JPH07108153A - 攪拌装置 - Google Patents

攪拌装置

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JPH07108153A
JPH07108153A JP5254145A JP25414593A JPH07108153A JP H07108153 A JPH07108153 A JP H07108153A JP 5254145 A JP5254145 A JP 5254145A JP 25414593 A JP25414593 A JP 25414593A JP H07108153 A JPH07108153 A JP H07108153A
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stirring shaft
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孝義 川岡
Hiroaki Ogasawara
弘明 小笠原
Kenichiro Nakamura
謙一郎 中村
Takafumi Shimada
隆文 嶋田
Setsuo Omoto
節男 大本
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    • B01F27/11Stirrers characterised by the configuration of the stirrers
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  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 攪拌装置において、簡単な構成によって混合
性能と動力効率を高めるようにする。 【構成】 回転する攪拌軸4の両側に垂直平板翼5と第
一の傾斜平板翼6を対向するように取付け、第一の傾斜
平板翼6の下方において攪拌軸4に、第一の後退翼付き
垂直平板翼8を取付け、また垂直平板翼5の下方におい
て攪拌軸に第二の傾斜平板翼7と第二の後退翼付き垂直
平板翼9を取付けた。攪拌軸4の回転時、垂直平板翼5
と後退翼付き垂直平板翼8,9によって槽内の容器壁に
沿う被処理液の上昇流を発生させ、傾斜平板翼6,7に
よって被処理液に下降流を発生させて、混合性能が高め
られる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、混合、反応を含む種々
の攪拌操作、例えば異粘性溶液の液々系攪拌またはスラ
リー状物質の固液系攪拌等を目的として用いられる攪拌
装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の攪拌装置に設置されている攪拌翼
としては、粘度の低い流体の攪拌に対してはパドル翼、
タービン翼、プロペラ翼、多段パドル翼等が用いられ、
粘度の高い流体の攪拌に対してはヘリカルリボン翼、ス
クリュー翼等が用いられている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】攪拌槽内に充填した液
体に対し、粘度の異なる別の液体を前記攪拌槽内に供給
して、粘度の異なる2種以上の液体を均一に混合させる
操作、いわゆる異粘性混合を前記の従来の攪拌翼を用い
て行う場合には以下に示すような課題がある。
【0004】(1)低粘度用の攪拌翼(パドル翼、ター
ビン翼、プロペラ翼、多段パドル翼等)を使用する場合
は、攪拌槽内の被攪拌物の循環流が攪拌翼近傍部のみに
形成され、槽内全体にわたる循環流が形成されないため
混合性能が低く、かつ、攪拌動力が攪拌翼近傍部のみに
て消費されるので、動力効率も悪いという問題点があ
る。
【0005】(2)高粘度用の攪拌翼(ヘリカルリボン
翼、スクリュー翼等)を使用する場合は、高粘度液(数
百〜数千poise以上の液)に対しては、優れた混合
性能を発揮するが、比較的粘度の低い液(数百〜数千p
oise以下の液)に対しては、槽内全体の循環流が形
成されず、混合性能が低いという問題点がある。また、
この種の攪拌翼は形状が複雑であるために製作が困難で
コスト高となり、かつ、運転休止時の清掃も容易でない
という欠点を持っている。
【0006】本発明は、以上の問題点を解決し、広い粘
度範囲の流体の攪拌に適用することができる攪拌装置を
提供しようとするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の攪拌装置は、容
器内に上下方向に設置された回転する攪拌軸の一側に攪
拌軸の軸芯に対して平行に取付けられた垂直平板翼;前
記垂直平板翼の取付け高さ範囲内において前記攪拌軸の
他側に攪拌軸の軸芯に対して角度を有し、かつ、互いに
間隔をおいて取付けられて下降流を発生する複数板の第
一の傾斜平板翼;前記垂直平板翼の下方に位置し前記第
一の傾斜平板翼と同方位の前記攪拌軸上に攪拌軸の軸芯
に対して平行に取付けられた第一の後退翼付き垂直平板
翼;及び前記第一の後退翼付き垂直平板翼の取付け高さ
範囲内において前記垂直平板翼の下方に位置し垂直平板
翼と同方位の前記攪拌軸上に間隔をおいて攪拌軸の軸芯
と角度をなして取付けられて下降流を発生する単数又は
複数枚の第二の傾斜平板翼と攪拌軸の軸芯に対して平行
に取付けられた第二の後退翼付き垂直平板翼を備え;前
記垂直平板翼、前記第一及び第二の傾斜平板翼、ならび
に前記第一及び第二の後退翼付き垂直平板翼は前記容器
と接することないように配置されていることを特徴とす
る。
【0008】
【作用】本発明では、前記のように、垂直平板翼、第一
及び第二の傾斜平板翼、ならびに第一及び第二の後退翼
付き垂直平板翼を攪拌軸の軸芯に沿って上下方向に配置
しているために、攪拌軸の回転に伴って、 (1)垂直平板翼と第一及び第二の後退翼付き垂直平板
翼により攪拌槽内壁面付近で被処理物に上昇流を生じさ
せる。 (2)傾斜平板翼により攪拌槽内中心部付近で被処理物
に下降流を生じさせる。 (3)前記(1),(2)の作用により攪拌槽内全域に
わたる循環流を形成させる。 これによって、2種以上の流体を迅速、かつ、効率良く
混合させることができる。
【0009】
【実施例】本発明の一実施例を、図1ないし図6によっ
て説明する。図1に示すように、粘度の異なる2種以上
の液体が収容されている円筒型縦型の攪拌槽1内に上下
方向に配置された回転軸2を挿入し、軸継手3を介して
上下方向に攪拌槽1の中央部に設置された攪拌軸4が接
続されている。
【0010】攪拌軸4には、垂直平板翼5、第1及び第
2の傾斜平板翼6,7、第1及び第2の後退翼付き垂直
平板翼8,9がそれぞれ設置されている。前記垂直平板
翼5は、攪拌軸4の軸芯に対し平行に位置するように攪
拌軸4の一側に取付けられている。前記垂直平板翼5の
取付け高さ範囲内において、垂直平板翼5の反対側の攪
拌軸4の他側には、互いに間隔をおいて複数の第一の傾
斜平板翼6が取付けられている。
【0011】前記垂直平板翼5と第一の傾斜平板翼6の
下方において、攪拌軸4まわりにおいて第一の傾斜平板
翼6と同方位の位置で攪拌軸4にその軸芯に対して平行
に取付けられた第一の後退翼付き垂直平板翼8が設けら
れている。また、第一の後退翼付き垂直平板翼8の取付
け高さ範囲内において、攪拌軸4にその軸芯に対して角
度をなして取付けられた第二の傾斜平板翼7と攪拌軸4
にその軸芯に対して平行に取付けられた第二の後退翼付
き垂直平板翼9が設けられている。前記第二の傾斜平板
翼7は、前記第二の後退翼付き垂直平板翼9より上方に
間隔をおいて位置し、両翼7,9は、攪拌軸4まわりに
おいて前記垂直平板翼5と同方位に位置している。
【0012】前記第1及び第2の傾斜平板翼6,7は、
攪拌軸4の回転時(図1中矢印でその回転方向を示す)
に攪拌槽1内の被処理液に下降流を発生するように、攪
拌軸4の軸芯に対して等しい傾斜角をもってそれぞれ平
行に設置されている。
【0013】また、前記第1及び第2の後退翼付き垂直
平板翼8,9の後退翼は、同翼8,9の先端部に形成さ
れ、攪拌軸4の回転方向の後側へ向って折り曲げられて
いる。また、以上のように上下方向に配置された攪拌軸
4に設置された前記上方と下方の種々の翼は、攪拌槽1
内の底面に近い位置から被処理液の液面L近くまでの範
囲に上下方向に配置されている。
【0014】攪拌槽1の内壁面には、攪拌槽1内の底面
から被処理液の上端まで上下方向に複数のバッフルプレ
ート10が設置されている。このバッフルプレート10
は、攪拌時、前記攪拌翼5〜9によって形成される攪拌
槽1内の内周方向の旋回流の発生を防止し、攪拌槽1内
全体に及ぶ上昇流と下降流の形成を促進する作用を有す
る。
【0015】本実施例では、粘度の異なる2種以上の液
体を充填した攪拌槽1内において、回転軸2を介して攪
拌軸4が回転する際に、攪拌翼5〜9が攪拌軸4の軸芯
まわりを回転する。垂直平板翼5と第一及び第二の後退
翼付き垂直平板翼8,9の回転により、攪拌槽1の内壁
面方向へ被処理液の外向きの放射流が発生し、同放射流
は攪拌槽1の内壁面に衝突し、攪拌槽1の直胴部壁面に
沿って上昇流となる。この上昇流は被処理液の液面L付
近で攪拌槽1内の中心部に向かう流れとなり、攪拌軸4
に設置された第一及び第二の傾斜平板翼6,7の回転に
より攪拌槽1内中心部で下降流となる。
【0016】従って、攪拌槽1内には全域にわたって大
きな循環流が形成され、粘度の異なる2種以上の液体を
効率良く混合させることができる。
【0017】図6は本実施例に係る攪拌装置を使用し
て、粘度の異なる2種以上の液体を攪拌した場合の攪拌
槽1内の被処理液の流動状態を示したものであり、上に
説明した攪拌槽1内の液体の流れが矢印で示されてい
る。
【0018】本発明者が試みた種々の実験結果から、高
効率の混合状態を達成するためには、第一及び第二の後
退翼付き垂直平板翼8,9の半径方向寸法は、攪拌槽1
の半径寸法の50〜70%とするのが望ましい。またそ
の後退翼の折り曲げ位置は、攪拌軸4の軸芯を基準にし
半径方向寸法の70〜80%の位置が望ましい。また、
上方の垂直平板翼5の半径方向寸法は、下方の第一及び
第二の後退翼付き垂直平板翼8,9の半径方向寸法より
小さくするのが望ましい。垂直平板翼5及び第一及び第
二の後退翼付き垂直平板翼8,9の高さ方向の寸法は、
攪拌時に各翼に作用する荷重によって生じる軸の曲げモ
ーメントが最小となるように決定する必要がある。
【0019】以下に、本発明者が行った、従来の攪拌装
置に対する本発明に係る攪拌装置の効果を示す実験内容
について説明する。内径200mm、高さ400mmの透明
アクリル樹脂製の攪拌槽内に、密度ρ=1377kg/
m3、粘度μ=2kg/m ・sec の水飴溶液及びI2 溶液を
予め8リットル充填し、両溶液を均一混合した後、粘度
μ=0.001kg/m ・sec のNa2 2 3 溶液を3
00cc投入して、各種の攪拌翼を使用し、回転数n=1
〜4rps で回転させ、I2 の濃茶色がNa2 23
脱色されるまでに要した時間t(sec.)を混合完了時間
として計測し、各種の攪拌翼の異粘性混合操作時の混合
性能データを取得した。また、攪拌翼の駆動装置にトル
ク計を設置して、攪拌、混合中のトルクを計測し、各種
の攪拌翼の消費動力データを取得した。
【0020】各種の攪拌翼の混合性能及び動力特性を比
較評価するために、単位容積当たりの消費動力Pv (k
W/m3 )に対する混合時間t(sec )の相関データを
求めた。その結果を表1に示す。
【0021】
【表1】
【0022】表1から、本発明の攪拌装置は、従来の攪
拌翼と比較して、単位容積当たりの消費動力Pv (kW
/m3 )に対する混合時間t(sec )が短く、上記のよ
うな粘度の異なる2種以上の液体の混合において、混合
性能が優れていることが認められた。
【0023】
【発明の効果】本発明は特許請求の範囲に記載された構
成を具備しており、垂直平板翼と第一及び第二の後退翼
付き垂直平板翼の回転により攪拌槽内壁面付近に上昇流
を発生させ、また、第一及び第二の傾斜平板翼の回転に
より攪拌槽中心部付近に下降流を発生させる。これらの
効果により、攪拌槽内全域にわたる被処理物の循環流を
形成させ、粘度の異なる2種以上の液体の混合操作にお
いて、低動力で高効率の攪拌を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の縦断正面図である。
【図2】図1のII−II線に沿う断面図である。
【図3】図1のIII −III 線に沿う断面図である。
【図4】図1のIV−IV線に沿う断面図である。
【図5】図1のV−V線に沿う断面図である。
【図6】前記実施例の流動状態の説明図である。
【符号の説明】
1 攪拌槽 2 回転軸 3 軸継手 4 攪拌軸 5 垂直平板翼 6 第一の傾斜平板翼 7 第二の傾斜平板翼 8 第一の後退翼付き垂直平板翼 9 第二の後退翼付き垂直平板翼 10 バッフルプレート L 液面
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 嶋田 隆文 広島市西区観音新町四丁目6番22号 三菱 重工業株式会社広島研究所内 (72)発明者 大本 節男 広島市西区観音新町四丁目6番22号 三菱 重工業株式会社広島研究所内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 容器内に上下方向に設置された回転する
    攪拌軸の一側に攪拌軸の軸芯に対して平行に取付けられ
    た垂直平板翼;前記垂直平板翼の取付け高さ範囲内にお
    いて前記攪拌軸の他側に攪拌軸の軸芯に対して角度を有
    し、かつ、互いに間隔をおいて取付けられて下降流を発
    生する複数板の第一の傾斜平板翼;前記垂直平板翼の下
    方に位置し前記第一の傾斜平板翼と同方位の前記攪拌軸
    上に攪拌軸の軸芯に対して平行に取付けられた第一の後
    退翼付き垂直平板翼;及び前記第一の後退翼付き垂直平
    板翼の取付け高さ範囲内において前記垂直平板翼の下方
    に位置し垂直平板翼と同方位の前記攪拌軸上に間隔をお
    いて攪拌軸の軸芯と角度をなして取付けられて下降流を
    発生する単数又は複数枚の第二の傾斜平板翼と攪拌軸の
    軸芯に対して平行に取付けられた第二の後退翼付き垂直
    平板翼を備え;前記垂直平板翼、前記第一及び第二の傾
    斜平板翼、ならびに前記第一及び第二の後退翼付き垂直
    平板翼は前記容器と接することないように配置されてい
    ることを特徴とする攪拌装置。
JP5254145A 1993-10-12 1993-10-12 攪拌装置 Expired - Lifetime JP2516730B2 (ja)

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