長管に支持され、前記撹拌翼の面と前記延長管の軸とは並行している、
ことを特徴とする撹拌装置。 - 請求項1記載の撹拌装置において、前記撹拌翼は複数であって前記撹拌軸の軸回りに等角度間隔で設けられていることを特徴とする撹拌装置。
- 請求項1または2に記載の撹拌装置において、前記流通遮蔽体は複数であって前記撹拌軸の軸回りに等角度間隔で設けられていることを特徴とする撹拌装置。
- 請求項1〜3のいずれかに記載の撹拌装置において、前記孔付部材は点対称に配置した1対の孔付部材であって、前記1対の孔付部材の間に前記撹拌軸を中心とする円盤を備えることを特徴とする撹拌装置。
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