JP7462516B2 - Stirring device and stirring method - Google Patents

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Description

本発明の実施形態は、撹拌装置及び撹拌方法に関する。 Embodiments of the present invention relate to a stirring device and a stirring method.

粉体の撹拌装置では、粉体と液体とが容器(タンク)に投入され、例えば、撹拌翼等で粉体と液体とを接触させると、せん断応力等の力により粉体が液体中で分散される。この際、粉体と液体との親和性(濡れ性)が低い場合がある。親和性が低い場合、粉体は液体の液面に浮いたままとなり、撹拌翼により粉体と液体とを撹拌しても分散が進みにくい。そのため、例えば粉体と液体との親和性が低い場合でも、粉体と液体との分散に要する時間を短くすることが求められている。 In a powder mixing device, the powder and liquid are put into a container (tank), and when the powder and liquid are brought into contact with each other, for example, by an agitator blade, the powder is dispersed in the liquid by forces such as shear stress. In this case, the affinity (wettability) between the powder and liquid may be low. If the affinity is low, the powder will remain floating on the liquid surface, and dispersion will not progress easily even if the powder and liquid are stirred by the agitator blade. For this reason, there is a demand to shorten the time required for dispersion of the powder and liquid, even when the affinity between the powder and liquid is low.

実開昭63-111927号公報Japanese Utility Model Application Publication No. 63-111927

本発明が解決しようとする課題は、効率的に粉体を液体に分散可能な撹拌装置及び撹拌方法を提供することである。 The problem that this invention aims to solve is to provide an agitation device and an agitation method that can efficiently disperse powder into liquid.

実施形態によれば、撹拌装置は、貯留部と、撹拌部と、駆動部と、制御部と、を備える。貯留部は、液体を貯留する。撹拌部は、貯留部の高さ方向について移動可能であるとともに貯留部に貯留された液体中に粉体を分散させる。駆動部は、撹拌部を駆動する。制御部は、液体中の粉体の分散状態に基づいて、撹拌部の高さ方向についての位置を制御する。 According to an embodiment, the stirring device includes a storage unit, a stirring unit, a drive unit, and a control unit. The storage unit stores liquid. The stirring unit is movable in the height direction of the storage unit and disperses powder into the liquid stored in the storage unit. The drive unit drives the stirring unit. The control unit controls the position of the stirring unit in the height direction based on the dispersion state of the powder in the liquid.

実施形態によれば、撹拌方法では、貯留部に液体を貯留する。撹拌方法では、撹拌部を貯留部に貯留された液体中で駆動することにより液体中に粉体を分散する。撹拌方法では、液体中の粉体の分散状態に基づいて、貯留部の高さ方向について撹拌部の位置を制御する。 According to an embodiment, in the stirring method, liquid is stored in a storage section. In the stirring method, powder is dispersed in the liquid by driving the stirring section in the liquid stored in the storage section. In the stirring method, the position of the stirring section in the height direction of the storage section is controlled based on the dispersion state of the powder in the liquid.

図1は、実施形態に係る撹拌装置の一例を示す概略図である。FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an example of a stirring device according to an embodiment. 図2は、実施形態に係る撹拌装置のブロック図の一例である。FIG. 2 is an example of a block diagram of the stirring device according to the embodiment. 図3は、互いに対して親和性の低い液体と粉体とを実施形態の撹拌装置において分散する場合の状態パラメータの変化の一例を示すグラフである。FIG. 3 is a graph showing an example of changes in state parameters when a liquid and a powder having low affinity for each other are dispersed in the stirring device of the embodiment. 図4は、互いに対して親和性の低い液体と粉体とを実施形態の撹拌装置において分散する場合に、液体に粉体を投入する前に制御部によって実行される処理の一例を示す。FIG. 4 shows an example of a process executed by the control unit before adding powder to liquid when a liquid and powder that have low affinity for each other are dispersed in the stirring device of the embodiment. 図5は、互いに対して親和性の低い液体と粉体とを実施形態の撹拌装置において分散する場合に、液体へ粉体を投入した時点以後に制御部によって実行される処理の一例を示す。FIG. 5 shows an example of a process executed by the control unit after the powder is poured into the liquid when a liquid and a powder that have low affinity for each other are dispersed in the stirring device of the embodiment.

以下、実施形態について図面を参照して説明する。 The following describes the embodiment with reference to the drawings.

(実施形態)
図1は、実施形態に係る撹拌装置1の一例を示す。撹拌装置1では、鉛直方向と一致又は略一致する高さ方向(矢印Z1及び矢印Z2で示す方向)が、規定される。また、撹拌装置1では、高さ方向について交差する(垂直又は略垂直な)第1の水平方向(矢印X1及び矢印X2で示す方向)、及び、高さ方向及び第1の水平方向の両方に対して交差する(垂直又は略垂直な)第2の水平方向が、規定される。
(Embodiment)
1 shows an example of a stirring device 1 according to an embodiment. In the stirring device 1, a height direction (direction indicated by arrows Z1 and Z2) that coincides or substantially coincides with the vertical direction is defined. In addition, in the stirring device 1, a first horizontal direction (direction indicated by arrows X1 and X2) that intersects (perpendicular or substantially perpendicular) with the height direction, and a second horizontal direction that intersects (perpendicular or substantially perpendicular) with both the height direction and the first horizontal direction are defined.

図1に示すように、撹拌装置1は、貯留部2、液体供給部3、粉体供給部4、撹拌部5、駆動部6、移動機構7、排出部8及び処理装置9を備える。貯留部2は、撹拌装置1において使用される液体10及び粉体11を貯留する。貯留部2は、例えば、底部を備える円筒又は略円筒の容器である。本実施形態では、貯留部2の高さ方向についての寸法は、第1の水平方向及び第2の水平方向についての寸法に比べてはるかに大きい。液体供給部3は、撹拌装置1において使用される液体10を貯留部2に供給する。粉体供給部4は、撹拌装置1において使用される粉体11を貯留部2に供給する。液体供給部3及び粉体供給部4は、高さ方向について貯留部2の上部に設けられる。液体供給部3から供給される液体10と、粉体供給部4から供給される粉体11との親和性(濡れ性)は、低い。親和性(濡れ性)とは、主として粉体の表面に対する液体の付着しやすさを表す。本実施形態では、液体10は、粉体11を分散する分散媒である。ある一例では、液体供給部3から供給される液体10及び粉体供給部4から供給される粉体11の組み合わせは、水系液体及び炭素材料である。なお、本実施形態では、液体供給部3と粉体供給部4とは別に設けられているが、液体供給部3と粉体供給部4とが一体であってもよい。ある一例では、液体10及び粉体11は、1つの供給部を通じて貯留部2に供給される。 As shown in FIG. 1, the stirring device 1 includes a storage section 2, a liquid supply section 3, a powder supply section 4, a stirring section 5, a drive section 6, a moving mechanism 7, a discharge section 8, and a processing device 9. The storage section 2 stores the liquid 10 and the powder 11 used in the stirring device 1. The storage section 2 is, for example, a cylindrical or approximately cylindrical container with a bottom. In this embodiment, the dimension of the storage section 2 in the height direction is much larger than the dimensions in the first horizontal direction and the second horizontal direction. The liquid supply section 3 supplies the liquid 10 used in the stirring device 1 to the storage section 2. The powder supply section 4 supplies the powder 11 used in the stirring device 1 to the storage section 2. The liquid supply section 3 and the powder supply section 4 are provided at the top of the storage section 2 in the height direction. The affinity (wettability) between the liquid 10 supplied from the liquid supply section 3 and the powder 11 supplied from the powder supply section 4 is low. The affinity (wettability) mainly refers to the ease with which the liquid adheres to the surface of the powder. In this embodiment, the liquid 10 is a dispersion medium that disperses the powder 11. In one example, the combination of the liquid 10 supplied from the liquid supply unit 3 and the powder 11 supplied from the powder supply unit 4 is a water-based liquid and a carbon material. Note that in this embodiment, the liquid supply unit 3 and the powder supply unit 4 are provided separately, but the liquid supply unit 3 and the powder supply unit 4 may be integrated. In one example, the liquid 10 and the powder 11 are supplied to the storage unit 2 through one supply unit.

撹拌部5は、貯留部2の内部に供給された液体10及び粉体11を撹拌する。撹拌部5は、貯留部2の内部に配置される。撹拌部5は、例えば、撹拌翼である。撹拌翼としては、これに限定されるものではないが、例えば、プロペラ形状の撹拌翼、円盤形状の撹拌翼等が挙げられる。駆動部6は、接続部12により撹拌部5と接続される。本実施形態では、接続部12はシャフトである。これにより、駆動部6は、撹拌部5を駆動する駆動源となる。撹拌部5は、駆動部6により駆動されることで、貯留部2の内部において液体10及び粉体11を撹拌する。本実施形態では、図1に示す矢印のように、撹拌部5が、駆動部6により駆動されることで接続部12を軸として回転可能である。ある一例では、接続部12及び撹拌部5は、貯留部2において、第1の水平方向及び第2の水平方向の両方について中央に位置する。すなわち、接続部12及び撹拌部5は、高さ方向に垂直又は略垂直な断面において貯留部2の中央の部位に位置する。別のある一例では、接続部12及び撹拌部5は、高さ方向に垂直又は略垂直な断面において貯留部2の中央の部位からずれた位置、すなわち貯留部2の中心から偏心した位置に配置される。 The stirring unit 5 stirs the liquid 10 and powder 11 supplied inside the storage unit 2. The stirring unit 5 is disposed inside the storage unit 2. The stirring unit 5 is, for example, a stirring blade. Examples of the stirring blade include, but are not limited to, a propeller-shaped stirring blade and a disk-shaped stirring blade. The drive unit 6 is connected to the stirring unit 5 by the connection unit 12. In this embodiment, the connection unit 12 is a shaft. As a result, the drive unit 6 becomes a driving source that drives the stirring unit 5. The stirring unit 5 stirs the liquid 10 and powder 11 inside the storage unit 2 by being driven by the drive unit 6. In this embodiment, as shown by the arrow in FIG. 1, the stirring unit 5 can rotate around the connection unit 12 as an axis by being driven by the drive unit 6. In one example, the connection unit 12 and the stirring unit 5 are located in the center of the storage unit 2 in both the first horizontal direction and the second horizontal direction. That is, the connection part 12 and the stirring part 5 are located at the center of the storage part 2 in a cross section perpendicular or approximately perpendicular to the height direction. In another example, the connection part 12 and the stirring part 5 are located at a position shifted from the center of the storage part 2 in a cross section perpendicular or approximately perpendicular to the height direction, that is, at a position eccentric from the center of the storage part 2.

移動機構7は、接続部12を高さ方向について移動させる。接続部12は、移動機構7により駆動されることで、高さ方向に沿って上側又は下側へ移動可能である。移動機構7は、接続部12と接続部12に取り付けられた撹拌部5とを一緒に高さ方向に沿って移動させることで、撹拌部5を高さ方向に移動させる。排出部8は、撹拌装置1において液体10及び粉体11の分散が完了した後に、貯留部2の内部の液体10及び粉体11を排出する。排出部8は、高さ方向について貯留部2の下部に設けられる。処理装置9は、駆動部6の駆動を制御することで撹拌部5を回転させる。処理装置9は、移動機構7を制御することで、接続部12及び撹拌部5を高さ方向に沿って移動させる。なお、撹拌部5の回転、撹拌部5及び接続部12の高さ方向に沿う移動のそれぞれは、同一の駆動部によって駆動されてもよい。 The moving mechanism 7 moves the connection part 12 in the height direction. The connection part 12 can be moved upward or downward along the height direction by being driven by the moving mechanism 7. The moving mechanism 7 moves the connection part 12 and the stirring part 5 attached to the connection part 12 together along the height direction, thereby moving the stirring part 5 in the height direction. The discharge part 8 discharges the liquid 10 and the powder 11 inside the storage part 2 after the dispersion of the liquid 10 and the powder 11 is completed in the stirring device 1. The discharge part 8 is provided at the bottom of the storage part 2 in the height direction. The processing device 9 rotates the stirring part 5 by controlling the driving of the driving part 6. The processing device 9 moves the connection part 12 and the stirring part 5 along the height direction by controlling the moving mechanism 7. Note that the rotation of the stirring part 5 and the movement along the height direction of the stirring part 5 and the connection part 12 may each be driven by the same driving part.

図2は、実施形態に係る撹拌装置1のブロック図の一例を示す。撹拌装置1の処理装置9は、制御部13及び検出部14を備える。処理装置9は、例えば、コンピュータである。処理装置9は、CPU(Central Processing Unit)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)又はFPGA(Field Programmable Gate Array)等を含むプロセッサ又は集積回路(制御回路)、及び、メモリ等の記憶媒体を備える。処理装置9に設けられるプロセッサ又は集積回路は、1つであってもよく、複数であってもよい。処理装置9は、記憶媒体等に記憶されるプログラム等を実行することにより、処理を実行する。なお、検出部14は、処理装置9とは別に設けられていてもよい。 Figure 2 shows an example of a block diagram of the stirring device 1 according to the embodiment. The processing device 9 of the stirring device 1 includes a control unit 13 and a detection unit 14. The processing device 9 is, for example, a computer. The processing device 9 includes a processor or integrated circuit (control circuit) including a CPU (Central Processing Unit), an ASIC (Application Specific Integrated Circuit) or an FPGA (Field Programmable Gate Array), and a storage medium such as a memory. The processing device 9 may include one processor or integrated circuit, or may include multiple processors or integrated circuits. The processing device 9 executes a program or the like stored in a storage medium or the like to perform processing. The detection unit 14 may be provided separately from the processing device 9.

制御部13は、駆動部6の駆動及び移動機構7を制御する。これにより、駆動部6に接続された撹拌部5では、撹拌部5の回転が制御される。また、移動機構7に接続された接続部12では、接続部12の高さ方向に沿う移動が制御される。本実施形態では、接続部12に撹拌部5が取り付けられているため、接続部12の高さ方向に沿う移動にともなって、撹拌部5が高さ方向に沿って移動する。撹拌部5の回転速度及び接続部12(撹拌部5)の高さ方向に沿う移動の移動速度は、作業者等により、後述するユーザーインターフェース15等を介してあらかじめ設定されていてもよい。また、液体10と粉体11との組み合わせに対応させて、回転速度及び移動速度が設定されてもよい。ある一例では、制御部13は、液体10の粘度によらず撹拌部5の回転速度を一定又は略一定に維持する。撹拌部5の回転速度は、例えば、1800rpmである。接続部12(撹拌部5)の高さ方向に沿う移動速度は、例えば、10cm/s程度である。 The control unit 13 controls the drive of the drive unit 6 and the movement mechanism 7. As a result, the rotation of the agitation unit 5 connected to the drive unit 6 is controlled. In addition, the movement of the connection unit 12 along the height direction is controlled in the connection unit 12 connected to the movement mechanism 7. In this embodiment, since the agitation unit 5 is attached to the connection unit 12, the agitation unit 5 moves along the height direction along with the movement of the connection unit 12 along the height direction. The rotation speed of the agitation unit 5 and the movement speed of the connection unit 12 (agitation unit 5) along the height direction may be set in advance by an operator or the like via a user interface 15 or the like described later. In addition, the rotation speed and the movement speed may be set in accordance with the combination of the liquid 10 and the powder 11. In one example, the control unit 13 maintains the rotation speed of the agitation unit 5 constant or approximately constant regardless of the viscosity of the liquid 10. The rotation speed of the agitation unit 5 is, for example, 1800 rpm. The movement speed of the connection unit 12 (agitation unit 5) along the height direction is, for example, about 10 cm/s.

検出部14は、貯留部2の貯留された液体10及び粉体11の状態パラメータを検出する。状態パラメータは、貯留部2に貯留された液体10における、粉体11の分散の状態(分散状態)を示すパラメータである。状態パラメータは、液体10中の粉体11の分散の状態を直接的に示すパラメータであってもよく、液体10中の粉体11の分散の状態を間接的に示すパラメータであってもよい。すなわち、状態パラメータは、液体10中の粉体11の分散の状態に対応して変化(変動)するパラメータであればよい。本実施形態では、検出部14が、状態パラメータとして、駆動部6の駆動パラメータを検出する。駆動パラメータは、駆動部6の駆動に関連するパラメータである。駆動パラメータは、駆動部6の駆動に要する負荷電流値、駆動部6のトルク値を含む。検出部14は、駆動部6の負荷電流値及び駆動部6のトルク値の少なくとも一方を状態パラメータとして検出する。 The detection unit 14 detects state parameters of the liquid 10 and powder 11 stored in the storage unit 2. The state parameters are parameters that indicate the state of dispersion (dispersion state) of the powder 11 in the liquid 10 stored in the storage unit 2. The state parameters may be parameters that directly indicate the state of dispersion of the powder 11 in the liquid 10, or may be parameters that indirectly indicate the state of dispersion of the powder 11 in the liquid 10. In other words, the state parameters may be parameters that change (vary) in response to the state of dispersion of the powder 11 in the liquid 10. In this embodiment, the detection unit 14 detects the drive parameters of the drive unit 6 as the state parameters. The drive parameters are parameters related to the drive of the drive unit 6. The drive parameters include a load current value required to drive the drive unit 6 and a torque value of the drive unit 6. The detection unit 14 detects at least one of the load current value of the drive unit 6 and the torque value of the drive unit 6 as the state parameters.

状態パラメータは、液体10中の粉体11の分散の状態に対応して変動する。撹拌部5が液体10及び粉体11を撹拌することで、液体10及び粉体11の分散を進行させると、状態パラメータの値は減少する。言い換えると、液体10及び粉体11の分散が進行していない状態では状態パラメータの値は比較的大きく、液体10及び粉体11の分散が進行した状態では状態パラメータの値は比較的小さい。また、粉体11が液体10中において十分に分散した状態では、状態パラメータの値は、粉体11が液体10に含まれていない状態における液体10の状態パラメータの値と近い値となる。 The state parameter varies according to the state of dispersion of the powder 11 in the liquid 10. When the stirring unit 5 stirs the liquid 10 and the powder 11 to advance the dispersion of the liquid 10 and the powder 11, the value of the state parameter decreases. In other words, when the dispersion of the liquid 10 and the powder 11 is not progressing, the value of the state parameter is relatively large, and when the dispersion of the liquid 10 and the powder 11 is progressing, the value of the state parameter is relatively small. Furthermore, when the powder 11 is sufficiently dispersed in the liquid 10, the value of the state parameter becomes close to the value of the state parameter of the liquid 10 when the powder 11 is not contained in the liquid 10.

駆動パラメータとして負荷電流値及び/又はトルク値を用いる場合においても、液体10及び粉体11の分散が進行していない状態では値が比較的大きく、液体10及び粉体11の分散が進行した状態では値が比較的小さい。駆動パラメータとして負荷電流値及び/又はトルク値を用いる場合、撹拌部5が液体10中にある状態における値が、撹拌部5が液体10の外にある状態における値よりも大きい。すなわち、高さ方向について液体10の液面より下に撹拌部5が位置する状態における駆動パラメータの値は、高さ方向について液体10の液面より上に撹拌部5が位置する状態における駆動パラメータの値よりも大きい。 Even when the load current value and/or torque value are used as the drive parameters, the value is relatively large when the dispersion of the liquid 10 and the powder 11 is not progressing, and the value is relatively small when the dispersion of the liquid 10 and the powder 11 is progressing. When the load current value and/or torque value are used as the drive parameters, the value when the agitator 5 is in the liquid 10 is larger than the value when the agitator 5 is outside the liquid 10. In other words, the value of the drive parameter when the agitator 5 is located below the liquid surface of the liquid 10 in the height direction is larger than the value of the drive parameter when the agitator 5 is located above the liquid surface of the liquid 10 in the height direction.

本実施形態の撹拌装置1では、ユーザーインターフェース15が設けられてもよい。ユーザーインターフェース15は、操作部材を備える。操作部材では、撹拌装置1の操作に関連する指令が、作業者等によって入力される。操作部材としては、ボタン、ダイヤル及びタッチパネル等が挙げられる。また、ユーザーインターフェース15は、作業者等に情報を告知する告知部を備えていてもよい。告知部は、画面表示、音の発信及びライトの点灯等によって、告知する。告知部では、例えば、作業者によって認識されることが必要な情報、及び、作業者への警告情報等が、告知される。 In the stirring device 1 of this embodiment, a user interface 15 may be provided. The user interface 15 includes an operating member. In the operating member, commands related to the operation of the stirring device 1 are input by an operator or the like. Examples of the operating member include a button, a dial, and a touch panel. The user interface 15 may also include a notification unit that notifies the operator or the like of information. The notification unit notifies by displaying a screen, emitting a sound, turning on a light, etc. The notification unit notifies, for example, information that needs to be recognized by the operator, and warning information for the operator, etc.

図3は、撹拌における負荷電流値の経時的な変化の一例を示す概略図である。図3では、横軸は液体10の貯留部2への供給からの経過時間を示し、縦軸は負荷電流値を示す。また、曲線αは、負荷電流値の経時的な変化を示す。図3の一例では、時間t0において、液体10が液体供給部3を通じて、貯留部2に供給され始める。時間t1において貯留部2への液体10の供給が完了すると、撹拌部5が液体10の中で回転し始める。そして、時間t2において、粉体11が粉体供給部4を通じて、貯留部2に供給され始める。すなわち、時間t1から時間t2までの間では、液体10が貯留部2に貯留されており、かつ、粉体11が貯留部2に供給されていない。この時間t1から時間t2までの間における貯留部2の貯留状態を基準状態と規定する。すなわち、液体10の供給が完了してから液体10に粉体11を投入するまでの貯留部2の貯留状態を、基準状態と規定する。また、基準状態における撹拌部5の高さ方向についての位置を初期位置と規定する。 Figure 3 is a schematic diagram showing an example of the change over time of the load current value during stirring. In Figure 3, the horizontal axis indicates the elapsed time from the supply of liquid 10 to the storage section 2, and the vertical axis indicates the load current value. Also, curve α indicates the change over time of the load current value. In the example of Figure 3, at time t0, liquid 10 begins to be supplied to the storage section 2 through the liquid supply section 3. When the supply of liquid 10 to the storage section 2 is completed at time t1, the stirring section 5 begins to rotate in the liquid 10. Then, at time t2, powder 11 begins to be supplied to the storage section 2 through the powder supply section 4. That is, between time t1 and time t2, liquid 10 is stored in the storage section 2, and powder 11 is not supplied to the storage section 2. The storage state of the storage section 2 between time t1 and time t2 is defined as the reference state. That is, the storage state of the storage unit 2 from when the supply of the liquid 10 is completed until the powder 11 is added to the liquid 10 is defined as the reference state. In addition, the position of the stirring unit 5 in the height direction in the reference state is defined as the initial position.

基準状態において、検出部14が検出した状態パラメータの値(負荷電流値)をパラメータ基準値S0とする。パラメータ基準値S0は、粉体11が含まれていない液体10の状態パラメータの値である。パラメータ基準値S0は、基準状態における状態パラメータの1つの値であってもよく、基準状態における状態パラメータの複数の値から算出された値であってもよい。ある一例では、パラメータ基準値S0として、基準状態において取得された状態パラメータの複数の値を平均した値が用いられる。粉体11の液体10中における分散が十分に進行すると、状態パラメータの値は、粉体11が含まれない液体10の状態パラメータの値、すなわちパラメータ基準値S0に近い値となる。また、パラメータ基準値S0を含む基準範囲Sを規定する。基準範囲Sの下限値はS1であり、基準範囲Sの上限値はS2である。S1及びS2は、液体10及び粉体11の組み合わせ等により適宜設定される。ある一例では、S1及びS2は、作業者等により、ユーザーインターフェース15等を介してあらかじめ設定される。 In the reference state, the value of the state parameter (load current value) detected by the detection unit 14 is set as the parameter reference value S0. The parameter reference value S0 is the value of the state parameter of the liquid 10 that does not contain the powder 11. The parameter reference value S0 may be one value of the state parameter in the reference state, or may be a value calculated from multiple values of the state parameter in the reference state. In one example, the parameter reference value S0 is an average value of multiple values of the state parameter acquired in the reference state. When the dispersion of the powder 11 in the liquid 10 progresses sufficiently, the value of the state parameter becomes close to the value of the state parameter of the liquid 10 that does not contain the powder 11, that is, the parameter reference value S0. In addition, a reference range S including the parameter reference value S0 is specified. The lower limit of the reference range S is S1, and the upper limit of the reference range S is S2. S1 and S2 are appropriately set depending on the combination of the liquid 10 and the powder 11. In one example, S1 and S2 are set in advance by an operator or the like via a user interface 15 or the like.

時間t2において粉体11が供給され始めると、負荷電流値が上昇し始める。この状態では、貯留部2において、粉体11は、液体10の高さ方向について上側の部位により多く存在する。図3の一例では、時間t2を超えると、曲線αが単調増加する。時間t3又はその直近の時点において、負荷電流値が基準範囲Sの上限値S2を超えると、撹拌部5が、移動機構7により高さ方向の上側に上昇し始める。液体10中の粉体11の一部は、撹拌部5と一緒に液体10の高さ方向の上側に移動する。撹拌部5の上昇にともなって、撹拌部5の位置における粉体11の存在量が増えるため、負荷電流値が経時的に大きくなる。時間t3からある程度の時間が経過した時間t4では、液体10と粉体11との分散が進行するとともに、撹拌部5が液体10の液面に近づく。撹拌部5が液体10の液面近傍に位置すると、負荷電流値の変化率は小さくなる。すなわち、時間t3から時間t4の間では、曲線αの傾きが、時間の進行とともに徐々に小さくなる。そして、時間t4において、負荷電流値の経時的な変化が、増加から減少へ切り替わる。言い換えれば、図3では、曲線αの傾きが、時間t3から時間t4の間では正であり、時間t4において0となり、時間t4を超えると負になる。 When the powder 11 starts to be supplied at time t2, the load current value starts to rise. In this state, in the storage section 2, the powder 11 is present in a greater amount in the upper portion in the height direction of the liquid 10. In the example of FIG. 3, the curve α increases monotonically after time t2. When the load current value exceeds the upper limit value S2 of the reference range S at or just before time t3, the stirring section 5 starts to rise upward in the height direction by the moving mechanism 7. A part of the powder 11 in the liquid 10 moves upward in the height direction of the liquid 10 together with the stirring section 5. As the stirring section 5 rises, the amount of powder 11 present at the position of the stirring section 5 increases, so the load current value increases over time. At time t4, a certain amount of time has passed since time t3, the dispersion of the liquid 10 and the powder 11 progresses and the stirring section 5 approaches the liquid surface of the liquid 10. When the stirring section 5 is located near the liquid surface of the liquid 10, the rate of change of the load current value becomes smaller. That is, between time t3 and time t4, the slope of curve α gradually decreases as time progresses. Then, at time t4, the change in the load current value over time switches from increasing to decreasing. In other words, in FIG. 3, the slope of curve α is positive between time t3 and time t4, becomes 0 at time t4, and becomes negative beyond time t4.

時間t4又はその直近の時点において、撹拌部5の高さ方向についての移動が、上昇から下降へと切り替わる。すなわち、撹拌部5が、移動機構7により高さ方向の下側に下降し始める。また、時間t4又はその直近の時点における撹拌部5の高さ方向についての位置が、撹拌部5の上限位置である。液体10中の粉体11の一部は、撹拌部5と一緒に液体10の高さ方向の下側に移動する。撹拌部5の下降にともなって、液体10と粉体11との分散が進行するため、負荷電流値が経時的に小さくなる。図3の一例では、時間t4を超えると、曲線αが単調減少する。時間t5又はその直近の時点において、負荷電流値が基準範囲Sの上限値S2を下回ると、撹拌部5の高さ方向についての移動が、移動機構7により停止される。時間t5又はその直近の時点における撹拌部5の高さ方向についての位置が、撹拌部5の停止位置である。ある一例では、撹拌部5の停止位置は、上限位置に対して高さ方向の下側に位置するとともに、初期位置に対して高さ方向の上側に位置する。すなわち、撹拌部5の停止位置は、高さ方向について、上限位置と初期位置との間に位置する。 At time t4 or the time immediately before, the movement of the stirring unit 5 in the height direction switches from rising to falling. That is, the stirring unit 5 starts to descend downward in the height direction by the moving mechanism 7. The position of the stirring unit 5 in the height direction at time t4 or the time immediately before is the upper limit position of the stirring unit 5. A part of the powder 11 in the liquid 10 moves downward in the height direction of the liquid 10 together with the stirring unit 5. As the stirring unit 5 descends, the dispersion of the liquid 10 and the powder 11 progresses, so that the load current value decreases over time. In the example of FIG. 3, the curve α decreases monotonically after time t4. At time t5 or the time immediately before, when the load current value falls below the upper limit value S2 of the reference range S, the movement of the stirring unit 5 in the height direction is stopped by the moving mechanism 7. The position of the stirring unit 5 in the height direction at time t5 or the time immediately before is the stop position of the stirring unit 5. In one example, the stop position of the stirring unit 5 is located lower in the height direction than the upper limit position and higher in the height direction than the initial position. In other words, the stop position of the stirring unit 5 is located between the upper limit position and the initial position in the height direction.

時間t5を超えると、撹拌部5は、高さ方向について停止位置に停止した状態であるとともに、停止位置において回転し続ける。停止位置において撹拌部5が回転し続けると、負荷電流値が経時的に大きくなる。これは、粉体11が液体10中で分散される過程において、一時的に粉体11が液体10中に偏って存在するためである。図3の一例では、時間t5を超えると、曲線αが単調増加する。時間t5からある程度の時間が経過した時間t6では、液体10と粉体11との分散が十分に進行する。これにより、負荷電流値の変化率は小さくなる。すなわち、時間t5から時間t6の間では、曲線αの傾きが、時間の進行とともに徐々に小さくなる。そして、時間t6又はその直近の時点において、負荷電流値の経時的な変化が、増加から減少へ切り替わる。言い換えれば、図3では、曲線αの傾きが、時間t5から時間t6の間では正であり、時間t6又はその直近の時点において0となり、時間t6を超えると負になる。そして、負荷電流値の経時的な変化が増加から減少へ切り替わった直後の時間t7において、撹拌部5の回転が、駆動部6により停止される。以上のようにして、図3の一例では、撹拌装置1により、粉体11が液体10中に分散される。 After time t5, the stirring unit 5 is stopped at the stop position in the height direction and continues to rotate at the stop position. If the stirring unit 5 continues to rotate at the stop position, the load current value increases over time. This is because the powder 11 is temporarily biased in the liquid 10 during the process of dispersing the powder 11 in the liquid 10. In the example of FIG. 3, the curve α increases monotonically after time t5. At time t6, a certain amount of time has passed since time t5, the dispersion of the liquid 10 and the powder 11 progresses sufficiently. This reduces the rate of change of the load current value. That is, between time t5 and time t6, the slope of the curve α gradually decreases as time progresses. Then, at or just before time t6, the change in the load current value over time switches from an increase to a decrease. In other words, in FIG. 3, the slope of the curve α is positive between time t5 and time t6, becomes 0 at or just before time t6, and becomes negative after time t6. Then, at time t7 immediately after the change over time in the load current value switches from increasing to decreasing, the rotation of the agitator 5 is stopped by the driver 6. In this manner, in the example shown in FIG. 3, the powder 11 is dispersed in the liquid 10 by the agitator 1.

図4は、液体10に粉体11を投入する前において制御部13によって実行される処理の一例を示す。また、図5は、液体10に粉体11を投入した時点以後において、制御部13によって実行される処理の一例を示す。図4及び図5の処理は、撹拌装置1において撹拌作業がされるたびに、制御部13によって実行される。したがって、図4及び図5の処理は、撹拌装置1の1回の撹拌において実行される処理を示す。なお、以下の説明では、時間の変数として時間tを規定する。そして、時間tにおける負荷電流値I(t)を規定する。また、撹拌装置1では、検出部14によって定期的に負荷電流値I(t)が検出される。制御部13は、負荷電流値I(t)を定期的に取得する。負荷電流値I(t)を検出する時間間隔は、0.1秒以上1秒以下であることが好ましい。 Figure 4 shows an example of a process executed by the control unit 13 before the powder 11 is added to the liquid 10. Figure 5 shows an example of a process executed by the control unit 13 after the powder 11 is added to the liquid 10. The processes in Figures 4 and 5 are executed by the control unit 13 every time a stirring operation is performed in the stirring device 1. Therefore, the processes in Figures 4 and 5 show the processes executed in one stirring operation of the stirring device 1. In the following description, time t is defined as a time variable. Then, the load current value I(t) at time t is defined. In the stirring device 1, the load current value I(t) is periodically detected by the detection unit 14. The control unit 13 periodically acquires the load current value I(t). It is preferable that the time interval for detecting the load current value I(t) is 0.1 seconds or more and 1 second or less.

撹拌装置1では、液体10が、液体供給部3を通じて貯留部2に供給される。この段階では、液体10が貯留部2に貯留されており、粉体11が貯留部2に供給されていない。撹拌部5は、高さ方向について貯留部2の下側の部位、すなわち前述の初期位置に位置し、液体10の液面は、高さ方向について撹拌部5よりも上側に位置する。図4に示すように、制御部13は、駆動部6の駆動を制御し、撹拌部5を回転させる(S101)。制御部13は、撹拌装置1における液体10と粉体11との分散が完了するまで、撹拌部5の回転を停止させない。すなわち、撹拌部5は、液体10と粉体11との分散が完了するまで、回転し続ける。撹拌部5が回転している状態において、検出部14は状態パラメータを検出し、制御部13は状態パラメータを取得する(S102)。S102では、状態パラメータを、1回のみ取得してもよく、複数回取得してもよい。本実施形態では、制御部13は、状態パラメータとして、前述した駆動部6の負荷電流値I(t)を取得する。制御部13は、S102で取得した状態パラメータに基づいて、負荷電流値I(t)に関して、パラメータ基準値S0として設定し、基準範囲Sを設定する(S103)。 In the stirring device 1, the liquid 10 is supplied to the storage section 2 through the liquid supply section 3. At this stage, the liquid 10 is stored in the storage section 2, and the powder 11 is not supplied to the storage section 2. The stirring section 5 is located at the lower part of the storage section 2 in the height direction, i.e., the initial position described above, and the liquid level of the liquid 10 is located above the stirring section 5 in the height direction. As shown in FIG. 4, the control section 13 controls the driving of the drive section 6 to rotate the stirring section 5 (S101). The control section 13 does not stop the rotation of the stirring section 5 until the dispersion of the liquid 10 and the powder 11 in the stirring device 1 is completed. That is, the stirring section 5 continues to rotate until the dispersion of the liquid 10 and the powder 11 is completed. When the stirring section 5 is rotating, the detection section 14 detects the state parameter, and the control section 13 acquires the state parameter (S102). In S102, the state parameter may be acquired only once, or may be acquired multiple times. In this embodiment, the control unit 13 acquires the load current value I(t) of the drive unit 6 described above as a state parameter. Based on the state parameter acquired in S102, the control unit 13 sets the parameter reference value S0 for the load current value I(t) and sets the reference range S (S103).

粉体11が粉体供給部4を通じて貯留部2に供給されると、状態パラメータが変動する。図5に示すように、制御部13は、状態パラメータと基準範囲Sの上限値S2とを比較する(S201)。本実施形態では状態パラメータとして負荷電流値I(t)を用いるため、制御部13は、負荷電流値I(t)と基準範囲Sの上限値S2とを比較する。負荷電流値I(t)が上限値S2以下の場合(S201-No)、処理はS201に戻り、S201以降の処理が順次行われる。負荷電流値I(t)が上限値S2より大きい場合(S201-Yes)、制御部13は、移動機構7を制御し、撹拌部5を初期位置から高さ方向についての上側に移動させる(S202)。すなわち、制御部13は、移動機構7を制御し、接続部12及び撹拌部5を一緒に高さ方向の上側に移動させる。撹拌部5の高さ方向の上側への移動速度(上昇速度)は、負荷電流値I(t)の変動を検出可能な速度であれば、特に限定されるものではない。上昇速度は、例えば、10cm/sであってもよく、0cm/sより大きく10cm/s未満であってもよい。 When the powder 11 is supplied to the storage section 2 through the powder supply section 4, the state parameter fluctuates. As shown in FIG. 5, the control section 13 compares the state parameter with the upper limit value S2 of the reference range S (S201). In this embodiment, the load current value I(t) is used as the state parameter, so the control section 13 compares the load current value I(t) with the upper limit value S2 of the reference range S. If the load current value I(t) is equal to or less than the upper limit value S2 (S201-No), the process returns to S201, and the processes from S201 onwards are performed sequentially. If the load current value I(t) is greater than the upper limit value S2 (S201-Yes), the control section 13 controls the moving mechanism 7 to move the stirring section 5 upward in the height direction from the initial position (S202). That is, the control section 13 controls the moving mechanism 7 to move the connection section 12 and the stirring section 5 together upward in the height direction. The speed of movement (ascent speed) of the stirring unit 5 upward in the height direction is not particularly limited as long as it is a speed at which fluctuations in the load current value I(t) can be detected. The ascent speed may be, for example, 10 cm/s, or may be greater than 0 cm/s and less than 10 cm/s.

撹拌部5が高さ方向の上側に移動すると、状態パラメータが変動する。制御部13は、負荷電流値I(t)が経時的に低下しているか否かを判定する(S203)。ある一例では、リアルタイムの負荷電流値I(t)と前回の検出時における負荷電流値I(t-1)とを比較することにより、制御部13は、負荷電流値I(t)が低下しているか否かを判定する。別のある一例では、リアルタイムの負荷電流値I(t)を時間微分した値dI(t)/dtに基づいて、制御部13は、負荷電流値I(t)が低下しているか否かを判定する。負荷電流値I(t)が低下していない場合(S203-No)、処理はS202に戻り、S202以降の処理が順次行われる。負荷電流値I(t)が低下している場合(S203-Yes)、制御部13は、移動機構7を制御し、撹拌部5を高さ方向の下側に移動させる(S204)。すなわち、制御部13は、移動機構7を制御し、接続部12及び撹拌部5を一緒に高さ方向の下側に移動させる。このように、負荷電流値I(t)が低下し始める撹拌部5の高さ方向の位置が、撹拌部5の上限位置である。制御部13は、高さ方向について上限位置を超えない範囲で、撹拌部5の位置を制御する。撹拌部5の高さ方向の下側への移動速度(下降速度)は、撹拌部5の上昇速度と同一であってもよく、上昇速度とは異なる速度であってもよい。本実施形態では、撹拌部5の下降速度は、上昇速度と同一であるか又はほとんど同一である。 When the stirring unit 5 moves upward in the height direction, the state parameter changes. The control unit 13 determines whether the load current value I(t) has decreased over time (S203). In one example, the control unit 13 determines whether the load current value I(t) has decreased by comparing the real-time load current value I(t) with the load current value I(t-1) at the time of the previous detection. In another example, the control unit 13 determines whether the load current value I(t) has decreased based on the value dI(t)/dt obtained by time-differentiating the real-time load current value I(t). If the load current value I(t) has not decreased (S203-No), the process returns to S202, and the processes from S202 onwards are performed sequentially. If the load current value I(t) has decreased (S203-Yes), the control unit 13 controls the moving mechanism 7 to move the stirring unit 5 downward in the height direction (S204). That is, the control unit 13 controls the movement mechanism 7 to move the connection unit 12 and the stirring unit 5 together downward in the height direction. In this way, the height position of the stirring unit 5 where the load current value I(t) starts to decrease is the upper limit position of the stirring unit 5. The control unit 13 controls the position of the stirring unit 5 within a range that does not exceed the upper limit position in the height direction. The speed at which the stirring unit 5 moves downward in the height direction (descending speed) may be the same as the ascending speed of the stirring unit 5, or may be a speed different from the ascending speed. In this embodiment, the descending speed of the stirring unit 5 is the same as or almost the same as the ascending speed.

撹拌部5が上限位置から高さ方向の下側に移動すると、状態パラメータが変動する。制御部13は、負荷電流値I(t)と基準範囲Sの上限値S2とを比較する(S205)。負荷電流値I(t)が上限値S2以上の場合(S205-No)、処理はS204に戻り、S204以降の処理が順次行われる。負荷電流値I(t)が上限値S2より小さい場合(S205-Yes)、制御部13は、移動機構7を制御し、高さ方向の下側への撹拌部5の移動を停止させる(S206)。このように、負荷電流値I(t)が基準範囲Sの上限値S2より小さくなる撹拌部5の高さ方向の位置が、撹拌部5の停止位置である。 When the stirring unit 5 moves downward in the height direction from the upper limit position, the state parameter changes. The control unit 13 compares the load current value I(t) with the upper limit value S2 of the reference range S (S205). If the load current value I(t) is equal to or greater than the upper limit value S2 (S205-No), the process returns to S204, and the processes from S204 onwards are carried out sequentially. If the load current value I(t) is smaller than the upper limit value S2 (S205-Yes), the control unit 13 controls the movement mechanism 7 to stop the movement of the stirring unit 5 downward in the height direction (S206). In this way, the position in the height direction of the stirring unit 5 where the load current value I(t) is smaller than the upper limit value S2 of the reference range S is the stopping position of the stirring unit 5.

撹拌部5が停止位置に留められた状態において、制御部13は、駆動部6の駆動を制御し、撹拌部5の回転を維持する(S207)。これにより液体10と粉体11との分散が進行し、状態パラメータが変動する。制御部13は、負荷電流値I(t)が経時的に低下しているか否かを判定する(S208)。S208では、S203の場合と同様にして制御部13は、負荷電流値I(t)が低下しているか否かを判定する。負荷電流値I(t)が低下していない場合(S208-No)、処理はS207に戻り、S207以降の処理が順次行われる。負荷電流値I(t)が低下している場合(S208-Yes)、制御部13は、駆動部6の駆動を制御し、撹拌部5の回転を停止させる(S209)。これにより、液体10と粉体11との分散が完了する。 With the stirring unit 5 held in the stopped position, the control unit 13 controls the driving of the drive unit 6 to maintain the rotation of the stirring unit 5 (S207). This allows the dispersion of the liquid 10 and the powder 11 to proceed, and the state parameter fluctuates. The control unit 13 determines whether the load current value I(t) has decreased over time (S208). In S208, the control unit 13 determines whether the load current value I(t) has decreased, in the same manner as in S203. If the load current value I(t) has not decreased (S208-No), the process returns to S207, and the processes from S207 onwards are carried out in sequence. If the load current value I(t) has decreased (S208-Yes), the control unit 13 controls the driving of the drive unit 6 to stop the rotation of the stirring unit 5 (S209). This completes the dispersion of the liquid 10 and the powder 11.

また、撹拌装置1では、前述した状態パラメータに基づく制御による全自動モードと、ユーザーインターフェース15を介して入力された指令に基づいて撹拌部5を高さ方向について移動させる時間設定モードと、を備えていてもよい。時間設定モードでは、制御部13は、ユーザーインターフェース15で入力された指令等に基づいて、撹拌部5及び移動機構7等が所定の動作を継続する時間を設定する。なお、全自動モードと時間設定モードとは、互いに切り替え可能である。 The stirring device 1 may also have a fully automatic mode controlled based on the state parameters described above, and a time setting mode in which the stirring unit 5 is moved in the height direction based on commands input via the user interface 15. In the time setting mode, the control unit 13 sets the time for which the stirring unit 5 and the moving mechanism 7, etc., continue to perform a predetermined operation based on commands input via the user interface 15. Note that the fully automatic mode and the time setting mode can be switched between each other.

ある一例では、制御部13は、撹拌部5が高さ方向のある位置で留められた状態で回転を継続する時間を設定する。この場合、制御部13は、撹拌部5が前述の上限位置で留められた状態で回転する時間を5分に設定し、撹拌部5が前述の停止位置で留められた状態で回転する時間を10分に設定してもよい。この例では、制御部13は、移動機構7を制御し、前述のようにして撹拌部5を前述の上限位置まで移動させた後に、上限位置で撹拌部5を5分間回転させる。5分経過後、制御部13は、移動機構7を制御し、前述のようにして撹拌部5を前述の停止位置まで移動させた後に、停止位置で撹拌部5を10分間回転させる。10分経過後、制御部13は、駆動部6の駆動を制御し、撹拌部5の回転を停止させる。なお、撹拌部5の上限位置での回転時間、及び、撹拌部5の停止位置での回転時間は特に制限されるものではなく、液体10及び粉体11の組み合わせ等に基づいて適宜設定される。 In one example, the control unit 13 sets the time for which the stirring unit 5 continues to rotate while stopped at a certain position in the height direction. In this case, the control unit 13 may set the time for which the stirring unit 5 rotates while stopped at the above-mentioned upper limit position to 5 minutes, and the time for which the stirring unit 5 rotates while stopped at the above-mentioned stop position to 10 minutes. In this example, the control unit 13 controls the movement mechanism 7 to move the stirring unit 5 to the above-mentioned upper limit position as described above, and then rotates the stirring unit 5 at the upper limit position for 5 minutes. After 5 minutes have passed, the control unit 13 controls the movement mechanism 7 to move the stirring unit 5 to the above-mentioned stop position as described above, and then rotates the stirring unit 5 at the stop position for 10 minutes. After 10 minutes have passed, the control unit 13 controls the drive of the drive unit 6 to stop the rotation of the stirring unit 5. Note that the rotation time of the stirring unit 5 at the upper limit position and the rotation time of the stirring unit 5 at the stop position are not particularly limited, and are set appropriately based on the combination of the liquid 10 and the powder 11, etc.

別のある一例では、制御部13は、撹拌部5が前述の上限位置と初期位置との間で、高さ方向について往復を繰り返す時間を設定する。この場合、制御部13は、撹拌部5が高さ方向について往復を繰り返す時間を15分に設定してもよい。この例では、制御部13は、移動機構7を制御し、前述のようにして撹拌部5を前述の上限位置まで移動させた直後に、撹拌部5が下側へ移動する状態に切替える。そして、撹拌部5を前述の初期位置まで移動させる。制御部13は、移動機構7を制御し、撹拌部5を前述の初期位置まで移動させた直後に、撹拌部5が上側へ移動する状態に切替える。そして、撹拌部5を再び前述の上限位置まで移動させる。制御部13は、移動機構7を制御し、撹拌部5を、高さ方向について前述のように15分間繰り返し移動させる。15分経過後、制御部13は、駆動部6の駆動を制御し、撹拌部5の回転を停止させる。撹拌部5の回転が停止する場合、撹拌部5は、高さ方向について初期位置又は初期位置とほとんど同じ位置で停止することが好ましい。なお、撹拌部5が高さ方向について往復を繰り返す時間は特に制限されるものではなく、液体10及び粉体11の組み合わせ等に基づいて適宜設定される。 In another example, the control unit 13 sets the time for the stirring unit 5 to repeatedly move back and forth in the height direction between the upper limit position and the initial position. In this case, the control unit 13 may set the time for the stirring unit 5 to repeatedly move back and forth in the height direction to 15 minutes. In this example, the control unit 13 controls the moving mechanism 7 to switch the stirring unit 5 to a state in which it moves downward immediately after moving the stirring unit 5 to the upper limit position as described above. Then, the stirring unit 5 is moved to the initial position as described above. The control unit 13 controls the moving mechanism 7 to switch the stirring unit 5 to a state in which it moves upward immediately after moving the stirring unit 5 to the initial position as described above. Then, the stirring unit 5 is moved again to the upper limit position as described above. The control unit 13 controls the moving mechanism 7 to repeatedly move the stirring unit 5 in the height direction for 15 minutes as described above. After 15 minutes have passed, the control unit 13 controls the driving of the drive unit 6 to stop the rotation of the stirring unit 5. When the rotation of the stirring unit 5 stops, it is preferable that the stirring unit 5 stops at the initial position or at a position almost the same as the initial position in the height direction. The time for which the stirring unit 5 repeats reciprocating movements in the height direction is not particularly limited, and is set appropriately based on the combination of the liquid 10 and the powder 11, etc.

本実施形態では、制御部13は、液体中の粉体の状態を示す状態パラメータに基づいて、撹拌部5を高さ方向について移動させる。これにより、貯留部2に供給された液体10及び粉体11が強制的に撹拌され、液体10中に粉体11が分散する。そのため、液体10及び粉体11の親和性が互いに対して低い場合であっても、実施形態に係る撹拌装置1は、短い時間で液体中に粉体を分散させることができる。また、短い時間で液体中に粉体を分散させることができるため、実施形態に係る撹拌装置1を使用することにより、分散が難しい粉体(材料)を液体に分散させたものの生産量を増加できる。そして、生産量が増加することにより、設備投資の削減に寄与し得る。 In this embodiment, the control unit 13 moves the stirring unit 5 in the height direction based on a state parameter indicating the state of the powder in the liquid. This forcefully stirs the liquid 10 and powder 11 supplied to the storage unit 2, dispersing the powder 11 in the liquid 10. Therefore, even if the affinity between the liquid 10 and the powder 11 is low, the stirring device 1 according to the embodiment can disperse the powder in the liquid in a short time. In addition, since the stirring device 1 according to the embodiment can disperse the powder in the liquid in a short time, the production volume of the powder (material) that is difficult to disperse dispersed in the liquid can be increased by using the stirring device 1 according to the embodiment. Furthermore, the increased production volume can contribute to reducing capital investment.

本実施形態では、制御部13は、駆動パラメータの変化に応じて、撹拌部5を高さ方向について移動させる。これにより、制御部13は、貯留部2に供給された液体10及び粉体11の分散の状態に応じて、撹拌部5を高さ方向について移動させることができる。そのため、液体10及び粉体11の親和性が互いに対して低い場合であっても、撹拌装置1は、より短い時間で液体中に粉体を分散させることができる。 In this embodiment, the control unit 13 moves the stirring unit 5 in the height direction in response to changes in the drive parameters. This allows the control unit 13 to move the stirring unit 5 in the height direction in response to the dispersion state of the liquid 10 and powder 11 supplied to the storage unit 2. Therefore, even if the affinity between the liquid 10 and the powder 11 is low, the stirring device 1 can disperse the powder in the liquid in a shorter time.

本実施形態では、制御部13は、撹拌部5が高さ方向の初期位置に位置する状態において、駆動パラメータが基準範囲より大きくなったことに基づいて、撹拌部5を初期位置から高さ方向の上側に移動させる。制御部13は、撹拌部5が高さ方向の上側に初期位置から移動している状態において、駆動パラメータの経時的な変化が増加から減少へ切り替わったことに基づいて、撹拌部5を高さ方向の下側に移動させる。これにより、撹拌部5は、高さ方向について、貯留部2に貯留された液体10の液面を越えることがない。また、図1に示すように、高さ方向の上側(液面近傍)に存在する粉体11の一部が、前述のような撹拌部5の移動にともなって、高さ方向の下側(液体10中)に移動させられる。そのため、液体10及び粉体11の親和性が互いに対して低い場合であっても、撹拌装置1は、一層短い時間で液体中に粉体を分散させることができる。 In this embodiment, when the stirring unit 5 is located at the initial position in the height direction, the control unit 13 moves the stirring unit 5 from the initial position to the upper side in the height direction based on the fact that the driving parameter becomes larger than the reference range. When the stirring unit 5 is moved from the initial position to the upper side in the height direction, the control unit 13 moves the stirring unit 5 to the lower side in the height direction based on the fact that the change over time of the driving parameter switches from an increase to a decrease. As a result, the stirring unit 5 does not exceed the liquid level of the liquid 10 stored in the storage unit 2 in the height direction. Also, as shown in FIG. 1, a part of the powder 11 present on the upper side in the height direction (near the liquid level) is moved to the lower side in the height direction (in the liquid 10) with the movement of the stirring unit 5 as described above. Therefore, even if the affinity between the liquid 10 and the powder 11 is low, the stirring device 1 can disperse the powder in the liquid in a shorter time.

本実施形態では、制御部13は、撹拌部5が、高さ方向の下側に移動している状態において、駆動パラメータが基準範囲内になったことに基づいて、撹拌部5の高さ方向についての移動を停止させる。これにより、図1に示すように液体10中に存在する粉体11が、液体10に分散させられる。そのため、液体10及び粉体11の親和性が互いに対して低い場合であっても、撹拌装置1は、さらに短い時間で液体中に粉体を分散させることができる。 In this embodiment, the control unit 13 stops the movement of the stirring unit 5 in the height direction based on the fact that the drive parameters fall within a reference range while the stirring unit 5 is moving downward in the height direction. This causes the powder 11 present in the liquid 10 to be dispersed into the liquid 10 as shown in FIG. 1. Therefore, even if the affinity between the liquid 10 and the powder 11 is low, the stirring device 1 can disperse the powder into the liquid in an even shorter time.

本実施形態では、制御部13は、撹拌部5の高さ方向についての移動が停止している状態において、駆動パラメータの経時的な変化が増加から減少へ切り替わったことに基づいて、撹拌部5の回転を停止させる。これにより、液体10及び粉体11の分散が終了した直後又はほとんど直後に、撹拌装置1による撹拌を終了させることができる。そのため、撹拌装置1では不要な撹拌時間を削減することができ、効率よく液体中に粉体を分散させる作業を実施することができる。 In this embodiment, the control unit 13 stops the rotation of the agitator 5 based on the fact that the change over time in the drive parameter has switched from increasing to decreasing while the movement of the agitator 5 in the height direction has stopped. This allows the agitation by the agitator 1 to end immediately or almost immediately after the dispersion of the liquid 10 and powder 11 has been completed. Therefore, the agitator 1 can reduce unnecessary agitation time and can efficiently perform the task of dispersing the powder in the liquid.

本実施形態では、貯留部2の中央部に対して、第1の水平方向及び第2の水平方向の少なくとも一方に撹拌部5が偏心していてもよい。これにより、貯留部2に貯留された液体10及び粉体11の撹拌がさらに効率よく進むため、さらに一層短い時間で液体中に粉体を分散させることができる。 In this embodiment, the stirring section 5 may be eccentric in at least one of the first and second horizontal directions with respect to the center of the storage section 2. This allows the liquid 10 and powder 11 stored in the storage section 2 to be stirred more efficiently, so that the powder can be dispersed in the liquid in an even shorter time.

(変形例)
ある変形例では、前述のように負荷電流値I(t)が低下している場合(S208-Yes)、制御部13は、移動機構7を制御し、接続部12に接続された撹拌部5を初期位置まで、高さ方向の下側へ移動させてもよい。この場合、撹拌部5の回転は停止されない。すなわち、制御部13は、撹拌部5を回転させた状態で、撹拌部5を高さ方向の下側へ移動させるとともに、初期位置において高さ方向の下側への移動を停止する。制御部13は、駆動部6の駆動を制御し、初期位置において撹拌部5を一定時間回転させる。その後、制御部13は、駆動部6の駆動を制御し、撹拌部5の回転を停止させる。本変形例においても、撹拌装置1では前述と同様の制御が実行されるため、前述の実施形態等と同様の作用及び効果を奏する。
(Modification)
In a modified example, when the load current value I(t) is decreased as described above (S208-Yes), the control unit 13 may control the moving mechanism 7 to move the stirring unit 5 connected to the connection unit 12 downward in the height direction to the initial position. In this case, the rotation of the stirring unit 5 is not stopped. That is, the control unit 13 moves the stirring unit 5 downward in the height direction while rotating the stirring unit 5, and stops the downward movement in the height direction at the initial position. The control unit 13 controls the drive unit 6 to rotate the stirring unit 5 at the initial position for a certain period of time. Thereafter, the control unit 13 controls the drive unit 6 to stop the rotation of the stirring unit 5. In this modified example, the stirring device 1 executes the same control as described above, and therefore the same actions and effects as those of the above-mentioned embodiment and the like are achieved.

ある変形例では、撹拌装置1に、真空装置と接続可能な接続口が設けられていてもよい。接続口は、貯留部2の高さ方向について上側の部位に形成される。真空装置(チャンバー)が接続口に接続されることにより、液体10と粉体11との分散が完了した後に、脱泡することができる。すなわち、液体10及び粉体11を別の装置(容器)に移し替えることなく、脱泡できる。また、本変形例においても、撹拌装置1では前述と同様の制御が実行されるため、前述の実施形態等と同様の作用及び効果を奏する。 In one modified example, the agitator 1 may be provided with a connection port that can be connected to a vacuum device. The connection port is formed in an upper portion in the height direction of the storage section 2. By connecting a vacuum device (chamber) to the connection port, the liquid 10 and the powder 11 can be degassed after dispersion is completed. In other words, the liquid 10 and the powder 11 can be degassed without transferring them to another device (container). In addition, in this modified example, the agitator 1 executes the same control as described above, and therefore the same actions and effects as those of the above-mentioned embodiment are achieved.

前述の実施形態等では、制御部13は、検出部14により検出した状態パラメータに基づいて、駆動部6の駆動を制御し、撹拌部5を高さ方向について移動させたが、これに限るものではない。ある変形例では、撹拌装置1に、カメラ等の撮影装置が設けられる。制御部13は、撮影装置によって撮影された画像及び/又は動画に基づいて、前述の状態パラメータを取得する。そして、制御部13は、状態パラメータに基づいて、駆動部6の駆動及び移動機構7を制御し、撹拌部5を回転させるとともに、撹拌部5(接続部12)を高さ方向について移動させる。この場合、カメラの撮影画像等における粉体11の位置情報等が、状態パラメータとなる。そして、撮影画像等では、輝度及び色等のいずれかに基づいて、粉体11の位置情報を特定する。本変形例においても、撹拌装置1では前述と同様の制御が実行されるため、前述の実施形態等と同様の作用及び効果を奏する。 In the above-mentioned embodiment, the control unit 13 controls the driving of the driving unit 6 based on the state parameters detected by the detection unit 14, and moves the stirring unit 5 in the height direction, but this is not limited to the above. In a modified example, the stirring device 1 is provided with a photographing device such as a camera. The control unit 13 acquires the above-mentioned state parameters based on the images and/or videos captured by the photographing device. Then, the control unit 13 controls the driving and moving mechanism 7 of the driving unit 6 based on the state parameters, rotates the stirring unit 5, and moves the stirring unit 5 (connection unit 12) in the height direction. In this case, the position information of the powder 11 in the captured image of the camera becomes the state parameter. Then, the position information of the powder 11 is specified based on either the brightness or the color in the captured image. In this modified example, the stirring device 1 executes the same control as described above, and therefore the same action and effect as the above-mentioned embodiment are achieved.

これらの少なくとも一つの実施形態では、撹拌装置は、貯留部と、撹拌部と、駆動部と、制御部と、を備える。貯留部は、液体を貯留する。撹拌部は、貯留部の高さ方向について移動可能であるとともに液体中に粉体を分散させる。駆動部は、撹拌部が接続されるとともに、撹拌部を回転駆動により回転させる。制御部は、液体における粉体の分散状態に基づいて、撹拌部を高さ方向について移動させる。これにより、効率的に粉体を液体に分散することができる。 In at least one of these embodiments, the stirring device includes a storage unit, a stirring unit, a drive unit, and a control unit. The storage unit stores the liquid. The stirring unit is movable in the height direction of the storage unit and disperses powder into the liquid. The drive unit is connected to the stirring unit and rotates the stirring unit by rotary drive. The control unit moves the stirring unit in the height direction based on the dispersion state of the powder in the liquid. This allows the powder to be efficiently dispersed in the liquid.

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be embodied in various other forms, and various omissions, substitutions, and modifications can be made without departing from the gist of the invention. These embodiments and their modifications are included in the scope and gist of the invention, and are included in the scope of the invention and its equivalents described in the claims.

1…撹拌装置、2…貯留部、5…撹拌部、6…駆動部、10…液体、11…粉体、13…制御部。
Reference Signs List 1: Stirring device, 2: Storage section, 5: Stirring section, 6: Drive section, 10: Liquid, 11: Powder, 13: Control section.

Claims (7)

液体を貯留する貯留部と、
前記貯留部の高さ方向について移動可能であるとともに、前記貯留部に貯留された前記液体中に粉体を分散させる撹拌部と、
前記撹拌部を駆動する駆動部と、
前記液体中の前記粉体の分散状態に基づいて前記撹拌部の前記高さ方向についての位置を制御する制御部と、
を備える、撹拌装置。
A storage section for storing liquid;
an agitator that is movable in a height direction of the storage unit and disperses powder in the liquid stored in the storage unit;
A drive unit that drives the stirring unit;
a control unit that controls a position of the stirring unit in the height direction based on a dispersion state of the powder in the liquid;
A stirring device comprising:
前記制御部は、前記分散状態を示すパラメータとして、前記駆動部の駆動に関する駆動パラメータを取得し、
前記制御部は、前記駆動パラメータの変化に応じて、前記撹拌部の前記高さ方向についての位置を制御する、
請求項1に記載の撹拌装置。
the control unit acquires a drive parameter related to the drive of the drive unit as a parameter indicating the dispersion state;
The control unit controls a position of the stirring unit in the height direction in response to a change in the driving parameter.
The stirring device according to claim 1 .
前記制御部は、
前記撹拌部が前記高さ方向の初期位置に位置する状態において、前記駆動パラメータが基準範囲より大きくなったことに基づいて、前記撹拌部を前記初期位置から前記高さ方向の上側に移動させ、
前記撹拌部が前記高さ方向の前記上側に前記初期位置から移動している状態において、増加から減少へ前記駆動パラメータの経時的な変化が切り替わったことに基づいて、前記撹拌部を前記高さ方向の下側に移動させ、
前記撹拌部が前記高さ方向の前記下側に移動している状態において、前記駆動パラメータが前記基準範囲内になったことに基づいて、前記撹拌部の前記高さ方向についての移動を停止させる、
請求項2に記載の撹拌装置。
The control unit is
When the driving parameter becomes larger than a reference range in a state where the stirring unit is located at an initial position in the height direction, the stirring unit is moved from the initial position to an upper side in the height direction;
In a state in which the stirring unit has moved from the initial position to the upper side in the height direction, the stirring unit is moved to the lower side in the height direction based on a change over time in the drive parameter that has switched from an increase to a decrease;
stopping the movement of the stirring unit in the height direction based on the fact that the drive parameter falls within the reference range in a state in which the stirring unit is moving downward in the height direction;
The stirring device according to claim 2.
前記制御部は、前記撹拌部の前記高さ方向についての移動が停止している状態において、増加から減少へ前記駆動パラメータの経時的な変化が切り替わったことに基づいて、前記撹拌部の回転を停止させる、
請求項3に記載の撹拌装置。
the control unit stops the rotation of the stirring unit based on a change over time in the drive parameter switching from an increase to a decrease in a state in which the movement of the stirring unit in the height direction is stopped.
The stirring device according to claim 3.
前記駆動パラメータは、前記駆動部の負荷電流値又は前記駆動部のトルク値である、
請求項2~4のいずれか1項に記載の撹拌装置。
The driving parameter is a load current value of the driving unit or a torque value of the driving unit.
The stirring device according to any one of claims 2 to 4.
真空装置と接続可能な接続口をさらに備える、請求項1に記載の撹拌装置。 The stirring device according to claim 1, further comprising a connection port that can be connected to a vacuum device. 貯留部に液体を貯留することと、
撹拌部を前記貯留部に貯留された前記液体中で駆動することにより前記液体中に粉体を分散することと、
前記液体中の前記粉体の分散状態に基づいて、前記貯留部の高さ方向について前記撹拌部の位置を制御することと、
を含む、撹拌方法。
Storing a liquid in a storage portion;
dispersing powder in the liquid by driving an agitator in the liquid stored in the storage section;
Controlling a position of the agitator in a height direction of the storage unit based on a dispersion state of the powder in the liquid;
The stirring method comprising:
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