JP5736127B2 - 中・高粘度用撹拌翼を有する槽 - Google Patents

Description

本発明は、食品工業、化学工業等において中・高粘度の難流動性液体の伝熱混合に好適な中・高粘度用撹拌翼を有する槽に関する。

従来この種の撹拌翼として図４に示す如きアンカー翼ａや図５に示す如きヘリカルリボン翼ｂが知られている。尚、これら図中ｃは槽、ｄは回転軸、ｅは該槽ｃの外壁に設けられている加熱手段を示す（非特許文献１参照）。

佐竹化学機械工業株式会社編「撹拌技術」、佐竹化学機械工業株式会社発行、１９９２年１２月１８日、Ｐ１３

前記アンカー翼ａによれば、該アンカー翼ａが槽ｃの内周面の近傍を回転するので、該内周面の近傍で液体が強制的に流動させられ、加熱手段ｅから槽ｃ内への液体への伝熱が良好に行われるが、該槽ｃ内での液体の撹拌及び上下循環流が不十分で該液体の温度ムラが生ずる問題点があり、又前記ヘリカルリボン翼ｂによれば、槽ｃ内の液体の撹拌は十分行われるが、部分的な混合不良に伴う熱混合不良部の発生及び構造が複雑で作業後の洗浄が行いにくい問題点があった。

本発明は、これらの問題点を解消し、槽内の液体への伝熱が良好であると共に該液体の撹拌が十分行われて液温の均一化が図れ、構造が簡単で洗浄性が良好な撹拌翼を有する槽を提供することを目的とする。

本発明は上記の目的を達成すべく、有底の円形筒状に形成され、底面が下方に突出する湾曲状に形成された槽と、該槽の周面から底面にわたって外方に設けた加熱手段と、前記槽の中心部に垂下して設けられた回転軸と、該回転軸に固定された、内側辺が垂直で外側辺が上端から下方に向うに従って斜外方に傾斜して順次幅広に形成されている内側の主撹拌翼部と、前記加熱手段から前記槽内の液体への熱の伝達を行うため、前記槽の内周面の近傍に位置させて、該近傍を回転移動する外側辺を有する外側の強制流動発生翼部と、これら主撹拌翼部と強制流動発生翼部とを下方部において連設する連設部とからなり、前記主撹拌翼部と前記強制流動発生翼部と前記連設部とを板状体により一体に形成され、前記連設部と主撹拌翼部と強制流動発生翼部の下辺が前記槽の内底面に沿って湾曲状に形成され、前記槽の内底面の近傍に位置している。

本発明によれば、槽内へ液体が中・高粘度の難流動性の液体であっても該液体への伝熱が良好であると共に撹拌が十分行われて該液体が均一の温度になり、更に撹拌翼自体が垂直平面の簡単な構造で洗浄性が良好となる効果を有する。

本発明の撹拌翼を有する槽の実施例１の正面図である。 本発明の撹拌翼を有する槽による撹拌の場合の加熱時間と槽内代表温度の関係を示すグラフである。 従来のアンカー翼による撹拌の場合の加熱時間と槽内代表温度の関係を示すグラフである。 従来の撹拌翼でアンカー翼の例の正面図である。 従来の撹拌翼でヘリカルリボン翼の例の正面図ある。

本発明を実施するための形態の実施例を以下に示す。

本発明の撹拌翼を有する槽の実施例１を図１により説明する。

図１は撹拌翼を有する槽の実施例１の正面図である。

１は撹拌翼を示し、該撹拌翼１は、内側の主撹拌翼部２と外側の強制流動発生翼部３とこれら主撹拌翼部２と強制流動発生翼部３とを下方部で連設する連設部４とを板状体により一体に形成されている。

前記主撹拌翼部２は、内側辺２ａが垂直で外側辺２ｂが上端から下方に向うに従って斜外方に傾斜して順次幅広の三角形状に形成され、又前記強制流動発生翼部３は外側辺３ａが垂直で下方に向って幅広となる傾斜する内側辺３ｂを有する鋭い頂角の三角形状に形成され、更に前記連設部と主撹拌翼部２と強制流動発生翼部３の下辺即ち撹拌翼１の下辺１ａが後述する槽５の内底面に沿って湾曲状に形成されている。

５は槽を示し、該槽５は有底の円形筒状に形成され、且つ底面は下方に突出する湾曲状に形成され、該槽５の中心部に回転軸６が垂下して設けられ、該回転軸６の下端部に１対の前記撹拌翼１をボス７を介して固定し、該撹拌翼１の前記強制流動発生翼部３の外側辺３ａを前記槽５の内周面に対して近傍に位置させると共に、前記撹拌翼１の下辺１ａを該槽５の内底面に対して近傍に位置させている。

８は該槽５の周面から底面にわたって外方に設けた伝熱ジャケット等からなる加熱手段を示す。

次に本実施例の撹拌翼１を有する槽の作用とその効果について説明する。

槽５内に中・高粘度の難流動性の液体を所定の上方のレベルまで満たしてからモータ（図示せず）により回転軸６を回転駆動すると、該回転軸６と共に撹拌翼１が回転する。

該撹拌翼１の回転において、槽５内の液体の上方部においては、主撹拌翼部２はその幅が狭くしかも回転軸６の近傍に存するのみであるので、該主撹拌翼部２による液体の回転力が小さくて負圧が小であるのに対して、槽５内の液体の下方部においては、主撹拌翼部２の幅が大となって回転軸６から離れた個所でも主撹拌翼部２により液体に回転力が大きく作用して負圧が大となり、かくて液体は、該液体の負圧差により下方に向う強力な流動を生ずると共に回転力が付与され、その後液体は連設部４においても回転力を付与されて槽５内の底面に沿って外方に流動してから該槽５の内周面に沿って上方に流動して循環流Ａとなる。

このとき、撹拌翼１の下辺及び強制流動発生翼部３の外側辺３ａは槽５の内底面及び内周面の近傍を回転移動するので強制的に強い流動が発生し、かくて加熱手段８から液体への熱の伝達が良好に行われ、前述の循環流Ａによって液体が全体にわたって均一に昇温する。

ここで前記撹拌翼１は主撹拌翼部２と強制流動発生翼部３と連設部４とが板状体により一体に形成されているので、該撹拌翼１は構造が簡単で、洗浄が行い易い。

尚、本実施例では、強制流動発生翼部３の内側辺３ｂが傾斜する例を示したが、該内側辺３ｂを外側辺３ａと同様に垂直に形成してもよい。又、撹拌翼１を２枚以上使用することが好ましい。

次に、槽の内周の上部と下部に熱電対を設置し、、槽内で本発明の撹拌翼により撹拌した場合の加熱時間の経過に応じた槽内の温度変化の実験結果を図２に示す一方、従来のアンカー翼により撹拌した場合の加熱時間の経過に応じた槽内の温度変化の実験結果を図３に示す。

これらの実験結果より、アンカー翼の撹拌と比べて本発明の撹拌翼の場合は、加熱時間の早い段階から槽上部温度Ｔ_ａと槽下部温度Ｔ_ｂとが一致して、槽内の温度のバラツキが小さく一様となり、熱混合性能に優れていることが実証された。

いずれの場合も撹拌レイノルズ数は約２０である。

本発明の撹拌翼を有する槽は、食品工業や化学工業等において、中・高粘度の難流動性の液体であっても撹拌を良好に行いながら均一の昇温や冷却を達成できる。

１ 撹拌翼
２ 主撹拌翼部
２ｂ 外側辺
３ 強制流動発生翼部
３ａ 外側辺
４ 連設部
５ 槽

Claims (2)

1. 有底の円形筒状に形成され、底面が下方に突出する湾曲状に形成された槽と、
   該槽の周面から底面にわたって外方に設けた加熱手段と、
   前記槽の中心部に垂下して設けられた回転軸と、
   該回転軸に固定された、内側辺が垂直で外側辺が上端から下方に向うに従って斜外方に傾斜して順次幅広に形成されている内側の主撹拌翼部と、
   前記加熱手段から前記槽内の液体への熱の伝達を行うため、前記槽の内周面の近傍に位置させて、該近傍を回転移動する外側辺を有する外側の強制流動発生翼部と、
   これら主撹拌翼部と強制流動発生翼部とを下方部において連設する連設部とからなり、
   前記主撹拌翼部と前記強制流動発生翼部と前記連設部とを板状体により一体に形成され、
   前記連設部と主撹拌翼部と強制流動発生翼部の下辺が前記槽の内底面に沿って湾曲状に形成され、前記槽の内底面の近傍に位置している中・高粘度用撹拌翼を有する槽。
2. 前記強制流動発生翼部は内側辺を下方に向って内方に傾斜するか垂直に形成した請求項１に記載の中・高粘度用撹拌翼を有する槽。

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