JP6109006B2

JP6109006B2 - 撹拌装置

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Publication number: JP6109006B2
Application number: JP2013164538A
Authority: JP
Inventors: 洋郎堀口; 昌二森永; 隆一彌富
Original assignee: Sumitomo Heavy Industries Process Equipment Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Heavy Industries Process Equipment Co Ltd
Priority date: 2013-08-07
Filing date: 2013-08-07
Publication date: 2017-04-05
Anticipated expiration: 2033-08-07
Also published as: TW201515694A; KR200487605Y1; EP3031519B1; WO2015019914A1; KR20160001226U; CN205667803U; EP3031519A1; EP3031519A4; JP2015033658A; TWM495896U

Description

本発明は、混合を目的とした撹拌装置に関する。

従来から、被撹拌物を撹拌する撹拌装置として、円筒形状の撹拌槽と、該撹拌槽の中心部に配置される撹拌軸と、該撹拌軸の下部側に取り付けられる撹拌翼とが設けられたものが知られている。撹拌翼には、撹拌軸の周方向に沿って複数の羽根が設けられている。

撹拌軸が軸芯を中心に回転すると、撹拌翼が撹拌軸とともに回転する。そして、撹拌翼の複数の羽根は、撹拌槽内を旋回して受けた被撹拌物を後方に流動させ、撹拌翼の回転で発生する回転流により又は羽根自体により被撹拌物をせん断する。

このような機能を有する撹拌翼には、被撹拌物をせん断するせん断性能に特化したせん断特化型撹拌翼と、被撹拌物を流動させて被撹拌物を循環させる循環性能に特化した循環特化型撹拌翼とがある。

せん断特化型撹拌翼には、例えば、板状の羽根を凹形状にしたコンケーブ翼などのような、羽根が受けた被撹拌物を撹拌軸の径方向に流動させるものが多い。これらの撹拌翼は、羽根近傍で被撹拌物をせん断することにより被撹拌物を細分化することに特化している（例えば、特許文献１参照）。

循環特化型撹拌翼には、例えば、軸流翼タイプの撹拌翼などのような、羽根が受けた被撹拌物を下方に流動させるものが多い。これらの撹拌翼は、撹拌槽内で被撹拌物を循環させることに特化している（例えば、特許文献２参照）。

撹拌翼による被撹拌物の混合性能は、このせん断性能と循環性能との両方の性能の掛け合わせにより評価される。

特開２００３−２１０９０３号公報特開平９−１８７６３６号公報

そこで、本発明は、かかる問題を鑑みてなされたもので、せん断性能と循環性能との両方の性能を併せ持つ撹拌翼を有する撹拌装置を提供するものである。

本発明に係る撹拌装置は、液体または高粘度の液状物を含む被撹拌物を収容する撹拌槽と、該撹拌槽内に回転可能に取り付けられる撹拌軸と、該撹拌軸に取り付けられる撹拌翼とを備える撹拌装置であって、撹拌翼は、前記撹拌軸の径方向に突出するサポートアームと、該サポートアームの先端側に取り付けられる羽根とを有し、該羽根は、羽根本体と、回転方向において開口する溝部とを有し、該溝部は、撹拌軸の軸芯を中心とする回転半径を通る方向と交差する方向に伸びることを特徴とする。

かかる構成によれば、撹拌軸を回転させることにより、撹拌翼の羽根は、撹拌槽内を回転して、溝部で被撹拌物をせん断する。さらに、回転する撹拌翼の羽根は、溝部で受けた被撹拌物を溝部に沿って撹拌軸の軸芯方向に向けて流動させることにより、撹拌槽内の被撹拌物の循環にも寄与する。よって、この撹拌翼は、せん断性能と循環性能との両方の性能を併せ持つ。

また、本実施形態に係る撹拌装置の一態様として、溝部は、回転軌道上における撹拌軸の軸芯方向に対して回転方向に所定角度で傾斜することが好ましい。

かかる構成によれば、溝部で受けた被撹拌物が撹拌軸の軸芯方向に対して回転方向に傾斜した溝部の方向に沿って流動することにより、溝部に加わる抵抗が低くなり、撹拌槽内における被撹拌物の循環を起こしやすくなる。

また、本実施形態に係る撹拌装置の他態様として、溝部は、断面視半円状に形成されていることが好ましい。

かかる構成によれば、溝部は、被撹拌物を中央に寄せつつ、撹拌軸の軸芯方向に向けて流動させることができ、被撹拌物を撹拌軸の径方向に向かって流動しにくくなり、撹拌槽内における被撹拌物の循環を促進する。

また、本実施形態に係る撹拌装置の他態様として、撹拌翼は、撹拌軸に対して２段以上設けることが好ましい。

かかる構成によれば、撹拌槽内における被撹拌物の撹拌軸方向の循環性能を高めることができ、高容量の撹拌槽や高粘度の被撹拌物にも対応できる。

また、本実施形態に係る撹拌装置の他態様として、各撹拌翼は、該各撹拌翼の羽根が撹拌軸の周方向における他の撹拌翼の羽根の位置から同方向にずれた位置に配置されるように、撹拌軸に取り付けられることが好ましい。

かかる構成によれば、撹拌槽内における被撹拌物の撹拌軸方向の流れに合わせて、各撹拌翼の羽根を配置することにより、被撹拌物の撹拌軸方向の流れが円滑になるように制御することができる。

また、本実施形態に係る撹拌装置の他態様として、各撹拌翼は、他の撹拌翼の羽根の回転半径と異なる回転半径の羽根を有することが好ましい。

かかる構成によれば、撹拌槽内における被撹拌物の撹拌軸方向の流れに合わせて、各撹拌翼の羽根の回転半径を変えることにより、被撹拌物の撹拌軸方向の流れが促進されるように制御することができる。

以上の如く、本発明によれば、せん断性能と循環性能との両方の性能を併せ持つ撹拌翼を有する。

図１は、本発明の第１実施形態に係る撹拌装置の縦断面図を示す。図２は、同実施形態に係る撹拌翼の上面図を示す。図３は、同実施形態に係る撹拌翼の側面図を示す。図４は、本発明の第２実施形態に係る撹拌翼の上面図を示す。図５は、同実施形態に係る撹拌翼の下面図を示す。図６は、同実施形態に係る撹拌翼の羽根の拡大側面図を示す。図７は、本発明の他の実施形態に係る撹拌装置の縦断面図を示す。図８は、本発明の更に別の実施形態に係る撹拌翼の上面図を示す。図９は、本発明の更に別の実施形態に係る撹拌翼の上面図を示す。図１０は、本発明の更に別の実施形態に係る撹拌翼の羽根の拡大斜視図を示す。図１１は、本発明の更に別の実施形態に係る撹拌翼の羽根の拡大斜視図を示す。図１２は、本発明の更に別の実施形態に係る撹拌翼の上面図を示す。図１３は、本発明の更に別の実施形態に係る撹拌装置の縦断面図を示す。図１４は、同実施形態に係る撹拌翼の上面図を示す。図１５は、本発明の更に別の実施形態に係る撹拌装置の縦断面図を示す。

以下、本発明の第１実施形態に係る撹拌装置について、図１〜図３を参照して説明する。同実施形態に係る撹拌装置１は、竪型撹拌装置であり、被撹拌物を収容する撹拌槽２と、該撹拌槽２内に回転可能に取り付けられる撹拌軸３と、該撹拌軸３に取り付けられる撹拌翼４と、撹拌軸３を駆動する駆動部５とを備える。本実施形態に係る被撹拌物としては、液体Ｌを例に説明するが、これに限定されず、被撹拌物には、高粘度の液状物なども含まれる。

撹拌槽２は、縦方向に長い円筒形状の撹拌槽である。撹拌槽２は、円筒状の直胴部２１と、該直胴部２１の下端に取り付けられる断面形状が半楕円形状の底部２２と、直胴部２１の上端に取り付けられる断面形状が半楕円形状の頂部２３とを備える。撹拌槽２は、軸芯が垂直となるように保持される。

撹拌軸３は、撹拌槽２の中心軸上に配置される。そして、撹拌軸３は、下端側が撹拌槽２の底部２２に設けられる軸受（図示しない）を介して支持される。さらに、撹拌軸３は、上端側が撹拌槽２の上部より上方に設けられる駆動部５（ここでは、モータとする）に接続され、周方向Ａに回転可能に構成される。なお、撹拌軸３は、下端側がどこにも支持されず、撹拌槽２内に有してもよい。また、駆動部５が撹拌槽２の下部より下方に設けられ、駆動部５が撹拌軸３の下端側と接続されるようにしてもよい。

撹拌翼４は、撹拌軸３に取り付け可能な円筒状のボス４１と、該ボス４１から撹拌軸３の径方向に突出するサポートアーム４２と、該サポートアーム４２の先端部に取り付けられる羽根４３とを備える。ボス４１、サポートアーム４２及び羽根４３とは、それぞれ溶接等により固定されている。

ボス４１は、円筒形状をしており、撹拌軸３の下端部に挿通される貫通孔４１ａを有する。撹拌翼４は、このボス４１の貫通孔４１ａに撹拌軸３を挿通し、ねじ締結又は溶接等により撹拌軸３に取り付けられる。

サポートアーム４２は、ボス４１の外周面から径方向に突出して設けられる。サポートアーム４２は、ボス４１の周方向に等間隔に設けられる。具体的には、サポートアーム４２は、３つ設けられており、３つのサポートアーム４２は、ボス４１の周方向に撹拌軸３を中心に１２０度間隔に設けられている。サポートアーム４２の形状は、長尺状で且つ平板状に形成されており、基端側（撹拌軸３側）がボス４１に接続され、先端側（撹拌槽２の内側面側）が羽根４３に接続される。

また、サポートアーム４２は、平面が撹拌軸３の軸芯方向に対して直交するようにボス４１に固定されている。しかし、長尺状で且つ平板状に形成されたサポートアーム４２の側面、上面又は下面は、水平面から傾斜していてもよい。撹拌槽２内で長尺方向が略水平方向となるようにサポートアーム４２が配置されたときに、横方向に向いた面がサポートアーム４２の側面であり、上方向に向いた面がサポートアーム４２の上面であり、下方向に向いた面がサポートアーム４２の下面である。これにより、サポートアーム４２が撹拌槽２内に満たされた液体Ｌやスラリー（被撹拌物）の中から抜き出される際に、液体Ｌやスラリーがサポートアーム４２の側面、上面又は下面を伝って垂れ易くなり、液体Ｌやスラリーがサポートアーム４２の表面に残留しない。サポートアーム４２の形状は、棒状であってもよいし、柱状であってもよい。

羽根４３は、半円筒形状に形成されている。羽根４３は、一端から他端まで同一径で形成されており、つまり、羽根４３の幅が一定である。羽根４３は、サポートアーム４２が取り付けられる羽根本体４４と、該羽根本体４４の回転方向Ｂにおいて開口する溝部４５とを有する。羽根本体４４は、溝部４５が回転方向Ｂ（羽根４３が旋回する旋回方向Ｂ）に開口するように、サポートアーム４２に取り付けられる。また、羽根本体４４は、筒芯方向Ｅの略中間位置でサポートアーム４２に取り付けられている。溝部４５は、撹拌軸３の軸芯を中心とする回転半径を通る方向Ｄと直交する方向Ｅに伸びる。本実施形態においては、溝部４５は、撹拌軸３の軸芯方向に沿って平行に形成されており、つまり、上下方向に形成されている。溝部４５は、羽根本体４４の回転方向Ｂに向いた面を窪ませて形成されており、断面視半円状に形成された溝であり、よって、羽根４３全体は、断面視半円弧状に形成されている。溝部４５は、羽根本体４４における筒芯方向Ｅの一端から他端まで連続して形成されている。そのため、筒芯方向Ｅにおける溝部４５の両端は、開放している。

次に、この本実施形態に係る撹拌装置１の作用について説明する。まず、撹拌装置１の駆動部５を駆動して撹拌軸３を回転させると、撹拌翼４が撹拌槽２内を撹拌軸３を中心に回転し、溝部４５で液体Ｌをせん断する。溝部４５で液体Ｌを受けて、溝部４５に沿って液体Ｌを軸芯方向Ｃ（上下方向）に流動させる。具体的には、撹拌翼４は、液体Ｌを溝部４５に沿って下方に向けて流動させる。液体Ｌは、撹拌槽２の底部で流れを外側に転回し、撹拌槽２の側壁で上方に転回し、撹拌槽２の上部で内側に転回し、撹拌槽２の中心部で下方に転回し、再び撹拌翼４に戻る。液体Ｌは、このように撹拌槽２内を循環する。

以上、本実施形態に係る撹拌装置１は、液体Ｌを収容する撹拌槽２と、該撹拌槽２内に回転可能に取り付けられる撹拌軸３と、該撹拌軸３に取り付けられる撹拌翼４とを備え、撹拌翼４は、羽根４３を有し、該羽根４３は、羽根本体４４と、回転方向Ｂにおいて開口する溝部４５とを有し、該溝部４５は、撹拌軸３の軸芯を中心とする回転半径を通る方向Ｄと直交する方向Ｅに伸びる構成である。そのため、本実施形態に係る撹拌装置１は、撹拌軸３を回転させることにより、撹拌翼４は、撹拌槽２内を回転して、溝部４５で液体Ｌをせん断する。さらに、回転する撹拌翼４は、溝部４５で受けた液体Ｌを溝部４５に沿って撹拌軸３の軸芯方向Ｃに向けて流動させることにより、撹拌槽２内の液体Ｌの循環にも寄与する。よって、この撹拌翼４は、せん断性能と循環性能との両方の性能を併せ持つ。

また、本実施形態に係る撹拌装置１において、溝部４５は、断面視半円状に形成されている構成である。そのため、本実施形態に係る撹拌装置１において、溝部４５は、液体Ｌを中央に寄せつつ、撹拌軸３の軸芯方向Ｃに向けて流動させることができ、液体Ｌを撹拌軸３の（半）径方向Ｄに向かって流動しにくくなっている。また、溝部４５は、液体Ｌを撹拌軸３の軸芯方向Ｃに流動させながら、液体Ｌを溝部４５の中央に寄せて液体Ｌにかかる圧力を上げ、溝部４５に沿って流動していた液体Ｌが溝部４５から吐出される際に、液体Ｌの圧力が一気に解放されることで、液体Ｌの撹拌反応が促進される。

また、本実施形態に係る撹拌装置１において、羽根４３は、サポートアーム４２の先端側に取り付けられ、撹拌軸３から（半）径方向Ｄに離間した位置に取り付けられている構成である。そのため、本実施形態に係る撹拌装置１は、撹拌翼４が液体Ｌをせん断するせん断面が撹拌槽２の（半）径方向Ｄに占める面積の一部にすぎず、撹拌翼４を回転させるために撹拌軸３を回転させる動力が低く抑えられる。

次に、本発明の第２実施形態に係る撹拌装置について、図４〜図６を参照しつつ説明する。なお、本実施形態に係る撹拌装置と第１実施形態に係る撹拌装置１とが異なる点は、撹拌翼の形状であり、それ以外については、基本的に同じであるため、同じ構成については同じ符号を採番し、その説明は繰り返さない。

本実施形態に係る撹拌翼４は、第１実施形態の羽根４３と異なる羽根１４３を有し、該羽根１４３は、回転軌道上における撹拌軸３の軸芯方向Ｃに対して回転方向Ｂに所定角度αで傾斜する（図６参照）。具体的には、羽根１４３は、第１実施形態と同様に、羽根本体１４４と溝部１４５とを有する。羽根本体１４４は、筒芯方向Ｅの略中間位置でサポートアーム４２に取り付けられており、この筒芯方向Ｅの略中間位置を中心に、撹拌軸３の軸芯方向Ｃにおける上端側を旋回方向Ｆ１に傾斜させ（回転させ）、撹拌軸３の軸芯方向における下端側を旋回方向Ｆ１と逆方向Ｆ２に傾斜させた（回転させた）姿勢でサポートアーム４２に取り付けられている。

溝部１４５は、回転軌道上における撹拌軸３の軸芯方向Ｃに対して回転方向Ｂに所定角度αで傾斜する。溝部１４５の所定角度αは、４５度以下の範囲の角度で傾斜する。なお、溝部１４５は、羽根１４３自体を傾斜させることにより、傾斜しているが、溝部１４５のみが傾斜していてもよい。また、溝部１４５は、回転方向Ｂにおいて斜め下方に開口する。よって、溝部１４５は、液体Ｌを斜め下方に流動させる。溝部１４５は、断面視半円状に形成されており、羽根１４３自体は、断面視円弧状に形成されている。溝部１４５がせん断するせん断面積は、羽根１４３の旋回方向と逆方向Ｆ２側（撹拌軸３の回転方向Ｂと反対側）から見た投影面積に相当する。なお、撹拌槽２内の液体Ｌの循環流によりせん断面積は変わり得る。

以上、本実施形態に係る撹拌装置１は、撹拌翼４の溝部１４５は、回転軌道上における撹拌軸３の軸芯方向Ｃに対して回転方向Ｂに所定角度αで傾斜する構成である。そのため、本実施形態に係る撹拌装置１は、溝部１４５で受けた液体Ｌが撹拌軸３の軸芯方向Ｃに対して回転方向Ｂに傾斜した溝部１４５の方向に沿って流動することにより、溝部１４５に加わる抵抗が低くなり、撹拌槽２内における液体Ｌの循環を起こしやすくなる。

なお、本発明に係る撹拌装置は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えることができる。

上記実施形態に係る撹拌装置１は、撹拌翼４を構成する羽根４３，１４３の枚数が３つである例を説明したが、これに限定されるものではない。例えば、撹拌軸に取り付けられる撹拌翼の枚数は、２枚であってもよいし、４枚以上であってもよい。また、撹拌翼は、撹拌軸の周方向において、２枚又は４枚以上の羽根が撹拌軸を中心に一定の角度をあけて配置されていてもよい。つまり、各羽根が撹拌軸の周方向に略等間隔離間させて設けられていてもよい。

また、一つの撹拌翼は、１又は複数の羽根を有する撹拌翼を複数組み合わせて、所定の枚数の羽根を有するものであってもよい。具体的には、一つの撹拌翼に４枚の羽根が必要な場合、２枚の羽根を有する撹拌翼を２つ重ね合わせることにより、４枚の羽根を有する一つの撹拌翼を形成してもよい。

上記実施形態に係る撹拌装置１は、撹拌翼４に設けられた羽根４３，１４３が撹拌軸３の周方向に互いに等間隔に配置される例を説明したが、これに限定されるものではない。例えば、４枚の羽根が設けられた撹拌翼４が撹拌軸３の周方向に撹拌軸３を中心に６０度、１２０度、１８０度、２４０度の位置に設けられていてもよい。つまり、各羽根が撹拌軸の周方向に略等間隔離間させて設けられていなくてもよい。

また、図７に示すように、この２つの撹拌翼４，４が、撹拌軸３に対して２段以上設けられていてもよく、つまり、撹拌軸３の軸芯方向Ｃに所定間隔離間させて２か所以上設けられていてもよい。この撹拌軸３の軸芯方向Ｃにおける２つの撹拌翼４，４の位置は、撹拌する対象である液体Ｌの性状、撹拌槽２内における液体Ｌの上面の高さ（被撹拌物が液体である場合における液面）などにより、下端部に偏って配置され、又は、軸芯方向Ｃに等間隔に配置される。そのため、撹拌槽２内における液体Ｌの撹拌軸３の軸芯方向Ｃの循環性能を高めることができ、撹拌槽２内の液体Ｌの流動状態が向上する。また、高容量の撹拌槽２や高粘度の液体Ｌにも対応できるようになる。

また、図１２に示すように、撹拌軸３の軸芯方向に複数の撹拌翼４が設けられ、各撹拌翼４は、該各撹拌翼４の羽根１４３ａ〜１４３ｅが撹拌軸３の周方向における他の撹拌翼４の羽根１４３ａ〜１４３ｅの位置から同方向にずれた位置に配置されるように、撹拌軸３に取り付けられていてもよい。また、各撹拌翼４の羽根１４３ａ〜１４３ｅは、撹拌軸３の周方向Ｂにおける他の撹拌翼４の羽根１４３ａ〜１４３ｅの位置から同方向にずれた位置に配置されていてもよい。つまり、撹拌翼４相互の羽根１４３ａ〜１４３ｅの位置（位相）が撹拌軸３の軸芯方向視において位置ずれしていてもよい。

例えば、最上段である１段目の撹拌翼４の羽根１４３ａの周方向Ｂにおける位置に対して、２段目の撹拌翼４の羽根１４３ｂは、撹拌軸３の旋回方向（周方向）Ｂに２５度回転した位置に設けられていてもよい。３段目の撹拌翼４の羽根１４３ｃは、２段目の撹拌翼４の羽根１４３ｂの周方向Ｂにおける位置に対して、撹拌軸３の旋回方向Ｂに２５度回転した位置に設けられていてもよい。４段目及び５段目の撹拌翼４の羽根１４３ｄ，１４３ｅについても同様である。つまり、各撹拌翼４の羽根１４３ａ〜１４３ｅは、撹拌軸３を中心に螺旋状に配置されていてもよい。なお、各撹拌翼４の羽根は、渦巻状に配置されていてもよい。

そのため、撹拌槽２内における液体Ｌ（被撹拌物）の撹拌軸方向（上下方向）の流れに合わせて、各撹拌翼４の羽根１４３ａ〜１４３ｅを配置することにより、液体Ｌの撹拌軸方向の流れが円滑になるように制御することができ、撹拌槽２内の液体Ｌの流動状態が向上する。

なお、撹拌翼４相互の撹拌軸３の周方向Ｂにおける羽根１４３ａ〜１４３ｅが２５度ずつ位置ずれしている例を図１２に示したが、これに限定されるものではない。例えば、周方向Ｂにおける羽根が９０度ずつ位置ずれしていてもよいし、これ以外の角度であってもよい。また、羽根が周方向に位置ずれしていなくてもよい。

また、図１３及び図１４に示すように、撹拌軸３の軸芯方向Ｃに複数の撹拌翼４が設けられ、一方の撹拌翼４の羽根１４３の溝部が回転軌道Ｂ上における撹拌軸３の軸芯方向Ｃに対して回転方向Ｂに所定角度で傾斜しており、他方の撹拌翼４の羽根４３の溝部が回転軌道Ｂ上における撹拌軸３の軸芯方向Ｃに対して回転方向Ｂに傾斜していなくてもよい。特に、上段の撹拌翼４の溝部が傾斜しており、下段の撹拌翼４が傾斜していないことが好ましい。更に、最下段の撹拌翼４が傾斜していないことが好ましい。これにより、上段の撹拌翼４が液体Ｌの巻き込みを促進し、下段又は最下段の撹拌翼４が液体Ｌの吐出を促進し、撹拌槽２内の液体Ｌの流動状態が向上する。

また、図１５に示すように、各撹拌翼４は、他の撹拌翼４の羽根４３の回転半径と異なる回転半径の羽根４３を有していてもよい。特に、上段の撹拌翼４から下段の撹拌翼４に向かうにつれて回転半径が大きくなるか小さくなることが好ましい。これにより、撹拌槽２内における液体Ｌ（被撹拌物）の撹拌軸方向の流れに合わせて、各撹拌翼４の羽根４３の回転半径を変えることにより、液体Ｌの撹拌軸方向の流れが促進されるように制御することができる。

上記実施形態に係る撹拌装置１は、羽根４３，１４３自体が断面視半円孤状（Ｃ字状）であり、溝部４５，１４５が断面視半円状である例を説明したが、これに限定されるものではない。例えば、溝部は、断面視半楕円形状であってもよい。また、羽根自体は、断面視において中心角が１８０度以上の円弧状であってもよいし、１８０度以下の円弧状であってもよい。つまり、中心角が１８０度に限定されない。溝部の形状は、曲面でなくてもよく、矩形状であってもよい。例えば、溝部は、断面視三角形状であってもよいし、断面視（長）方形状や断面視台形状であってもよい。

また、羽根自体が断面視Ｖ字形状であってもよい。より具体的には、図８に示すように、断面視Ｖ字形状の羽根２４３は、幅方向の長さが略同一の板状の一対の基材２４４，２４４の端同士をＶ字状に継ぎ合わせて形成されていてもよい。このとき、溝部は、回転方向Ｂに開口していてもよいし、回転方向Ｂから径方向Ｄに向いていてもよい。

また、図９に示すように、羽根３４３は、幅方向の長さが短い第１基材３４４の端と、幅方向の長さが長い第２基材３４５の端とをＶ字状に継ぎ合わせて形成されていてもよい。この場合、第１基材３４４が径方向Ｄの外側に配置され、第２基材３４５が径方向Ｄの内側に配置される方が好ましい。第１基材３４４の幅方向の長さが第２基材３４５の幅方向の長さよりも短いため、径方向Ｄの先端部における抵抗が低減される。そのため、第１基材３４４の幅方向の長さと第２基材３４５の幅方向の長さとが同じ場合と比べて、同じ回転トルクで撹拌翼４の回転数が高くなり、撹拌翼４に付着する液体Ｌが減少する。

更に、図１０に示すように、羽根４４３は、表裏を貫通して被撹拌物を裏側に逃がす一対の貫通孔４４６，４４６を有してもよい。具体的には、羽根４４３は、羽根本体４４４と、該羽根本体４４４の回転方向Ｂにおいて開口する溝部４４５と、羽根本体４４４を貫通して形成される一対の貫通孔４４６，４４６とを有する。羽根本体４４４は、図８に示す羽根２４３と同様に、幅方向Ｇの長さが略同一の板状の一対の基材４４７，４４７の端同士をＶ字状に継ぎ合わせて形成され、一対の基材４４７，４４７の間に隙間を形成することにより、一対の貫通孔４４６，４４６が形成される。一対の貫通孔４４６，４４６の形状は、矩形状のスリットであって、羽根本体４４４の筒芯方向Ｈ（長手方向）における両端側から筒芯方向Ｈに向かって設けられている。なお、一対の貫通孔４４６，４４６は、図１１に示すように、幅方向の長さが異なる一対の基材５４７，５４７をＶ字状に継ぎ合わせた羽根本体５４４と溝部５４５とを有する羽根５４３に表裏を貫通して被撹拌物を裏側に逃がす一対の貫通孔５４６，５４６が形成されていてもよいし、断面視半円弧状の羽根など他の断面形状の羽根に設けられてもよい。また、一対の貫通孔４４６，４４６の形状は、矩形状のスリット以外にも、円形や楕円形状であってもよいし、貫通孔４４６の数量は、１か所であってもよいし、３か所以上であってもよい。そして、一対の貫通孔４４６，４４６の位置も羽根本体４４４の筒芯方向Ｈにおける両端側に限られず、筒芯方向Ｈにおける中間であってもよい。

また、上記実施形態に係る撹拌装置１は、羽根４３，１４３の形状が断面視半円孤状（Ｃ字状）である例を説明したが、これに限定されるものではない。例えば、羽根の形状は、断面視矩形状（凹状）であってもよい。また、溝部の幅が長手方向の一端側からその反対側の他端側に向かうにつれて狭くなるようにしてもよい。このようにすることによっても、被撹拌物を中央に寄せて被撹拌物にかかる圧力を上げることができ、溝部に沿って流動していた被撹拌物が溝部から吐出される際に、被撹拌物の圧力が一気に解放されることで、被撹拌物の撹拌反応が促進される。

上記実施形態に係る撹拌装置１は、羽根１４３が筒芯方向Ｅの略中間位置を中心に、撹拌軸３の軸芯方向Ｃにおける上端側を旋回方向に傾斜させ、撹拌軸３の軸芯方向Ｃにおける下端側を旋回方向と反対側Ｆ２に傾斜させた姿勢でサポートアーム４２に取り付けられている例を説明したが、これに限定されるものではない。例えば、羽根１４３が筒芯方向Ｅの略中間位置を中心に、撹拌軸３の軸芯方向Ｃにおける下端側を旋回方向Ｆ１に傾斜させ、撹拌軸３の軸芯方向Ｃにおける上端側を旋回方向と反対側Ｆ２に傾斜させた姿勢でサポートアーム４２に取り付けられていてもよい。この場合、上記第２実施形態に係る撹拌装置１の被撹拌物の循環流と逆の循環流を得ることができる。

上記実施形態に係る撹拌装置１は、サポートアーム４２と羽根４３，１４３とが固定される例を説明したが、これに限定されるものではない。例えば、サポートアームと羽根がボルト締結されることにより取り付けられてもよい。

上記実施形態に係る撹拌装置１は、羽根４３，１４３が幅方向の長さより筒芯方向Ｅの長さの方が長い（若しくは、溝部４５，１４５が幅方向の長さより長手方向の長さの方が長い）例を説明したが、これに限定されるものではない。例えば、羽根の形状は、羽根又は溝部における幅方向の長さより羽根における筒芯方向又は溝部における長手方向の長さの方が短くてもよい。

上記実施形態に係る撹拌装置１は、上方から見たときの回転方向Ｂについて、撹拌軸３が反時計回りに回転し、羽根４３が反時計回りに旋回する例を説明したが、これに限定されるものではない。例えば、撹拌軸３が時計回りに回転し、羽根４３が時計回りに旋回してもよい。この場合、上記第１実施形態及び第２実施形態に係る撹拌装置１の被撹拌物の循環流と逆の循環流を得ることができる。

上記実施形態に係る撹拌装置１は、羽根４３がサポートアーム４２を介してボス４１に接続される例を説明したが、これに限定されるものではない。例えば、羽根４３が直接、ボス４１に接続されていてもよい。

上記実施形態に係る撹拌装置１は、溝部４５，１４５が撹拌軸３の軸芯を中心とする回転半径を通る方向Ｄと直交する方向Ｅに伸びる例を説明したが、これに限定されるものではない。例えば、溝部は、撹拌軸３の軸芯を中心とする回転半径を通る方向Ｄと交差する方向に伸びるように、羽根がサポートアームに接続されていてもよい。例えば、図３に示す羽根４３の上端が径方向Ｄ外側に傾斜し、羽根４３の下端が径方向Ｄ内側に傾斜していてもよいし、その逆であってもよいということである。

上記実施形態に係る撹拌装置１は、円筒形状の胴板の両端に半楕円体形鏡板を溶接した半楕円形状の底部２２及び頂部２３を有する撹拌槽２を例に説明したが、これに限定されるものではない。例えば、撹拌槽の底部及び頂部は、他の形状の鏡板を胴板に溶接された部分であってもよい。底部に用いられる、半楕円体形鏡板以外の他の鏡板の例として、１０％皿型などの皿型、半球形状の半球型、平坦な形状の平形（フラット型）、円錐形状若しくは円錐台形状のコニカル型などの鏡板が挙げられる。また、頂部に用いられる、半楕円体形鏡板以外の他の鏡板の例として、１０％皿型などの皿型、半球形状の半球型、平坦な形状の平形（フラット型）などの鏡板が挙げられる。

１…撹拌装置、２…撹拌槽、２１…直胴部、２２…底部、２３…頂部、３…撹拌軸、４…撹拌翼、４１…ボス、４１ａ…貫通孔、４２…サポートアーム、４３…羽根、４４…羽根本体、４５…溝部、５…駆動部、１４３，１４３ａ，１４３ｂ，１４３ｃ，１４３ｄ，１４３ｅ…羽根、１４４…羽根本体、１４５…溝部、２４３…羽根、２４４…基材、３４３…羽根、３４４…第１基材、３４５…第２基材、４４３…羽根、４４４…羽根本体、４４５…溝部、４４６…貫通孔、４４７…基材、５４３…羽根、５４４…羽根本体、５４５…溝部、５４７…基材、α…傾斜角度、Ｌ…液体（被撹拌物）、Ａ…周方向、Ｂ…回転方向（旋回方向）、Ｃ…軸芯方向、Ｄ…撹拌軸の軸芯を中心とする回転半径を通る方向（径方向）、Ｅ…撹拌軸の軸芯を中心とする回転半径を通る方向と直交する方向（筒芯方向）、Ｆ１…回転方向、Ｆ２…旋回方向と逆方向、Ｇ…幅方向、Ｈ…筒芯方向

Claims

液体または高粘度の液状物を含む被撹拌物を収容する撹拌槽と、該撹拌槽内に回転可能に取り付けられる撹拌軸と、該撹拌軸に取り付けられる撹拌翼とを備える撹拌装置であって、
撹拌翼は、前記撹拌軸の径方向に突出するサポートアームと、該サポートアームの先端側に取り付けられる羽根とを有し、
該羽根は、羽根本体と、回転方向において開口する溝部とを有し、
該溝部は、撹拌軸の軸芯を中心とする回転半径を通る方向と交差する方向に伸びることを特徴とする撹拌装置。
被撹拌物を収容する撹拌槽と、該撹拌槽内に回転可能に取り付けられる撹拌軸と、該撹拌軸に取り付けられる撹拌翼とを備える撹拌装置であって、
撹拌翼は、羽根を有し、
該羽根は、羽根本体と、回転方向において開口する溝部とを有し、
該溝部は、断面視半円状に形成され、撹拌軸の軸芯を中心とする回転半径を通る方向と交差する方向に伸びることを特徴とする撹拌装置。
溝部は、回転軌道上における撹拌軸の軸芯方向に対して回転方向に所定角度で傾斜する請求項１または２に記載の撹拌装置。
撹拌翼は、撹拌軸に対して２段以上設ける請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の撹拌装置。
各撹拌翼は、該各撹拌翼の羽根が撹拌軸の周方向における他の撹拌翼の羽根の位置から同方向にずれた位置に配置されるように、撹拌軸に取り付けられる請求項４に記載の撹拌装置。
各撹拌翼は、他の撹拌翼の羽根の回転半径と異なる回転半径の羽根を有する請求項４又は請求項５に記載の撹拌装置。