JPH0731134U - 誘導板付き撹拌槽 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目 的】 この考案は誘導板付き撹拌槽に関するもの
である。 【構 成】 撹拌槽の液面（５）と底面の間の内壁
（４）に誘導板（３）を複数個取り付ける。誘導板の一
部は、回転軸（１）に付けられた撹拌翼（２）からの噴
流を上部に誘導し、残りの誘導板（３）は下部に誘導す
るよう逆向き設置する。誘導板（３）とその中央水平面
（６）とのなす角度は２０゜から７０゜とする。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この実用新案は化学工学、醗酵工学、生物工学、食品工学等の水、溶剤、飲 料物等のみかけ粘度の小さい液体の混合撹拌装置の省エネルギーをはかると共 に液体に強い剪断を与えないようにするものである。撹拌翼からの噴流を、エ ネルギーの損失を出来るだけ避け、かつ、混合が速やかに進むよう、噴流を誘 導させるものである。

【０００２】

【従来の技術】

現在使われている低粘性液体の撹拌槽は、撹拌翼の形状は種々であるが、槽 自体は邪魔板が内壁に取り付けられた構造である。液体は撹拌翼が回転するこ とによって噴流となって翼回転方向で、かつ、槽壁方向に押し出される。この 噴流は槽の内壁になにも無ければ、単に回転翼の周りを渦を作るだけで、液体 の混合撹拌は進行し難い。そこで、従来の方法は、壁に数本の板を垂直（９０ ゜）に取り付け、この渦の流れを邪魔させると、邪魔板の近傍で激しい乱れと 剪断が起こり混合撹拌が進行するというものである。邪魔板の形状と枚数は種 々であるが、通常は、何れも液面の渦が観察されない完全邪魔板条件とする。 この条件が最も効率が良いとされてきた。しかし、この完全邪魔板条件は邪魔 板によって液体の流れを邪魔するのであるから、液体の流動エネルギーを消散 させるとともに液体に強い剪断を与えることになる。これらの標準的方法は化 学工学協会編「化学工学便覧」、丸善、１９８８年の８８７〜９１９ページに 見ることが出来る。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

省エネルギーとするためには、撹拌槽自体は完全邪魔板条件となっているの で、撹拌装置のもう片方の構造物である撹拌翼の構造を種々変えた開発が行な われてきた。例えば撹拌翼の羽根の数の変える、撹拌翼を回転軸に複数個設置 するなどである。しかし、見るべき成果は得られていない。また、強い剪断力 を与えてしまうことを避けることが出来なかった。

【０００４】

【課題を解決するための手段】

本考案は撹拌槽の邪魔板を除去し、代わりに誘導板３を内壁４に設置したも のである。液体の流れが合流と分割を繰り返すように誘導することで、混合を 高速で進行させるものである。そのために、誘導板３は側面に水平からの角度 をつけて配置される。誘導板３は右上りと右下がりの２種類を設置する。撹拌 翼２からの壁に当たる噴流は、この誘導板３によって、槽の上下に２分される 。槽の上下から、回転軸１近傍を通って上下から回帰した液体は撹拌翼部分で 合流し、再び噴流となって押し出され、槽の上下に２分される。パイプ内に仕 切り板を設けて分割を繰り返して混合するスタテックミキサーと同じような効 果を期待するものである。従って強い剪断力を避けることができ、省エネルギ ーとなる。

【０００５】

【作用】

撹拌槽の内壁４に誘導板３を複数個、水平面とのなす角度を２０゜から７０ ゜として取付ける。誘導板３の一部は撹拌翼２から発生する噴流を上部に誘導 し、残りの誘導板３は下部に誘導するよう逆向きに取付ける。

【０００６】

【実施例】

次に、本考案の実施方法と槽に水道水を入れて実験した結果を例を上げて説 明する。主として、基準としての完全邪魔板条件に対し、どれだけ改善される かを述べる。

【０００７】 第１例 誘導板３として、上方へ誘導する板は上方が、下方へ誘導する板は下方が長 い形状の板を使用した例である。撹拌翼２をタービン翼とした例である。槽に 水道水を入れて実験した。必要エネルギーの指数である動力数と、混合するに 要する時間である混合時間の関係を調べた。取付け角度を３０゜の場合、撹拌 翼の低速回転から高速回転まで動力数は完全邪魔板条件の５０〜６５％であっ た。混合時間は食塩トレーサー法を用いた。投入した食塩水の槽内分布のバラ ツキが１％になるまでの時間を混合時間とした。混合時間は低速回転で良好で あり、完全邪魔板条件とほぼ同じである。動力数と勘案して混合操作において 同じ動力当たり２倍の効率ということになった。 取付け角度を４５゜とすると低速から高速回転まで混合時間は９０％に短縮 され、動力数は６７〜８０％になった。１．４〜１．７倍の効率が向上したと いうことが出来る。

【０００８】 第２例 対称形状の誘導板３を２列８枚取付けたものである。取り付け角度３０゜の 時、混合時間は低速回転速度では７４％になり、動力数は６５％に低下してい る。両方を考慮すると２．１倍効率が良いことになる。またこの低速時の混合 時間は完全邪魔板の高速回転時の１１５％であるが、この１５％遅くなること が許されるならば撹拌動力は僅か１／１０になる。

【０００９】 第３例 ４枚の誘導板３を２枚は噴流を上方に、残り２枚は下方に流れるよう取付け たものである。取付け角度を０゜、１５゜、３０゜、４５゜、６０゜と変え、 動力数お よび混合時間との関係を調べた。動力数は角度とともに増大した。 一方、混合 時間は角度とともに増大するが４５゜以上は僅かな変化しかなか った。４５゜の時 混合時間は約１２０％、動力数は６５％で１．３倍の効率 改善となった。６０゜の時混合時間は約１１０％、動力数は８０％で１．１倍 の効率改善であった。

【０００１０】

【発明の効果】

以上のごとく誘導板付き撹拌槽は、撹拌翼２が同じ回転数ならば著しい動力 の低減となる。また混合時間が改善される例も多い。結果として両方を合わせ ると最大２倍の効率となる。特に低速回転での混合が良好であるから、混合時 間が従来とそれほど改善されなくて良いのであれば、この誘導板付き撹拌槽を 低速で使用することによって所要動力を１０分の１とすることが出来る。 また、邪魔板付撹拌槽は邪魔板近傍で激しい乱れが起こり他の部分では穏や かというアンバランスがあったが、本槽はそのような激しい乱れの所が無いた め、混合はより平均化した理想的進行であると言うことが出来る。例えば高分 子凝集剤の添加のための混合操作では、激しい剪断が起こらないため特に有効 である。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１例の図

【図２】第２例の図

【図３】第３例の図

【符合の説明】

１は回転軸、２は撹拌翼、３は邪魔板、４は槽壁、５は
液面、６は誘導板取付け平面

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】（イ） 撹拌槽の液面５と底面の間の内壁
   ４に誘導板３を複数個取り付ける。 （ロ） 誘導板３の一部は回転軸１からの動力により撹
   拌翼２から発生する噴流を上部に誘導し、残りの誘導板
   ３は下部に誘導するよう逆向きに設置する。 （ハ） 誘導板３と中央水平面６とのなす角度は２０゜
   から７０゜とする。 以上の如く構成された誘導板付き撹拌槽。