JPH0824610A - 攪拌機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 攪拌対象物を単に攪拌するだけでなく、引き
のばし、押しつぶし作用をあたえて溶解作用をも効果あ
らしめる事を目的とする。 【構成】 ｉ）攪拌槽は円筒形で蓋を有し、又回転装置
を持つ。 ｉｉ）槽内に上面解放有底の内筒外筒よりなる二重円筒
の攪拌筒を配置する、内筒は外筒に内接しており、接し
ていない両者間の隙間は密閉してある。筒の回転駆動軸
は内筒の中心にあり、この駆動軸を通って構内の空気を
排出しうるようにする。 ｉｉｉ）筒は底中央及び底隅に複数個の循環孔を有す
る、又槽蓋に取り付けられたバッフルプレートが筒内ま
で下りている。 ｉｖ）槽、筒を反対方向に回転させる、筒は槽内で偏心
回転をするので槽、筒内には広、狭隙間部分が出来これ
が両者の回転によって移行して行く。 ｖ）対象物は狭い隙間付近より筒上縁を越流して筒内に
流入し循環孔より出て行く、このような挙動を対象物に
与える事により攪拌、溶解作用を行はしめる。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］攪拌しようとする対象物（以下対
象物と記す）が共に流動性のない場合を除いた対象物の
攪拌装置に関する。 ［従来の技術］従来の攪拌機は槽の中央か、多少偏心さ
せたり斜めにしたりして槽内に挿入する翼型式のものが
主流であり、内部に螺旋翼等を組み込んだ攪拌筒式のも
の等多種多様である。しかし此れ等はいづれも槽と攪拌
器具との間はかなりの間隔がとってある。又、槽外周壁
の一部に回転磁界を発生する円弧形のステ タ を固
定、槽内に複合導体リングを有する円筒形の攪拌筒形式
のものがある。これは攪拌筒をステ タ で回転させる
事によって対象物の攪拌を行うものであって、攪拌筒は
槽壁に接触状態になるので両者の接触面間に対象物を引
き込み、それを押し潰したり、膜状に引き延ばしたりす
る作用があるので「ダマ」（通称まま子）になりやすい
対象物に対しては効果がある。しかしながら接触面で両
者がしゅう動するのでそれによって細片が対象物中に混
入するという致命的な欠点があり、又、動力効率は著し
く低く、高粘度の対象物には不適である。高粘度の対象
物の攪拌、混合には従来櫂型、リボン型又はニーダーが
使用されていた。前者は低効率であり、又、、「ダマ」
発生を押さえる事が困難。後者は槽内の清掃が困難とい
う欠点がある。 ［発明が解決しようとする問題点］本発明が解決しよう
とする問題点は次の如くである。 ｉ）攪拌中に生じる「ダマ」を消滅させる。 ｉｉ）対象物のいづれか一方が他の対象物の表面に浮上
しやすい場合にもその浮上を抑制して攪拌効果をあげ
る。 ｉｉｉ）高粘度の対象物の攪拌も可能にする。 ｉｖ）槽内を真空又は内圧をかけた状態にても攪拌しう
る。 ｖ）攪拌器具の槽内よりの取り出しが比較的容易、従っ
て攪拌機の清掃が容易。 ［問題点を解決する手段］請求の範囲第１項記載の攪拌
機を攪拌機［１］第２項記載の攪拌機を攪拌機［２］、
請求の範囲第３項記載の攪拌機を攪拌機［３］と略記す
る事にする。 １）攪拌機［１］について説明する。攪拌機［１］は比
較的低粘度の対象物の攪拌を目的とするものであって
［発明が解決しようとする問題点］のｉ）ｉｉ）ｖ）項
を解決しようとするものである。以下攪拌機［１］の構
造を第１図〜第３図によって説明する。第１図は攪拌機
［１］本体の縦断面図で第２図は第１図のＸ_１−Ｙ_１断
面矢視図、第３図はローター軸取り付け金具２−６によ
りローター軸２−５をローター底に固定した部分の部分
図である。直立の上面開放有低の中空円筒の槽１を直立
固定させる。槽底は凹面とし、その略中央に対象物排出
装置１−３を取り付ける。第１図は此れをボールバルブ
にした例である。槽上縁に梁１−４を渡し、この上にス
ライドベース１−５、その上にローター駆動装置３をの
せる。ローター駆動装置はスライドベース上を左右に動
かし得る。ローター駆動装置の位置を調整、且つ固定す
る調整ねじ１−６を設ける。槽内に槽の内径よりその外
径が適当に小さく且つその高さも槽の深さより低い上面
開放、有底のローター２を挿入する。ローター底板２−
２中央に底面循環孔２−３を底面近くのローター内筒部
に複数個の側面循環孔２−４をあける。図では此れを４
ケ所あけた場合を示している。底面循環孔を跨いでロー
ター軸取り付け金具２−６をローター底板に固定する。
ローター軸取り付け金具２−６は軸取り付け部２−７と
数本の脚２−８よりなり、軸取り付け部にローター軸２
−５の下端を、脚をローター底に取り付ける。脚は翼状
をなしており、この翼はローターの回転によりローター
内の対象物を底面循環孔に向けて押し込む作用をなすよ
うな形状である。又、ローター底板外側に撹拌用補助翼
２−１０を取り付けておく。補助翼と槽底間は適宜の隙
間をもつようにしておく。第３図はローター軸取り付け
金具をローター底に取り付けた部分図である。ローター
軸は槽上方のローター駆動装置３の出力軸と連結する。
このようにしてローター軸とローター中心線は一致させ
るが槽中心線とはδ_１だけずらせておく。即ちローター
を槽内で回転させる時ローター外周と槽内周間は狭隙間
と広隙間を作るが最少隙間と最大隙間の隙間が目的値に
なるよう槽内径に対しローター外径の寸法及び偏心値δ
_１を決める。スライドベース１−５上の調整ねじ１−６
は最少間ｇ_１の値を調整し、固定する為のものである。
広隙間の部分の平面的形状は恰も三日月状をなす。この
部分に此れと近似形の抑え板１−７をローターの側面循
環孔２−４より少し高い位置で内周に固定しておくがロ
ーターの回転に差し支えないようにしておく、但し抑え
板を取り付けるのは１つの対象物が他の対象物表面に浮
上りやすいものを混合、攪拌する場合にのみ設置する。
又、梁１−４の下側にバッフルプレート１−８を取り付
けこれをローター内に挿入する。バッフルプレートはロ
ーター内周に近接した位置を保つようにする。此れは攪
拌機［２］及び［３］に於いても同様である。最少隙間
を作る箇所の槽内周に小片板の越流補助板１−９を取り
付ける。越流補助板はローター上縁に近接させ、且つロ
ーター中心に向けておく。 ２）次に攪拌機［２］についてその構造を第４図〜第６
図によって説明する。この攪拌機は［発明が解決しよう
とする問題点］のｉ）ｉｉｉ）ｉｖ）ｖ）を解決しよう
とするものであるが特に対象物が高粘度であり、槽内を
真空又は内圧をかけた状態を維持しながら攪拌できる事
を目的としたものである。第４図は攪拌機［２］本体の
縦断面図、第５図は第４図のＸ_２−Ｙ_２断面矢視図、第
６図はローター軸用軸承を槽底にも取り付けた場合の部
分図である。本攪拌機は支持架台３０にて攪拌装置全体
を支持するようにする。槽の形状構造は基本的には攪拌
機［１］と同じである。但し槽底の凹面の中心は槽駆動
装置の中心線より適当な値ずらしておく。槽１０の槽底
１０−２の中心に槽駆動装置１０−１０の出力軸１０−
１１を固定する。槽を密封しうる蓋１０−４を取り付け
るがこの蓋は取り外し可能にしておく。蓋の中心にロー
ター軸を通す為のシール装置１０−５と適当な場所に蓋
付の対象物投入口１０−６を設けておく。蓋の下面にロ
ーター内に挿入するバッフルプレート１０−７を固定す
る。又、槽底凹面の略中央に対象物排出装置１０−３を
取り付ける。排出装置は槽を回転させる時、槽駆動装置
に接触しないように配置する。第４図はこれをボールバ
ルブにした例である。支持架台３０の梁に槽の振れ防止
用の複数個のガイドローラー３０−４及び槽支持用の支
持ベアリング３０−５を取り付ける。槽の中にローター
２０を入れる。ローターは外筒２０−１Ａ、内筒２０−
１Ｂよりなる２重円筒で内筒を外筒に内接させ、内接部
分は接着して一体とする。２重円筒になっている部分の
外筒の内側に複数個の補強用リブ２０−１２を入れ、外
筒内周とローター底２０−２とをつなぐようにして溶接
する。これによって外筒がローター底板に対して傾かな
いようにする。両者の隙間の空間部分は密閉板２０−１
Ｃ、２０−１Ｄで密封しておく。上縁の密閉板２０−１
Ｃは対象物がローター内に流入しやすい様に内側に向け
て傾斜を付けておく。側面循環孔２０−４は内、外筒を
貫通してあけておく。図ではこれを４ケ所あけた例を示
す。ローター内筒相当底（ローター底板２０−２の内Ｗ
で示す範囲の底板）の中央に底面循環孔２０−３をあ
け、これを跨いでローター軸取り付け金具２０−６を取
り付け、此れにローター軸２０−５の下端を取り付け
る。このようにして内筒中心と外筒中心間にδ_２だけの
偏りをもたせておく。ローター軸取り付け金具２０−６
の構造は第３図に示したもの２−６と全く同一である。
このようにして槽駆動装置出力軸心、槽底中心点、内筒
中心点、即ちローター回転軸心、シール装置中心点を槽
中心線φ１０上にあるようにする。槽中心線φ１０上に
槽及びローターの回転中心があり、ローター中心線はこ
れによりδ_２だけ隔たっているのでローターは自己の回
転中心に対しδ_２だけ偏った偏心回転をする。そうする
と槽、ローター間に最少隙間ｇ_１０、最大隙間ｇ_２０を
作るがそれらの点はいづれもローター周上の定点とな
る。最少隙間をつくるローター上縁の点に越流補助板２
０−１１を取り付ける。槽内径、ローター外筒外径、ロ
ーター内筒外径及び円筒中心と槽中心のずれδ_２を適当
な値に選ぶ事により最少隙間及び最大隙間の値を決め
る。ローター軸は槽蓋の中心にあるシール装置１０−５
を通り槽外にのびて槽支持架台上梁３０−１上に設置さ
れているローター駆動装置４０−１の動力伝達装置４０
−２と連結させる。ローター軸は上端から槽内上面に至
る迄の間、軸心に小孔２０−８（以下通気用小孔と記
す）をあけ、更にその下端よりローター軸外に通じる横
方向の小孔をあけ槽内外を通気しうる如くする。軸外に
通じる通気用小孔の入り口２０−９は槽蓋より少し下面
にあける。ローター軸上端に回転ジョイント２０−１０
を取り付け、これよりホースにより槽外設置の吸引ポン
プ等（図示せず）と接続しうるようにしておく。第６図
は槽底１０−２にもローター軸下端をうける上端半球の
ピボット型軸承１０−１２を取り付けローター軸２０−
５を延ばしてこれと対応させた場合の図を示す。従って
この場合ローター軸下端は凹球面となる。半球面、凹球
面の表面は耐磨耗処理をしておく。但しこの下端軸承は
必要に応じて使用するものである。次に攪拌機［３］に
ついてその構造を第７図、第８図によって説明する。こ
の攪拌機は［発明が解決しようとする問題点］について
は攪拌機［２］と全く同じ目的である。第７図の攪拌機
［３］本体の縦断面図、第８図は第７図のＸ_３−Ｙ_３断
面矢視図である。本攪拌機が攪拌機［２］と異なる点は
ローターの構造のみでその他は攪拌機［２］と全く同一
なのでローターの構造のみについて説明する。ローター
６０の円筒部は外径はいづれの箇所に於いても同一であ
るが内径は上部が小さく側面循環孔６０−４の上縁に至
までは下方に行くに従って少し大きくなっている。即ち
内面は下方に向かって少し広がっているのであるがこの
広がりは円筒部の厚みを下方に行くに従い少しづつ薄く
する事で対処する。ローター底６０−２にその中心より
δ_３だけずらした点を中心として底面循環孔６０−３を
あけ、これを跨いでローター軸取り付け金具６０−６を
取り付け此れにローター軸６０−５の下端を固定する。
ローター軸取付け金具６０−６の構造は攪拌機［１］の
ローター軸取り付け金具２−６と同じ構造とする。又、
槽底にもローター軸用下端軸承を設け、これにてロータ
ー軸を下端にても支持する事は自由である。ローター軸
は槽蓋中心のシール装置５０−５を通り槽上方のロータ
ー駆動装置８０−１の動力伝達装置８０−２と連結す
る。即ちローター軸心は槽駆動出力軸心及び槽中心線φ
５０と同一直線となりφ５０が槽及びローターの回転中
心となる。従ってローター軸とローター中心には間隔が
ありその偏りがδ_３である。ローターはその回転中心よ
りδ_３だけの偏りを持って回転をなしているのである。
そうすると槽、ローター間に最少隙間ｇ_５０と最大隙間
ｇ_６０を作るがそれらの点はローター周上の定点とな
る。槽内径、ローター外径、ローター軸とローター中心
のずれを適正な値に選ぶ事により最少隙間及び最大隙間
の値を決める。ローター上の最少隙間の点に越流補助板
６０−１１を取り付ける。バッフルプレー下５０−７は
槽蓋下方に取り付けローター内まで下すが、ローター内
周と接触しないよう且つ近接させる。ローター軸心に通
気用小孔６０−８をあけ、この小孔により槽内外を通気
出来るようにしておく。ローター軸通気用回転ジョイン
ト６０−１０を取り付ける。 ［作用］攪拌機［１］の作用を第９図〜第１１図によっ
て説明する。攪拌機［１］は槽は固定、その中心をＯ_１
とする。Ｏ_１は定位置となる。ローター位置は最少隙間
ｇ_１調整後固定、その中心をＯ_２とするとＯ_２は定位置
となりローターはＯ_２が回転中心となる。Ｏ_１−Ｏ_２間
の隔たりをδ_１とする。最大隙間をｇ_２とすればδ_１、
ｇ_１、ｇ_２は定長となり、ｇ_１、ｇ_２の位置は定位置と
なる。ｇ_１の値は対象物の性状によりスライドベース１
−５及び調整ねじ１−６にて調整する。対象物Ｚの液位
Ｈ_０は上縁よりＨ_１だけ低くする。Ｈ_１の値は対象物の
性状により経験的に選定する。Ｈ_０の深さまでの対象物
の量がこの攪拌機の有効容量となる。第９図のＬ_０は対
象物静止時の液位を示す。ローター２を回転させると、
ローター内及び槽、ローター間隙間の対象物Ｚは回転流
を起こし槽、ローター間の隙間が次第に狭くなるに従い
対象物の液位は上昇し、遂にはローター上縁を越えてロ
ーター内に流入する。第９図はこの時の対象物の液位の
状態を示す図でＬ_１は槽、ローター間の、Ｌ_２はロータ
ー内の液位の状態を示す。以後ローター外の対象物を実
線でローター内対象物を点線で表す事とする。次に本機
の作用を第１０図、第１１図によって説明する。第１０
図は槽の縦断面図による、第１１図は平面的に見た対象
物の挙動を示す図である。第１１図にはローター軸２−
５は図示してないがＯ_２がローター軸の軸心となる。バ
ッフルプレート１−８はローター内周に近接して固定し
てあるのでこれによってローター内周への対象物の積層
の防止及び乱流を起こさせる事によるローター内周に付
着している対象物の剥離、及び攪拌効果の助長の役目を
する。又、ローター内の対象物は遠心力を受け側面循環
孔２−４よりローター外に排出される。ローター底のロ
ーター軸取り付け金具の脚２−８は翼状をなしていて対
象物を底面循環孔２−３に押し込むような作用をする。
ローター底外の補助翼２−１０は槽底間との隙間の対象
物を攪拌する。脚２−８及び補助翼２−１０の翼形状か
らしてローターの回転方向Ｒ_２は一定方向とする必要が
ある。対象物Ｚがローター円筒部２−１の上縁を越して
ローター内に流入するような状態を作らねば本発明の効
果はないので、静止時の対象物の液位は第１図に示す如
くローター上縁よりＨ_１だけ低くしておく事が必要であ
る。又、対象物がローター上縁を越すようになるまで対
象物自体の流動速度をあげねばならぬのでローターの回
転速度も或程度以上は必要である。ローターの回転速度
をＶ_２するとき、Ｖ_２の値は対象物の性状及びローター
外径によって選定する。又、最大隙間の値も攪拌効果に
影響を及ぼすので適性値を選定する。ローター外に出た
対象物はローターの回転方向に回転流を起こすが最少隙
間ｇ_１に近づくに従って液位が上がりローター上縁を越
してローター内に流入する。その一部は狭隙間に押し込
まれここを通過する間に押し潰されたり、引き延ばされ
たりする作用をうける。ローターの回転速度Ｖ_２、最
大、最少隙間の値ｇ_２、ｇ_１は対象物が充分にローター
上縁を越してローター内に流入し得、且つ隙間作用を有
効ならしめる値を選定する。対象物の一方が他方の対象
物上に浮上しやすい場合がある。この時は狭隙間に押し
込まれる前に浮上してしまう恐れがあるので、抑え板１
−７を側面循環孔より高い位置で槽内周に取り付ける事
により浮上を抑え、狭隙間に押し込む作用を助長させる
方法をとる。抑え板１−７を広隙間と近似な形とする。
又、対象物の粘度が高くなると狭隙間近くでローター上
縁より液位が高くなっても槽内周に沿って流動しロータ
ー内への流入量が減少する事がある。この時は最少隙間
の点に於いてローター上縁に接近させて槽内周に越流補
助板１−９をローター側に少し突出するようにして固定
する。こうするとローター上縁より高い液位の対象物は
越流補助板に衝突してローター内に流入する。但し、上
記の抑え板１−７及び越流補助板１−９は対象物の性状
により取り付けるもので、すべての場合に対応させる必
要は必ずしもない。以上の説明でもわかるように本攪拌
機［１］の作用の特徴は対象物を部分的にも滞留させる
事なくその全体を乱流を起こさせながらローター内外を
循環流させ、槽、ローター間の狭隙間にて対象物を押し
潰したり、引きのばしたりする作用もなさしめる事によ
り、ダマを消失させ攪拌効果の増大をはかるものであ
る。攪拌の終了した対象物は槽底の対象物排出装置１−
３より排出する。槽底は凹面になっておりその中央に排
出口があるので排出は比較的容易である。尚、この時ロ
ーターは低速で回転させておくと排出は早くなる。以上
は攪拌機［１］の作用であるが、対象物をローター内外
を循環させ、狭隙間による効果を発揮させ越流補助板に
よってローター内への流入を助けるという作用は攪拌機
［２］及び［３］に於いても基本的な作用である。然し
ながら対象物の粘度が非常に高くなるとローターをたと
え高速で回転させてもローターは対象物の中で空回りに
近い状態となり槽、ローター間の隙間の対象物を狭隙間
へ向けて押し上げたり、押し込んだりする作用力は激減
し、ローター内の対象物を除いて全体としての撹拌作用
は殆どなくなる。この場合は槽、ローター共回転させ
る。今、攪拌機［１］の槽、ローターの相互位置関係を
そのままの状態にしておき、槽を回転させ（駆動装置は
図示せず）その回転方向をＲ_１、回転速度をＶ_１、ロー
ターの回転方向をＲ_２、回転速度をＶ_２とした時の状態
を第１２図にて表し此れによって説明する。槽の中心Ｏ
_１を槽の回転中心、ローターの中心Ｏ_２をローターの回
転中心とする。Ｏ_１、Ｏ_２はいづれも定位置となる。そ
うすると最少隙間ｇ_１の位置も定位置となり、この場所
に越流補助板１−９を固定する。越流補助板もバッフル
プレート１−８も槽外の支持梁等に取り付けて必要箇所
までのばしておく。以降Ｒ_１とＲ_２が同方向の時はＲ_１
＝Ｒ_２、異方向の時はＲ_１≠Ｒ_２にて表す事とする。ロ
ーター内の対象物Ｚはローター底２−２の上にのってい
るのでローターの回転と共に回転する。槽底とローター
底間の対象物もローターの補助翼２−１０及び槽の回転
によって動かされる。槽とローター間の隙間にある対象
物は槽底１−２の上にのっているので槽が回転するに従
って狭隙間の方に移動し強制的に上方に押し上げられ、
ローターの上縁より盛り上がった部分は越流補助板１−
９によってローター内に流入し一部は狭隙間に押し込ま
れる。即ち槽ローター間の隙間に存在する対象物の循環
作用に限ってはローターの回転速度には左右されず槽の
回転速度のみに左右される。この時、Ｒ_１＝Ｒ_２、Ｒ_１
≠Ｒ_２のいづれでもよいが、Ｒ_１＝Ｒ_２にした方が対象
物を無理なく狭隙間に引込みやすくなる。Ｖ_２の値は対
象物の性状によって選定する。第１２図はＲ_１＝Ｒ_２と
した時の対象物の流れ方向を示す。実験によりＶ_２の値
はローターのみの回転で攪拌作用を行わしめる時の回転
速度より相当低い値でも効果がある事も確認している。
次に攪拌機［２］の作用について第１３図、第１４図に
よって説明する。第１３図は平面的に見た対象物の挙動
図、第１４図はローター上縁付近の対象物の挙動図であ
る。第１３図にはローター軸２０−５は図示してないが
Ｏ_２０−１Ｂがローター軸心となる。槽の中心点をＯ
_１０、ローター内筒２０−１Ｂの中心点をＯ_２０−１
Ｂ、ローター外筒２０−１Ａの中心点をＯ_２０−１Ａと
する。ローター外筒２０−１Ａとローター内筒２０−１
Ｂが一体となってローター２０を構成している。槽１０
の回転中心はＯ_１０であり、ローター２０の回転中心は
Ｏ_２０−１Ｂであり、Ｏ_１０とＯ_２０−１Ｂとは重なっ
ている。ローター２０の中心点はローター外筒２０−１
Ａの中心点Ｏ_２０−１Ａと重なるがローターの回転中心
Ｏ_２０−１Ｂとはδ_２だけ隔たっている。即ちローター
２０はＯ_１０を回転中心としてδ_２だけ偏心した回転を
なす。Ｏ_１０→Ｏ_２０−１Ａの延長線がローター外筒２
０−１Ａと交わる点即ちローター外周と交わる点をＰ
_１０、Ｏ_２０−１Ａ→Ｏ_１０の延長線がローター外周と
交わる点をＰ_２０とすればローター外周上の点Ｐ_１０及
び点Ｐ_２０は定点となりＰ_１０、Ｐ_２０点に於けるロー
ター、槽間の隙間が最少及び最大隙間となり、これをｇ
_１０及びｇ_２０とする。ローターが回転した時の点Ｐ
_１０の軌跡はＯ_１０を中心としＯ_１０−Ｐ_１０を半径と
する円Ｃ−２０となる。槽、ローターが共に回転すると
Ｐ_１０点は変位するが最少隙間ｇ_１０の値は変わらな
い。従って越流補助板２０−１１はローター外周上縁の
Ｐ_１０点に取り付ける。バッフルプレート２０−７は槽
の回転と共に回転するがローター内周との隙間は変わら
ないのでその効果も攪拌機［１］に近い状態になしう
る。今、槽、ローターの回転方向をＲ_１０、Ｒ_２０、回
転速度をＶ_１０、Ｖ_２０とするときＲ_１０＝Ｒ_２０、Ｖ
_１０＝Ｖ_２０であれば槽、ローター間の対象物は槽底に
対して静止状態となるのでローター内に越流入する事は
出来ない。従ってＲ_１０＝Ｒ_２０、Ｖ_１０≠Ｖ_２０とし
なければならない。Ｖ_１０〜Ｖ_２０の差が大きい程越流
入量は多くなる。Ｒ_１０≠Ｒ_２０の時はＶ_１０は低速で
もよいが或程度の速度はある方がよい。要約するとＶ
_２０の値はローター内の対象物に回転流を起こさせねば
ならぬので必ず或値以上にしなければならない。即ちＶ
_２０＞０、は必要条件である。然しながらＲ_１０＝Ｒ
_２０、Ｖ_１０＝Ｖ_２０の時以外はＰ_１０点を中心とする
ローターの外周で槽、ローター間の対象物をその回転力
により強制的に押し遣るような作用になり、結果的に狭
隙間に引き込むと共にローター上縁より盛り上がらせて
ローター内に流入させることになる。この作用により対
象物の粘度が高くても対象物をローター内外に循環せし
めうる。この時は越流補助板が有効に働く。第１３図は
Ｒ_１０＝Ｒ_２０、Ｖ_１０≠Ｖ_２０にした時を図示してあ
るが、この方が狭隙間に対象物を無理なく引き込みう
る。対象物が高粘度でローター軸が撓む恐れのある場合
は槽底にピボット型軸承１０−１２を取り付け、これに
てローター軸下端を支持する。軸承面に入り込んだ対象
物は潤滑剤の役目をする。攪拌完了後は排出装置１０−
３が所定位置になった時、槽の回転を停止させ、ロータ
ー軸通気用小孔２０−８より圧縮空気を槽内に圧入し、
ローターのみ低速回転させながら排出装置より対象物を
排出する。次に攪拌機［３］の作用を第１５図、第１６
図によって説明する。第１５図は平面的に見た対象物の
挙動図、第１６図はローター上縁付近の対象物の挙動図
である。第１５図にはローター軸６０−５は図示してな
いがＯ_５０がローター軸心となる。槽の中心点を
Ｏ_５０、ローターの中心点をＯ_６０とする。槽の回転中
心及びローターの回転中心はＯ_５０であり、ローターの
中心点Ｏ_６０は槽及びローターの回転中心点Ｏ_５０より
δ_３だけ隔たっている。即ちローターはＯ_５０を回転中
心としてδ_３だけ偏心した回転をなす。Ｏ_５０→Ｏ_６０
の延長線が槽内周と交わる点をＰ_５０、Ｏ_６０→Ｏ_５０
の延長線が槽内周と交わる点をＰ_６０とすればローター
周上の点Ｐ_５０及びＰ_６０は定点となり、Ｐ_５０、Ｐ
_６０点に於ける槽、ローター間の隙間が最少及び最大隙
間となりこれをｇ_５０及びｇ_６０とする。ローターが回
転した時点Ｐ_５０の軌跡はＯ_５０を中心としＯ_５０−Ｐ
_５０を半径とする円Ｃ−５０となる。ローターが回転す
るとＰ_５０点は変位するが最少隙間ｇ_５０の値は変わら
ない。従って越流補助板６０−１１はローター周上の点
Ｐ_５０の位置に取り付ける。バッフルプレート５０−７
は槽蓋に取り付けられており、蓋の回転と共に回転する
のでローター内周との隙間は常に変化している。従って
ローター内周との隙間もローターと接触しないだけの余
裕をとってあり、攪拌機［２］のバッフルプレートと同
じ効果は期待できない。それでローター内径を下方に向
けて末広がりの状態にしてある。この事によりローター
内周に遠心力で押し付けられてる対象物も下方に押し下
げられる力をうけ、次第に下がって行く。これ以外の攪
拌作業は攪拌機［２］と全く同様である。即ち槽及びロ
ーターの回転方向をＲ_５０、Ｒ_６０、回転速度を
Ｖ_５０、Ｖ_６０とするときＲ_５０＝Ｒ_６０、Ｖ_５０＝Ｖ
_６０は不可でこれ以外の条件であればＰ_５０点を中心と
するローターの外周で槽ローター間の対象物を強制的に
押し遣るような作用をなし、結果的に狭隙間に引き込む
と共にローター上縁より盛り上がらせてローター内に流
入させる事になる。この作用により対象物の粘度が高く
ても対象物をローター内外を循環せしめうる。この時は
越流補助板が有効に働く。第１６図はＲ_５０＝Ｒ_６０、
Ｖ_５０≠Ｖ_６０にした時を図示してあるが、この方が対
象物を狭隙間に無理なく引き込みうる。攪拌完了後は排
出装置５０−３を所定位置になった時、槽の回転を停止
させ、ローター軸通気用小孔６０−８より圧縮空気を槽
内に圧入しローターのみで低速回転させながら排出装置
より対象物を排出する。 ［実施例］ 攪拌機［１］ 槽； 内径６００ｍｍ 深さ７８０ｍｍ 有効容量１５０ｌ 材質ｓｕｓ３０４ 円筒部厚み３ｍｍ 底板厚さ５ｍｍ 槽底は平面．取出口にストップバルブを取付 抑え板使用（深さ調整柄付） ローター；外径５４０ｍｍ 深さ５８０ｍｍ 材質ＰＶＣ 円筒部厚み１２ｍｍ 底板厚み１５ｍｍ 補助翼３ケ 底面循環孔径１５０ｍｍ 側面循環孔３ケ ローター軸径４５ｍｍ ローター駆動用減速電動機 ０．７５ｋＷ４Ｐ，１／１１ 定格回転数１６０ｒ．ｐ．ｍ 槽、ローター間最少隙間は２ｍｍに調整、バッフルプレ
ートとローター内周との隙間約４ｍｍ 実験方法 ｉ）水１５０ｌを入れローターを１６０ｒ．ｐ．ｍの定
速で回転させながら水の越流箇所に向けて水処理用高分
子凝集剤粉末を少量ずつ連続的に添加し、濃度約０．４
％の量にて添加中止。添加開始より約１５分にて完全溶
解した。「ダマ」なし、粘度約３００ｃ／ｐ越流補助板
は取り付けなかったが特に支障はなかった。 ｉｉ）ｉ）の溶解液に赤色ポスターカラー溶液を投入、
約３分にて完全に混合完了した。 ｉｉｉ）ｉｉ）の溶解液に更にカーボン粉末約１００ｇ
をｉ）と同じ手法で添加してみた。約１０分にて完全混
合し「ダマ」の発生は見たらなかった。 ｉｖ）攪拌機［１］の性能と比較するために容量約２ｌ
の容器と汎用ペラ式攪拌機を用い高分子凝集剤粉末の溶
解、及びカーボン粉末の混合を行ってみた。いづれも水
面に浮上し易く且つ「ダマ」が多数発生して完全に溶
解、混合完了する迄に約２時間を要した。 攪拌機［２］及び［３］ この２機種はいづれも槽、ローター共回転させるが、そ
の相違点はローターの回転中心とローター中心の偏心方
法が異なっているだけであるので一つの試験機にての実
験を行った。 槽； 上面開放、内径１６０ｍｍ、深さ３００ｍｍ 有効容量２ｌ、材質ｓｕｓ３０４ 円筒部厚み３ｍｍ、底板厚み６ｍｍ 槽底は平面、排出口は槽底にあけ運転時はプラグにて栓
をした。 駆動用電動機（減速機付）１５Ｗ 可変速 ローター；外径１４０ｍｍ、深さ１２０ｍｍ、材質ｓｕ
ｓ３０４、円筒部厚み２ｍｍ 底板厚み４ｍｍ 補助翼３ケ 底面循環孔径５０ｍｍ 側面循環孔３ケ ローター軸径２０ｍｍ。 ローター軸心とローター中心のずれ８ｍｍ 越流補助板取り付け ローター用駆動電動機（減速機付） ２０Ｗ可変速 槽、ローター間の最少隙間２ｍｍ ローター駆動装置、及びバッフルプレートは 槽支持架
台に取り付けた。 実験方法 槽に水を入れ、ローターのみを回転させて高分子凝集剤
を溶解した。その時のローター回転数は２００ｒ．ｐ．
ｍ程度にしなければ充分なローター内への越流は起こら
なかった。高分子凝集剤の外にメリケン粉も添加し次第
に粘度を上げていくと越流量は減少し、モーターに無理
がかかり出し、且つローターがやや空転に近い状態にな
り出した。それで槽もローターと同方向に回転させ、ロ
ーターの回転速度を落とし両者とも約７０ｒ．ｐ．ｍ程
度にした。そうすると再びローター内への越流が始まっ
たので更にメリケン粉を少量ずつ添加した。メリケン粉
の添加をやめ、ダマの消失を確認して槽、ローター共停
止させた。対象物の最終粘度は約２５，０００ｃ／ｐ
（Ｂ型粘度計にて測定）であった。槽の回転方向をロー
ターのそれと逆にしての実験も行ってみたが同方向の方
が多少円滑であった。以上の試作機の実験により本発明
の作用及び効果を確認した。 ［効果］ １．本発明による攪拌機は対象物を攪拌する時、部分的
にも滞留させる事がなく対象物全体がローター内外を循
環流し、その過程に於いて攪拌、混合、押し潰し、引き
伸ばしの作用をうけるのでダマ等も消失させ完全な攪拌
が出来、又、その所要時間も少なくてすむ。 ２．高粘度の対象物の攪拌時、槽及びローターを共に回
転させると対象物は槽底及びローター底上にのって動か
されており、且つローターの偏心によっても動かされ
る。これは翼のみによって対象物を動かす翼式攪拌機と
異なり対象物の動きは円滑で且つ所要動力も少なくて済
む。 ３．攪拌中に於いて対象物中に気泡を包み込む場合もし
ばしば見受けられる。高粘度になると静止状態では真空
による脱気も時間を要する。それで対象物を流動させな
がら、即ち撹拌作業中での脱気を行う事が必要となる。
本発明は槽を密閉し且つ通気用小孔にて任意に槽内外を
通気又は遮断する事が出来るので槽内を真空にしたり、
逆にガス雰囲気中での攪拌も出来るし、排出時には槽内
を高圧にすることにより排出時間を短縮しうるという効
果もある。 ４．攪拌機［１］に於いては槽１と上縁の梁１−４のと
めボルトを外し、攪拌機［２］の場合は槽本体と槽蓋１
−１０とのとめボルト及び支持架台本体３０と支持架台
上梁３０−１とのとめボルトを外し、攪拌機［３］の場
合は槽５０と槽蓋５０−４とのとめボルト及び支持架台
本体７０と支持架台上梁とのとめボルトを外す。然る後
吊りボルトにロープをかけて吊り上げるとローター及び
ローター駆動部共槽内より取り出せるのでローター及び
槽のメンテナンス、清掃が容易である。 ５．槽及びローターが対象物によって衝撃をうける事が
少ないので、槽内及びローター内外を樹脂でコーティン
グして耐薬品性をもたせる事も、又セラミックコーティ
ングして耐磨耗性を増大せしめうる事も出来る。又、槽
及びローターは必ずしも金属で製作する必要はないので
これを合成樹脂等で製作すれば薬品等に対しても安全確
実に使用できる。

【図面の簡単な説明】 第１図は請求の範囲第１項記載の攪拌機本体の縦断面図 第２図は第１図のＸ_１−Ｙ_１断面矢視図 第３図は第１図のローター軸取付け金具によるローター
軸をローター底へ取り付けた部分図 第４図は請求の範囲第２項の攪拌機本体の縦断面図 第５図は第４図のＸ_２−Ｙ_２断面矢視図 第６図は槽底にローター軸用の軸承を設けた場合の部分
図 第７図は請求の範囲第３項の攪拌機本体の縦断面図 第８図は第７図のＸ_３−Ｙ_３断面矢視図 第９図は請求の範囲第１項記載の攪拌機の縦断面図によ
る対象物の基本的挙動の説明図 第１０図は同上機の縦断面図による作用説明図 第１１図は同上機の平面による作用説明図 第１２図は同上機のローター、槽共回転させた時の作用
説明図 第１３図は請求の範囲第２項記載の攪拌機の縦断面図に
よる作用説明図 第１４図は同上機のローター上縁付近の対象物の挙動説
明図 第１５図は請求の範囲第３項記載の攪拌機の縦断面図に
よる作用説明図 第１６図は同上機のローター上縁付近の対象物の挙動説
明図 第１図、第２図、第３図の図中 １ …槽本体 １−１…槽円筒部 １−２…槽底 １−３…排出装置 １−４…上縁の梁 １−５…スライドベース １−６…調整ねじ １−７…抑え板 １−８…バッフルプレート １−９…越流補助板 １−１０…吊りボルト ２…ローター本体 ２−１…ローター円筒部 ２−２…ローター底 ２−３…底面循環孔 ２−４…側面循環孔 ２−５…ローター軸 ２−６…ローター軸取り付け金具 ２−７…軸取り付け部 ２−８…脚 ２−９…軸固定ナット ２−１０…補助翼 ３ …ローター駆動装置 ３−１…電動機 ３−２…駆動部取り付けケース 第４図、第５図、第６図の図中 １０ …槽本体 １０− １…槽円筒部 １０ ２…槽底 １０− ３…排出装置 １０− ４…槽蓋 １０− ５…軸シール装置 １０− ６…対象物投入口 １０− ７…バッフルプレート １０−１０…槽駆動装置 １０−１１…槽駆動装置出力軸 １０−１２…槽底軸承 φ_１０…槽及びローターの回転中心線 ２０ …ローター本体 ２０−１Ａ…ローター外筒 ２０−１Ｂ…ローター内筒 ２０−１Ｃ…上密閉板 ２０−１Ｄ…下密閉板 ２０− ２…ローター底 ２０− ３…底面循環孔 ２０− ４…側面循環孔 ２０− ５…ローター軸 ２０− ６…ローター軸取り付け金具 ２０− ７…補助翼 ２０− ８…通気用小孔 ２０− ９…通気用小孔入り口 ２０−１０…回転ジョイント ２０−１１…越流補助板 Ｗ…ローター内筒相当底 ２０−１２…ローター補強用リブ ３０ …槽支持架台本体 ３０− １…支持架台上梁 ３０− ２…支持架台側梁 ３０− ３…ベアリング ３０− ４…ガイドローラー ３０− ５…槽支持ベアリング ３０− ６…吊りボルト ４０− １…ローター駆動装置 ４０− ２…動力伝達装置 第７図、第８図の図中 ５０− …槽本体 ５０− １…槽円筒部 ５０− ２…槽底 ５０− ３…排出装置 ５０− ４…槽蓋 ５０− ５…軸シール装置 ５０− ６…対象物投入口 ５０− ７…バッフルプレート ５０−１０…槽駆動装置 φ_５０…槽、ローターの回転中心線 ６０− …ローター本体 ６０− １…ローター円筒部 ６０− ２…ローター底 ６０− ３…底面循環孔 ６０− ４…側面循環孔 ６０− ５…ローター軸 ６０− ６…ローター軸取り付け金具 ６０− ７…補助翼 ６０− ８…通気用小孔 ６０− ９…通気用小孔入り口 ６０−１０…回転ジョイント ６０−１１…越流補助板 ７０ …槽支持架台本体 ７０− １…支持架台上梁 ７０− ２…支持架台側梁 ７０− ３…ベアリング ７０− ４…ガイドローラー ７０− ５…槽支持ベアリング ７０− ６…吊りボルト ８０− １…ローター駆動装置 ８０− ２…動力伝達装置 第９図、第１０図、第１１図、第１２図の図中 Ｌ_０…静止時の槽内の対象物の液位 Ｌ_１…動作時のローター外の対象物の液位（実線） Ｌ_２…動作時のローター内の対象物の液位（点線） Ｚ …対象物、実線はローター外、点線はローター内 ｇ_１…槽、ローター間の最少隙間 ｇ_２…槽、ローター間の最大隙間 Ｏ_１…槽中心点 Ｏ_２…ローター中心点（ローターの回転中心） δ_１…Ｏ_１−Ｏ_２の偏 Ｒ_１…槽の回転方向 Ｖ_１…槽の回転速度 Ｒ_２…ローターの回転方向 Ｖ_２…ローターの回転速度 第１３図、第１４図の図中 ｇ_１０…槽、ローター間の最少隙間 ｇ_２０…槽、ローター間の最大隙間 Ｏ_１０…槽中心点（槽及びローターの回転中心） Ｏ_２０−１Ｂ…ローター内筒の中心点（Ｏ_１０と一致） Ｏ_２０−１Ａ…ローター外筒の中心点（ローター中心） δ_２…Ｏ_１０−Ｏ_２０−１Ａの偏り φ_１０…槽中心線 Ｒ_１０…槽の回転方向 Ｖ_１０…槽の回転速度 Ｒ_２０…ローターの回転方向 Ｖ_２０…ローターの回転速度 Ｐ_１０…最少隙間を生じるローター上の点 Ｐ_２０…最大隙間を生じるローター上の点 第１５図、第１６図の図中 ｇ_５０…槽、ローター間の最少隙間 ｇ_６０…槽、ローター間の最大隙間 Ｏ_５０…槽中心点（槽及びローターの回転中心） Ｏ_６０…ローター中心 δ_３…Ｏ_５０ Ｏ_６０の偏り φ_５０…槽中心線 Ｒ_５０…槽の回転方向 Ｖ_５０…槽の回転速度 Ｒ_６０…ローターの回転方向 Ｖ_６０…ローターの回転速度 Ｐ_５０…最少隙間を生じるローター上の点 Ｐ_６０…最大隙間を生じるローター上の点

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．凹面の底を有し上面開放の中空円筒を攪拌槽とし、
   槽底凹面のほぼ中央に開閉可能な対象物排出装置を取り
   付ける。上記の構造である攪拌槽を以下単に槽と記す。
   槽内径より外径が小さく高さも低い有底で上面開放の中
   空円筒（以下ローターと記す）を用意し、その中央に此
   れを回転させる為の回転軸（以下ローター軸と記す）を
   設け、円筒の底板（以下ローターと記す）中央に孔（以
   下底面循環孔と記す）を開けておく。数本の翼形の脚を
   持つローター軸取り付け金具を用意し底面循環孔を跨い
   で、その脚でローター軸取り付け金具をローター底に固
   定し、此れにローター軸下端を固定する。ローター円筒
   部分の下方の隅に適当な大きさの複数個の孔（以下側面
   循環孔と記す）をあけ、又、ローター底外側に複数個の
   翼（以下補助翼と記す）をつける。上記の構造を持つロ
   ーターを槽と接触しないようにしてローター軸で槽内に
   吊り下げる構成とする。ローター軸も槽外上方に設置し
   たローター回転用駆動装置（以下ローター駆動装置と記
   す）の出力軸と連結する。ローターをローター軸で槽内
   に吊り下げた時、ローター軸は槽の縦方向の中心線（以
   下槽中心線と記す）よりずらしておくことにより槽内周
   とローター外周との隙間を狭い隙間（以下狭隙間と記
   す）と広い隙間（以下広隙間と記す）になしうる。以下
   最大の広隙間を最大隙間、最少の狭隙間を最少隙間と記
   す。槽上縁又は槽上方に架台を設置しこれにローター駆
   動装置を設置し、この装置を左右にスライドさせて最少
   隙間を調整しうるようにする。この架台にローター内に
   挿入するバッフルプレートを、又、攪拌対象物（以下対
   象物と記す）のローター内への流入を助ける越流補助板
   を槽内周の最少隙間を作る点に取り付ける。槽内の広隙
   間部分の平面的形状に近似させた三日月状の平板（以下
   抑え板と記す）を適当な深さで槽内周に固定する。上記
   の構造を有する事を特徴とする攪拌機。 ２．槽を囲んで槽支持架台を設け、又、槽を回転させる
   駆動装置（以下槽駆動装置と記す）を設け、その駆動装
   置の出力軸を槽底の中心に固定する槽外周及び槽底に接
   触させて槽のブレ防止用及び槽支持用の複数個のガイド
   ローラー及び支持ベアリングを設置する。槽を密封しう
   る取り外し可能な槽蓋（以下蓋と記す）を取り付ける。
   蓋中央にローター軸用シール装置（以下シール装置と記
   す）を、又、蓋の適当な箇所に開閉可能な蓋付の対象物
   投入口を設ける。蓋の下側にローター内に挿入するバッ
   フルプレートを取り付ける。ローターはその円筒部分は
   ２重構造で外側の筒を外筒、内側の筒を内筒と呼ぶ事に
   する。内筒を外筒に内接させ、その内接線を接合して一
   体とし内外筒の間には補強用のリブを入れ、両者の隙間
   の空間部分の上下は密封する。側面循環孔は内、外筒を
   貫通してあける。ローター底のうち内筒の底に相当する
   部分のローター底（以下内筒相当底と記す）の中央に底
   面循環孔を開け、此れを跨いでローター軸取り付け金具
   を底板に固定、此れにローター軸下端を取り付ける。ロ
   ーターを槽内に吊り下げる時、槽駆動装置出力軸心、ロ
   ーター軸心、シール装置中心は槽中心線と一致する。ロ
   ーター軸は槽蓋中央のシール装置を通り槽上方のロータ
   ー駆動装置の動力伝達機構に連結する。又、ロータ軸は
   その上端より蓋の少し下側に至る点まで軸心に小孔をあ
   け更に小孔の下端より軸外に通じる小孔をあけて槽内と
   槽外をこの小孔（以下通気用小孔と記す）により通気出
   来るようにしておく。このローター軸の上端に通気用回
   転ジョイントを取り付け此れにより真空ポンプ等に接続
   しうるようにする。槽内周とローター外周の間に作られ
   る最少隙間の隙間が目的値になるように槽内径に対する
   ローター外筒、内筒の径を決める。最少隙間を作るロー
   ター外筒上縁の点に越流補助板を取り付ける。槽用ガイ
   ドローラー、槽支持ベアリング、ローター駆動装置及び
   動力伝達装置は槽支持架台に取り付ける。上記の構造を
   有する事を特徴とする攪拌機。 ３．槽及びその付帯設備、支持架台等は請求の範囲第２
   項記載の攪拌機と同一の攪拌機に於いて槽内に挿入する
   ローターの構造は下記の如くとする。ローターの円筒部
   分の外径はいづれの部分も同じであるが、内径は上方が
   小さく側面循環孔の上線に至る間は下方に行くに従って
   少し大きくなるようにしておく。即ち上方の厚みは厚く
   下方に行くに従い薄い。即ち内面が下方広がりの形状と
   する。ローター軸はその軸心をローター中心よりずらし
   てローター軸取り付け金具を介してローター底に取り付
   ける。底面循環孔もその中心をローター軸心に合わせて
   あける。ローター軸は槽蓋中央のシール装置を通りロー
   ター駆動装置の動力伝達機構に連結する。ローター軸に
   通気用小孔を上端から槽内上面に至る間開け、槽内、外
   を通気出来るようにしておき、その上端には通気用回転
   ジョイントを取り付ける。即ちローターを槽内に吊り下
   げた時、ローター軸心、シール装置中心はいづれも槽中
   心線とは一致する。ローターはローター軸を回転中心と
   して、その中心は偏心して回転する。ローターを回転さ
   せた時、槽内周とローター外周の間に作られる最少隙間
   が目的値になるように槽内径に対するローターの外径、
   ローター軸とローター中心との隔たりを選定する。最少
   隙間をつくるローター上縁の点に越流補助板を取り付け
   る。上記の構造を有する事を特徴とする攪拌機。