JPH03505837A - かきまぜ機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 かきまぜ機 狡止分団゛ 本発明は、その上部に容器内へ運動する媒体を導入するための取入口と、そして その底部に下降する媒体を容器から案内しそして排出するのに有効な複数の容器 からの回転し得る案内装置を備えた容器よりなる種類のかきまぜ機または類似の 渦巻発生機に関する。

λ策先丘肢歪 混合物、溶液、エマルション等の調製を意図したかきまぜ機は、例えばオースト リー特許明細書第２６５９９１号から公知である。これらの既知の装置は、例え ば飲料の製造、水の純化または種々の生物学的プロセスに使用される。この装置 は処理すべき液体を収容する卵形反応容器を備える。容器の下部には容器の直下 から駆動される単葉もしくは多数葉ブレード装置が配置され、他方容器の上部に は二次的固体、液体または気体添加物質を容器中へ導入するための入口開口が配 置される。

そのような装置および他の類似装置の一つの問題は、互いに異なる方向に運動し 、そして所望の自然の渦巻の発生に逆作用する乱流を発生することであり、この 問題はやっとそして高エネルギー人力の代償のもとに解決することができる。し かしながらこれまで最適な解決法は提案されていない。

本発明の目的は、妨害が渦巻の中心へ向かって上方へ誘導されないように、どん な可能な乱流液体運動も回転し得る装置上方の区域に自然に発生した渦巻から隔 離することにより、とりわけ前記欠点を合理的に、省エネルギー的に、そしてそ れと共に環境的に友好的に排除することである。これはまた、液体塊のすべてが 回転運動を伴う結果になる。ここで渦巻とは、中心部に真空を発生し、それに伴 って下向きの吸引力を発生する流体の規則的運動のすべての態様を意味する。

本立■傅且叉 従って、本発明は容器の内部を区画する表面は双曲面の円錐形の回転対称形状を 有することと、取入口は案内装置へ向かって次第に増大する断面積を有すること と、そして案内装置は容器周縁へ向かって延び、そして直下から駆動される水平 な回転し得る底板へ取付けられた羽根または類似の案内装置の形を持っているこ とを主として特徴とする前記種類のかきまぜ機に関する。

本発明のかきまぜ機の他の特徴は、請求の範囲に述べられている。

口皿優皿車星Ｒ皿 今や本発明は添付図面を参照して詳細に記載される。

第１図は、本発明のかきまぜ機の側面図である。

第２図は、別のかきまぜ機の案内羽根の形状を図示する高度に概略的な平面図で ある。

第３図は、かきまぜ機の上部の詳細図である。

第４図は、卵形容器内に全体を収容した本発明のかきまぜ機を図示する。

第５図は、水の自由表面塊中に配置し、そして外側の放物面開放回転体と共同作 用するかきまぜ機を図示する。

好Ｉル埠１月引宿糺肌 第１図に示したかきまぜ機は、双曲面円錐形のそして回転対称形の容器１０を含 んでおり、その内側および外側を区画する表面は各自図示した形状を有している 。この容器の上部には取入口１０１が配置され、それを通って水、血液、気体等 の媒体が容器中へ導入される。取入口の断面積は下向き方向に次第に増大する。

容器１０の下部には水平の回転駆動されるプレート１１が配置され、このプレー トは下方から駆動される。このプレートはその上に配置された上方から到着する 運動する媒体を案内し、そして該媒体を容器から排出するのに有効な案内羽根ま たは類似の装置１２を有する。プレート１１．それによって支持される羽根１２ 、および容器１０は、プレート１１の中心へプレートの直下から取付けられたシ ャフト１３を駆動するモータによって一所に回転される。羽根の間にはぞれを通 って媒体が容器から強制的に射出される開口が配置される。

第１図の具体例の案内羽根は平坦であり、数は２枚であるやそれぞれの案内エレ メントの上部は容Ｈ１０の内表面と連続しており、そして羽根の端縁は前記表面 へ接続される。

第２図は、本発明に従、りて構成した別のかきまぜ機の案内羽根２２を高度に概 略的に図示する。これらの案内羽根は円弧形状であり、そしてこのかきまぜ機は 第１図の具体例の容器と同じ形状の容器を含んでいる。

このため、このかきまぜ機が作動する時、運動する媒体は取入口１０１を通って 吸引され、加速された速度で遠心作用する案内羽根１２へ向かって下方・＼吸引 され、そして案内羽根間の開口を通って水平に放出され、そして容器の外側を取 入口１０１へ向かって円形運動通路で上方へ流れるであろう。

容器および案内羽根の寸法、そして設置する羽根の枚数は、自然渦巻の発生の要 求に高度に依存する。自然渦巻の性質は以下のことを確保する。

−例えば肥料、分解スランジ、繊維状物質等が効果的に混合できること。

−例えば水の酸素化、渦巻スクラソバーの助けによる産業排水の浄化、および水 より高比重の粒子を渦巻中心に濃縮化する目的で液体中に気体を溶解するために 中心の吸引力が発生ずること。このような性質は油表面の油の回収、気体の精製 等に利用できる。

−媒体中の極めて均一なそして微細に分割された物質の分散物が得られること。

この性質はエマルション、懸濁液およびコロイド溶液の製造に、そして油燃焼プ ラントのバーナーにおいて微細に分割された油／水蒸気混合物の製造に利用でき る。

−収集吸引力と同一・一方向に媒体の外側層を回転する回転運動が発生すること 。この現象は前記回転による水の動的エネルギーも発電所のタービンへ放出され るという事実のため、水力発電所の効率を改善するために利用できる。

一工業的合成プロセスにおいて、例えば製薬分野において生物学的に汚染された 水の再生のため、高度に有意義な化学的２／物理的／生物学的合成および再生プ ロセスが渦巻の中心で生起すること。

以上から、本発明の思想は多くの異なる態様で通用できること、およびここで使 用する゛かきまぜ機”なる用語は多数の異なる使用および通用分野において効果 的に使用できる装置を規定しようとする集合的表現であることが理解されるであ ろう。また、使用される種々の部品および要素の寸法とかきまぜ機の作動パラメ ータは、かきまぜ機が使用される精密な分野に大いに依存することも理解される であろう。いくつかの寸法実例を以下に挙げる。

実施例１ 血液酸素化 最大直径５０〜２０　ｗＩｉ；高さ最大２０１１ｍ　；最大速度１０００〜５０ ００ｒｐｍ 実施例２ コロイド溶液の調製 最大直径５１１１ｎ〜１００ｍｍ；高さ最大１００ｍｍ；回転速度１０００〜２ ０００ｒｐｍ 実施例３ 魚養殖 最大直径５鵬〜１０００ｍｍ；高さ最大１０００ｍｍ；回転速度５００〜３００ ０ｒｐｍ 実施例４ 水の酸素化 ａ）温室栽培、最大直径５０〜２００ａｎ、高さ最大２００ｎｍ；回転速度１０ ００〜２０００ｒｐｍ ｂ）湖沼浄化、最大直径１〜１０ｍ、高さ最大１０ｍ：回転速度１０〜１１００ ０ｒｐ 本発明に従って構成したかきまぜ機／渦巻発生機によって以下の効果が得られる 。

一媒体の効果的かきまぜ；媒体の全体が大かれ少なかれ誘発された運動を伴うで あろう。

−例えばコロイド溶液、懸濁液およびエマルションの調製において、媒体中に存 在する物質は効果的な態様において微細に分散されるであろう。

一気体が少しのエネルギー人力において液体中に吸引される。

−かきまぜ機を比較的低い回転速度において作動するように構成することにより 、ある種の用途においては風力を利用できる。

−かきまぜ機は低コストで大量生産できる。

本発明の好ましい一興体例によれば、取入口１０１の外側は、かきまぜ機取入口 の最上部を図示する第３図に示すように鋭い工ンジの形成するように研磨される 。

以上から理解されるように、このかきまぜ機／渦巻発生機を使用する時は、媒体 、例えば液体は吸引によって容器中へ吸引され、そして容器の底から外側へ放出 され、そして再び容器の頂部の取入口を通って吸引されるであろう。このように して有勢な遠心力を利用しつつ媒体の高度な規則的運動である自然の渦巻が発生 する。このため渦巻の中心位置に対して上向きの乱流が事実上発生しないであろ う。そのような乱流はさもなければ渦巻の発生を阻害する。これは主として遠心 運動で作動する普通のかきまぜ機と対照的である。

このかきまぜ機の主流の吸引機能のため、容器内のすべての固体粒子は取入口を 通過する機会を与えられる。すなわち最も有効なかきまぜ／渦巻発生が比較的低 いエネルギー消費で得られる。

本発明のかきまぜ機は閉鎖容器内および開放表面水中の両方において使用するこ とができる。

第４図に示した本発明の特に有益な具体例によれば、かきまぜ機１０．１１は閉 鎖容器４２中に配置される。図示した容器は卯形であり、そしてかきまぜ機は容 器のとがった端部に配置される。この場合の目的は生物学的に汚染された水を再 生すること、および化学的、生化学的および生物学的合成を実施することでよい 。この場合、液体は例えば大気圧以下で酸素化される。

かきまぜ機を自由表面を有する水中で使用する時は、かきまぜ機は好ましくは放 物面回転体（第５図）と共に使用される。この回転体はその底に設けた開口を有 し、この開口の直径はかきまぜ機上部（取入口）を直径に相当し、そのため回転 体中へ僅かに突出する取入口は回転体へシールして嵌合するであろう。回転体は ブイの助けをかりて水中に懸吊し得る。この場合、かきまぜ機は放物面回転体内 のみに渦巻を発生し、そして液体を回転体の外側を上向きにそのまわりへ押出す 。この結果水を高度に効果的に酸素化する”′回転する水塊パが発生するであろ う。回転体は渦巻の深さを有意に増大し、そしてすべての酸素に冨む水は底へ向 かって流れて放出され、指向されるので、かきまぜ機は酸素欠乏湖沼または海底 区域を効果的に酸素化するであろう。

第５図において、破線５１は、一部は吸引力が発生する静止放物面回転体５２内 にある外部渦巻の発生を概略的に図示する。回転体の底はやはり静止しているそ の直下に圧力が発生する対向する開放底放物面体５３と合体する。

前述の態様で本発明のかきまぜ機を使用する時に得られる水の効果的酸素化は、 本発明のかきまぜ機によって発生する比較的狭し）、細かいそしてまがりくねっ た渦巻の結果であると考えられる。そのような渦巻は実施したテストにおいて、 短かい直線状の円錐形空気柱を発生する普通のタイプのかきまぜ機で得られる高 度にコンノククトな速く回転する氷塊とは反対に、細力中極めて細長いトラツパ ・ノド形の延長を持っていることが判明した。

第４図は、破線４１により閉鎖容器内の内部渦巻の発生を概略的に図示する。参 照数字４３はかきまぜ機１０．１１を駆動するためのモータを同定する。

補正書の翻訳文提出書 （特許法第１８４条の７第１項） 平成２年１月／日 １、　特許出願の表示 ＰＣＴ／ＳＥ８８１００６８４ ２、　発明の名称 かきまぜ機 ３、特許出願人 氏名　　　レフグレン、ステファン １９８９年５月１７日 ６、　添付書類の目録 （１）補正書の翻訳文 （補正の内容） 請求の範囲 １、その上部に運動する媒体のための取入口とそしてその底部に運動する媒体を 容器へ案内しそして容器から排出するのに有効な複数の回転し得る羽根または類 似の装置を有する容器を含んでいる種類のかきまぜ機であって、前記容器（１０ ）の内側区画表面は双曲面回転対称形状を有すること、 前記取入口（１０１）は案内羽根（１２）へ向かって次第に増大する断面積を有 すること、前記案内胴ｆｉｔ（１２）は容器（１０）の周縁へ向かって延び、そ して下方から駆動される水平回転底プレート上に取付けられていること、および 案内羽根は容器（１０）の内側区画表面へ接続され、そして容器（１０）と案内 羽根（１２）とは底プレート（１１）と−所に回転されることを特徴とするかき まぜ機。

２、前記容器の外側区画表面も双曲線回転対称形状を有する第１項のかきまぜ機 。

３、前記案内羽根は平坦である第１項または第２項のかきまぜ機。

４、前記案内羽根は円弧状である第１項または第２項のかきまぜ機。

国際調査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．その上部に運動する媒体のための取入口とそしてその底部に運動する媒体を 容器へ案内しそして容器から排出するのに有効な複数の回転し得る羽根または類 似の装置を有する容器を含んでいる種類のかきまぜ機であって、前記容器（１０ ）の内側区画表面は双曲面回転対称形状を有すること、前記取入口（１０１）は 案内羽根（１２）へ向かって次第に増大する断面積を有すること、前記案内羽根 （１２）は容器（１０）の周縁へ向かって延び、そして下方から駆動される水平 回転底プレート上に取付けられていること、および案内羽根は容器（１０）の内 側区画表面へ接続され、そして容器（１０）と案内羽根（１２）とは底プレート （１１）と一所に回転されることを特徴とするかきまぜ機。 ２．前記容器の外側区画表面は双曲面円錐形回転対称形状を有する第１項のかき まぜ機。 ３．前記案内羽根は平坦である第１項または第２項のかきまぜ機。 ４．前記案内羽根は円弧状である第１項または第２項のかきまぜ機。 ５．前記容器（１０）、案内羽根（１２）および底プレート（１１）の組合せは 、閉鎖された卵形外側容器（４２）内に該容器のとがった端部に近接して配置さ れ、そして前記底プレート（１１）を駆動するシャフトが卵形容器（４２）のと がった端部を貫通して下方へ延びている第１項のかきまぜ機。 ６．前記容器（１０）、案内羽根（１２）および底プレート（１１）の組合せは 、上部が開いた放物面回転体（５２）の外部に、前記かきまぜ機取入口を上向き に放物面回転体（５２）中へ挿入して前記回転体の下向きの底へ隣接する位置に 配置されている第１項のかきまぜ機。 ７．前記組合せを包囲する下向きの双曲面体が前記放物面回転体（５２）の下方 へそれと直接に接続して配置される第６項のかきまぜ機。