JP7334001B2 - 撹拌構造体 - Google Patents
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Description
[実施例-1]
<試験1-1>(混合実験)
1.試験条件
以下の器具を使用して、着脱色試験を行った。流体の均一混合の達成は、流体の混合により脱色が進み、脱色が完了した時点とした。
・撹拌槽…内径D400mm、高さH800mm、液深500mm、投入動力0.1kW/m3
・試験流体…水(粘性係数0.001Pa・s)
・薬品…1規定ヨウ素溶液による着色法、1規定チオ硫酸ナトリウム水溶液による脱色法
・撹拌装置…実施例として、上述した第1の実施の形態によるもの、すなわち、カーブ部とストレート部とを備える羽根板を3枚備える軸流翼を用いた。羽根板の取付羽根板は、SUS304よりなる板厚4mmの金属板を切断及び折り曲げ形成したものよりなり、羽根径が0.2m、羽根幅が60mmに設定されている。取付羽根板は、板厚の中立線での半径を0.3×羽根径/√2とした1/4円弧をベースにカーブ部とストレート部とを形成したものよりなり、カーブ部の範囲は曲率中心と進入方向端部とを結ぶ直線を基準として、0°から45°の範囲に設定され、カーブ部の弧長はストレート部の平面幅よりも長く設定されている。曲線状縁は、(0.5×羽根径)×(0.5×羽根幅)の半楕円と、(1.5×羽根径)×(0.5×羽根幅)の半楕円とを組み合わせた形状に形成されている。第3直線状縁は、羽根ボス側縁の延長線との角度が30°となるように、第2直線状縁は、外周側における、羽根径/4の箇所と、第1直線状縁側における、羽根幅/4の箇所とを辺とする三角形の残りの一辺となるように、それぞれ形成されている。取付羽根板は10°後退して羽根ボスに取り付けられている。尚、実施例の軸流翼は1液深BC+250mmの位置に配置した。
2.試験結果
図8は試験1-1の結果を示す図である。
<試験1-2>混合実験
1.試験条件
以下のものを除き、使用器具及び試験条件は試験1-1と同様である。
・撹拌槽…投入動力0.3kW/m3
2.試験結果
図9は試験1-2の結果を示す図である。
<試験2>(分散性能)
1.試験条件
以下の器具を使用して、イオン交換樹脂による分散実験を行った。分散状態の確認は、回転数毎に液面を掬って拡散物質の濃度を調べることにより行った。
・試験流体…水(粘性係数0.001Pa・s)
・拡散物質…樹脂の粒の径0.5~1.0mm、比重1.3、容積は試験流体と同値
2.試験結果
図10は試験2の結果を示す図である。
<シミュレーション結果>
実施例と比較例との吐出効率を、シミュレーションにて比較する。
[実施例-2]
<試験3-1>(混合実験)
1.試験条件
以下の器具を使用して、着脱色試験を行った。流体の均一混合の達成は、流体の混合により脱色が進み、脱色が完了した時点とした。
・撹拌槽…内径D400mm、高さH800mm、液深500mm、投入動力0.1kW/m3
・試験流体…水(粘性係数0.001Pa・s)
・薬品…1規定ヨウ素溶液による着色法、1規定チオ硫酸ナトリウム水溶液による脱色法
・撹拌装置…実施例2として、上述した第2の実施の形態によるもの、すなわち、第1のストレート部とカーブ部と第2のストレート部とを備える羽根板を3枚備える軸流翼を用いた。羽根板の取付羽根板は、SUS304よりなる板厚4mmの金属板を切断及び折り曲げ形成したものよりなり、羽根径が0.2m、羽根幅が60mmに設定されている。取付羽根板は、板厚の中立線での半径を0.3×羽根径/√2とした1/4円弧をベースにカーブ部と第2のストレート部とを形成したものよりなり、カーブ部の範囲は曲率中心と進入方向端部とを結ぶ直線を基準として、0°から45°の範囲に設定され、カーブ部の弧長は第2のストレート部の平面幅よりも長く設定されている。第1のストレート部の平面幅は第2のストレート部の平面幅の半分に設定されている。第1のストレート部の曲線状縁は、(0.5×羽根径)×(0.5×羽根幅)の半楕円と、(0.5羽根径)×(1.5×羽根幅)の半楕円とを組み合わせた形状に形成されている。第3直線状縁は、羽根ボス側縁の延長線との角度が25°となるように、第2直線状縁は、外周側における、羽根径/4の箇所と、第1直線状縁側における、羽根幅/4の箇所とを辺とする三角形の残りの一辺となるように、それぞれ形成されている。取付羽根板は10°後退して羽根ボスに取り付けられている。尚、実施例の軸流翼は1液深BC+250mmの位置に配置した。
2.試験結果
試験3-1の結果を示す図は、目視上は図8と変わらないためここでは省略し、以下の説明は図8を参照するものとする。
<試験3-2>混合実験
1.試験条件
以下のものを除き、使用器具及び試験条件は試験3-1と同様である。
・撹拌槽…投入動力0.3kW/m3
2.試験結果
試験3-2の結果を示す図は、目視上は図9と変わらないためここでは省略し、以下の説明は図9を参照するものとする。
<試験4>(分散性能)
1.試験条件
以下の器具を使用して、イオン交換樹脂による分散実験を行った。分散状態の確認は、回転数毎に液面を掬って拡散物質の濃度を調べることにより行った。
・試験流体…水(粘性係数0.001Pa・s)
・拡散物質…樹脂の粒の径0.5~1.0mm、比重1.3、容積は試験流体と同値
2.試験結果
試験4の結果を示す図は、目視上は図10と変わらないためここでは省略し、以下の説明は図10を参照するものとする。
<シミュレーション結果>
実施例2から4の各々と比較例との吐出効率を、シミュレーションにて比較する。
2、102…撹拌軸
3、103…軸流翼
10、110…撹拌構造体
20…曲げ位置(カーブ部とストレート部との境界)
25a、25b…先端位置
26a、26b…接線
27…接線
35a、35b、35c、135a、135b、135c…羽根板
37、137…取付羽根板
39、139…第1直線状縁
40、140…第2直線状縁
41、141…曲線状縁
42、142…第3直線状縁
43…カーブ部の前縁
44…ストレート部の後縁
45…カーブ部
46…ストレート部
47…カーブ部の後縁
48…ストレート部の前縁
50、150…流体(被撹拌物)
51、151…撹拌槽
56、156…撹拌槽の内壁
120…第1の曲げ位置(第1のストレート部とカーブ部との境界)
121…第2の曲げ位置(カーブ部と第2のストレート部との境界)
125a、125b…先端位置
126a、126b…接線
127…接線
128…接線
144…第1のストレート部
145…カーブ部
146…第2のストレート部
161…第1のストレート部の前縁
162…第1のストレート部の後縁
163…カーブ部の前縁
164…カーブ部の後縁
165…第2のストレート部の前縁
166…第2のストレート部の後縁
尚、各図中同一符号は同一又は相当部分を示す。
Claims (4)
- 撹拌構造体であって、
撹拌槽内部に設置され、撹拌時の回転軸となる上下方向に垂直に延びる撹拌軸と、
前記撹拌軸に対して水平方向に且つ放射状に取り付けられる複数枚の羽根板を備える軸流翼とを備え、
前記羽根板の各々は均一板厚の板材で形成され、回転に伴って流体よりなる被撹拌物に進入する進入方向側のカーブ部と、前記カーブ部の後縁に接続されるストレート部とから構成され、
前記カーブ部は、前記撹拌軸から前記撹拌槽の内壁側に向かって延びると共に、延びる方向に対して横断する断面が一定曲率の上方向わん曲形状よりなり、その後縁が直線状の曲げ板よりなり、
前記ストレート部は、前記進入方向に対して斜め後方且つ下方に延びるようにその前縁が前記カーブ部の後縁に接続される平板よりなり、
前記カーブ部の後縁の上面における接線の傾きに、前記ストレート部の上面の傾きが一致し、
前記カーブ部の前縁は前記進入方向に対して平面視凸状の曲線状の曲線状縁を有し、前記カーブ部の後縁に直交する平面において規定される前記カーブ部の断面の中で最大の弧長を含む断面における先端位置の上面での接線の傾きが水平となる、撹拌構造体。 - 前記カーブ部の範囲は、前記一定曲率の曲率中心を基準とし、前記カーブ部の前縁から所定角度までの範囲であり、前記カーブ部の前記後縁と前記ストレート部の前記前縁とからなる前記カーブ部と前記ストレート部との境界は、前記進入方向の断面の貫通方向において前記羽根板の全域にわたる、請求項1記載の撹拌構造体。
- 前記カーブ部は、前記所定角度が45°となるように形成され、前記ストレート部は、前記撹拌軸に対する傾斜角度が45°となる、請求項2記載の撹拌構造体。
- 前記ストレート部は、外周側に向かって先細る形状を有する、請求項1記載の撹拌構造体。
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