JPH08266881A - 攪拌翼とこれを備えた攪拌装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 攪拌効率の向上を図ると共に、適用可能な被
処理物の範囲が広く確保できるようにすることを目的と
する。 【構成】 竪型攪拌槽１に内装されて駆動手段により回
転される攪拌軸４に主翼７と該主翼７の上端と略同じ高
さに配される掻取翼８とが夫々設けられた攪拌翼に於い
て、掻取翼８の上辺を下辺よりも回転方向に先行させる
べくその板面を垂直面から攪拌軸４の方向へ傾斜させ、
且つ該掻取翼８は前記攪拌軸４を竪型攪拌槽１に内装し
た際に、該竪型攪拌槽１の内壁の近傍位置に配されるよ
うに構成してなることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、主として高粘度の液
体, 高濃度のスラリー及び湿潤粉体等の処理物を混合し
たり、熱処理したり、或いは反応させる際に使用される
攪拌翼とこれを備えた攪拌装置の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、高粘度液や非ニュートン性の流体
を攪拌する場合は、処理物を強制的に上下循環させると
同時に、容器の内壁近傍での停滞を防止するために、ヘ
リカルリボン翼を備えた１軸の竪型攪拌装置が比較的良
く用いられている。

【０００３】そして、かかる竪型攪拌装置には、攪拌す
べき流体の性状に応じて、単にヘリカルリボン翼のみを
円筒攪拌槽内で回転させる装置，攪拌槽を円錐体とした
装置，リボン翼と処理物の伴回りを防ぐ棒や板状の邪魔
板をヘリカルリボン翼の内側に固定した装置等があり、
さらにはヘリカルリボン翼の内側に該ヘリカルリボン翼
とは異なる速度で回転する別種の攪拌翼を備えた２駆動
部式の攪拌装置等の種々のものが存在する。

【０００４】一般に、ヘリカルリボン翼の回転方向には
攪拌槽の壁面で処理物を掻上げる方向と掻下げる方向の
２種類があるが、熱処理で伝熱面積を大きく取って処理
時間の増大を防ぐ場合や固体粒子の締まりによる攪拌ト
ルクの異常な増大を防ぐ場合は、掻上げ方向の回転が選
ばれている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の攪拌装置に於いては、被処理物が付着性や粘着性を
有する場合、これがヘリカルリボン翼の上端を越えて上
昇し、攪拌槽の壁面や槽内の部品に接触して停滞すると
いう問題点があった。

【０００６】そして、熱処理や反応を伴う操作ではこの
停滞部に変質物や固着物が発生するために、円滑な処理
が妨げられる結果、処理物の品質低下や収率低下をもた
らすことになる。

【０００７】かかる問題点を解決するために開発された
ものとしては、例えば特開平1-104330号公報所載の発明
が存在する。これは、ヘリカルリボン翼の上部に該ヘリ
カルリボン翼とは逆方向に捩じった羽根板を設けたもの
であるが、本件出願人が当該発明の効果を確認したとこ
ろ、確かに水飴のような高粘度のニュートン流体では上
述の如き問題点を解消できたのであるが、高濃度のスラ
リーや湿潤粉体を攪拌した時には、ヘリカルリボン翼の
上部と逆螺旋の羽根板間で処理物がブリッジを組んで大
きなブロックに成長することとなり、適用範囲が狭く限
定されてしまうという難点があった。

【０００８】それ故に、本発明は上記従来の問題点を解
決するためになされたものであり、攪拌効率の向上を図
ると共に、適用可能な被処理物の範囲を広く確保できる
ようにすることを課題とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】即ち、上記課題を解決す
るために本発明が採った手段は、竪型攪拌槽１に内装さ
れて駆動手段により回転される攪拌軸４に主翼７と該主
翼７の上端と略同じ高さに配される掻取翼８とが夫々設
けられた攪拌翼に於いて、掻取翼８の上辺を下辺よりも
回転方向に先行させるべくその板面を垂直面から攪拌軸
４の方向へ傾斜させ、且つ該掻取翼８は前記攪拌軸４を
竪型攪拌槽１に内装した際に、該竪型攪拌槽１の内壁の
近傍位置に配されるように構成してなる点にある。

【００１０】また、請求項２記載の如く、攪拌軸４にそ
の回転方向側程上向きに傾斜する掻下翼11を前記掻取翼
８と略同じ高さに設け、且つ該掻下翼11と掻取翼８と
を、前記攪拌軸４を竪型攪拌槽１に内装した際に、該竪
型攪拌槽１の内壁の近傍位置に配するように構成しても
構わない。

【００１１】

【作用】従って、上記構成を特徴とする攪拌翼は竪型攪
拌槽１に内装して使用されるが、駆動手段により攪拌軸
４を回転させると、攪拌翼の主翼７によって竪型攪拌槽
１内に投入された被処理物が攪拌混合されることにな
る。

【００１２】この攪拌時に於いて、被処理物の一部が竪
型攪拌槽１の内壁に付着する場合があるが、かかる付着
物は掻取翼８により掻取られることとなる。而して、該
掻取翼８はその板面を垂直面から傾斜させて上辺を下辺
よりも回転方向に先行させてなるため、掻取翼８により
掻取られた付着物は落下して再び主翼７により攪拌され
ることとなる。

【００１３】また、被処理物の種類によっては、掻取翼
８を越えてしまって竪型攪拌槽１の内壁に付着すること
もあるが、請求項２のように構成すると、付着物は掻下
翼11により掻取翼８の高さ位置にまで戻されて該掻取翼
８より掻取られるため、停滞部を生ぜしめることがなく
なる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の一実施例について図面に従っ
て説明する。

【００１５】図１に於いて、１は円筒胴２と、該円筒胴
２の下端部に取付けた断面形状が半楕円形の底板３とか
らなる竪型攪拌槽を示す。

【００１６】４は円筒胴２と同芯状に竪型攪拌槽１内に
配設された攪拌軸で、該攪拌軸４を回転駆動すべくその
上端部は電動機等の駆動装置（図示せず）に連結されて
なる。

【００１７】５は攪拌軸４の下端部に設けられた腕木
で、その両端部には支柱６が上向きに設けられ、且つ該
支柱６と腕木５には２条のヘリカルリボン翼７が取付け
られてなり、該ヘリカルリボン翼７の外縁部は前記竪型
攪拌槽１の内壁の近傍位置に配されている。尚、ヘリカ
ルリボン翼７の幅は竪型攪拌槽１の内径の約10％に形成
され、また直径と巻ピッチは何れも竪型攪拌槽１の内径
の95％に設定されている。

【００１８】８は先端部を図１(ロ) の如く竪型攪拌槽１
の内壁に対して約45°の角度を形成してその近傍位置に
配すべく、基端部が一方の支柱６の上端に軸方向に沿っ
て固定された矩形状の平板からなる掻取翼を示し、その
上下長さはヘリカルリボン翼７の幅と略等しく、且つ横
幅は約2.5 倍に設定されてなる。尚、掻取翼８の下辺は
ヘリカルリボン翼７の上端と同じ高さに配され、且つ先
端部側はヘリカルリボン翼７の回転方向に先行するよう
に配置されている。

【００１９】９は前記支柱６の内側に上下方向に鉛直に
配設された一対の邪魔板で、その上端部は支持具10を介
して竪型攪拌槽１の内壁上部に固定されてなり、該邪魔
板９の断面形状は直角三角形に形成され、直角をなす二
辺のうち一方の辺の延長線上に攪拌軸１が配置されて、
他方の辺はヘリカルリボン翼７の回転方向とは反対を向
いている。尚、邪魔板９の一方の辺の長さは夫々ヘリカ
ルリボン翼７の幅と等しい。さらに、本実施例では邪魔
板９とヘリカルリボン翼７との間隔は、該ヘリカルリボ
ン翼７の幅と略同じであるが、被処理物が付着性の強い
場合はこの間隔をさらに小さくした方が好ましい。

【００２０】11は他方の支柱６の上端に設けられた平板
からなる掻下翼で、その外縁部は半径がヘリカルリボン
翼７の直径の約61％となる円弧面で形成され、長さはヘ
リカルリボン翼７の約2.4 倍で、且つ長さ方向の中央部
の幅がヘリカルリボン翼７の幅と同一に形成されてな
る。尚、掻下翼11の外縁部は竪型攪拌槽１の内壁の近傍
位置に配され、且つその中央部で、図１(ハ) の如く掻下
翼11の板面と竪型攪拌槽１の内壁面との角度が概ね直角
となり攪拌軸１の回転方向程上向きに傾斜するように、
支柱６に固定されており、その傾斜角度は水平面に対し
て約25°に設定されている。また、掻下翼11はその下端
の高さが掻取翼８の上端の高さと等しくなるように支柱
６に固定されている。

【００２１】本実施例は以上の様な構成からなり、竪型
攪拌槽１内に被処理物を投入してその攪拌混合が以下の
ようにして行われる。

【００２２】先ず、駆動手段によって攪拌軸１を矢印方
向に回転せしめると、ヘリカルリボン翼７により被処理
物が竪型攪拌槽１の内壁に沿って上方に送られ、被処理
物の表面近傍で中央側に吸込まれて下向きに下降すると
いうフローパターンが形成されて、被処理物が攪拌混合
される。

【００２３】ところで、この攪拌混合時に於いて、被処
理物がヘリカルリボン翼７の上端を越えて流動すること
があり、かかる被処理物が例えば付着性や粘着性を有す
るような場合には、これが竪型攪拌槽１の内壁に付着す
ることになる。

【００２４】しかるに、攪拌翼12には掻取翼８を具備し
てなるために、竪型攪拌槽１の内壁に付着した付着物は
この掻取翼８の先端により順次掻取られることとなる。
特に、かかる掻取翼８の板面が攪拌軸４と平行に配され
ると共に、付着物を掻取るべき先端がヘリカルリボン翼
７の回転方向に該ヘリカルリボン翼７よりも先行してお
り、しかも竪型攪拌槽１の内壁に対して鋭角に配されて
なるため、掻取られた付着物は掻取翼８の前面に沿って
内側へと移動し、ヘリカルリボン翼７の内側に落下す
る。

【００２５】このようにして落下した被処理物はヘリカ
ルリボン翼７に巻込まれ、竪型攪拌槽１の内壁に沿って
掻上げられてヘリカルリボン翼７の上端に到達し、再び
掻取翼８に掻取られる。即ち、付着物は確実に掻取られ
て停滞部を生ぜしめることなく、安定した上下の循環流
を維持することが可能となり、よって攪拌効率の向上が
図れるのである。

【００２６】また、被処理物の性状が不安定で塊状の粘
着物が発生したり、蒸発を伴う操作で飛散物が掻取翼８
を越えて壁面の上部に付着する虞れのあるような場合で
あっても、攪拌翼12は掻下翼11を具備し、且つ掻下翼11
の下端の高さが掻取翼８の上端の高さと等しくなるよう
に配設されてなるために、該掻下翼11により前記被処理
物は掻取翼８の高さにまでスムーズに戻されることにな
り、よって掻取翼８による掻取効果を良好に維持するこ
とができる。

【００２７】尚、この場合、掻下翼11に代えて掻取翼８
の上下幅を大きくすることも考えられるが、このように
掻取翼８の面積を拡大すると逆に掻取った付着物の掻取
翼８表面での移動が阻害されて、その掻取効果を維持で
きないという難点があり、よって掻下翼11の採用は大変
有用である。

【００２８】また、邪魔板９をヘリカルリボン翼７の内
方位置に配設してなるために、被処理物が付着性や粘着
性を有する非ニュートン流体であっても、該被処理物と
ヘリカルリボン翼７とが伴回りするという事態を回避で
きて良好な攪拌効果が得られることになる。特に、本実
施例では邪魔板９を直角三角形の断面形状に形成してな
るため、被処理物が付着することも少なくなり、平板状
や円柱状に形成した場合に比して、被処理物の上下循環
を助けるという利点がある。

【００２９】このように、本実施例に係る攪拌装置は、
付着性や粘着性の高い高粘度液，高濃度のスラリーや湿
潤粉体等にも適用可能となり、その適用範囲が極めて広
いという利点を有する。

【００３０】さらに、本実施例に係る掻取翼８及び掻下
翼11は非常に簡易な構成からなるために、容易に且つ安
価に製作できると共に、既存の攪拌装置にも適用するこ
とができるという実用的な利点もある。

【００３１】このようにして、攪拌混合が終了した処理
物は竪型攪拌槽１から外部に排出され、該竪型攪拌槽１
内には新たな被処理物が投入されて同様にして、その攪
拌混合が行われることになる。

【００３２】尚、極めて粘度の高い被処理物を、上記実
施例のように板面を攪拌軸４と平行に、即ち垂直方向に
配した掻取翼８で掻取り続けると、掻取量の多い高さで
掻取翼８の表面の付着厚みが増加し、該表面上を掻取っ
た被処理物が這い上がるという事態が生じ得る。この場
合は、例えば図２のように攪拌軸４の上辺を下辺よりも
回転方向に先行させるべくその板面を垂直面から攪拌軸
(4) の方向へ傾斜させたり（例えば、図２(ハ) のように
傾斜角度θを約20°程度）、板面を曲げて構成すれば、
付着物が比較的容易に落下することとなって利便であ
る。

【００３３】また、上記実施例の如き掻下翼11は省略し
て構成することも可能である。この場合は、例えば図３
のように掻下翼11に代えて支柱６に傾斜する掻取翼８を
設けたり、図４の如く支柱６の軸方向に沿って垂直に掻
取翼８を設けて邪魔板９と組合せて攪拌装置を構成して
も構わない。

【００３４】さらに、攪拌翼12の主翼７は上記実施例の
他に、例えばヘリカルリボン翼が途中で切断されて複数
に分割されたものや、回転方向に対して傾斜させて攪拌
槽１の内壁近傍位置に配される羽根板を具備し、且つ該
近傍位置で被処理物を上下に移動させる機能を持つもの
であってもよい。要は、上記実施例の如きヘリカルリボ
ン翼と同等の送り機能を有するものであればよい。

【００３５】また、邪魔板９は被処理物が粉体やスラリ
ーであるような場合に、その効果を顕著に発揮し得る
が、かかる邪魔板８は必要に応じて設ければよく、省略
可能である。

【００３６】さらに、上記実施例では掻取翼８及び掻下
翼11を支柱６に設けたが、攪拌軸４の上部側面に取付部
材を突設してこれに掻取翼８等を設けてもよい。

【００３７】また、掻下翼11の傾斜角度は水平面に対し
て20°〜45°の範囲内であればよく、この範囲内での変
更は可能である。

【００３８】その他、竪型攪拌槽１の形状等も本発明の
意図する範囲に於いて任意に設計変更自在である。

【００３９】

【発明の効果】叙上の様に、本発明は上辺を下辺よりも
回転方向に先行させるべく掻取翼の板面を垂直面から攪
拌軸の方向へ傾斜させてなるために、攪拌槽の内壁に付
着した付着物は掻取翼により確実に掻取られて該掻取翼
の下面に沿って落下し、再び主翼に巻込まれて従来の如
く停滞部を生ぜしめることなく安定した循環流を維持す
ることが可能となり、よって攪拌効率の向上に大いに寄
与し得るという格別の効果を得るに至った。

【００４０】また、掻取翼と共に掻下翼を設けると、掻
取翼を越えて竪型攪拌槽の内壁に付着した被処理物は掻
下翼により掻取翼の高さにまで戻されて、該掻取翼によ
り掻取られることになる。即ち、この両翼が相俟って良
好な掻取効果を維持できるという特有の効果を奏する。

【００４１】これにより、本発明に係る攪拌翼及び攪拌
装置は低粘度液は勿論のこと、付着性や粘着性の高い高
粘度液，高濃度のスラリーや湿潤粉体等にも適用可能と
なって、その適用範囲が従来のものに比して大幅に拡大
できるという特有の効果を奏する。

【００４２】また、本発明に係る攪拌翼及び攪拌装置は
極めて簡易な構成からなるために、その製作が容易に且
つ安価に行えると共に、掻取翼や掻下翼は既存の攪拌翼
にも取付けることができるという実用的な効果も奏す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示し、(イ) は一部断面正面
図、(ロ) は(イ) のＡ−Ａ線矢視図、(ハ) は(ロ) のＢ−Ｂ
線矢視図。

【図２】他の実施例を示し、(イ) は一部断面正面図、
(ロ) は平面図、(ハ) は(ロ) のＣ−Ｃ線矢視図。

【図３】他の実施例を示し、(イ) は攪拌翼の正面図、
(ロ) は平面図。

【図４】他の実施例を示し、(イ) は攪拌槽の一部断面正
面図、(ロ) は(イ) のＤ−Ｄ線矢視図。

【符号の説明】

１…竪型攪拌槽 ４…攪拌軸 ７…主翼 ８…掻取翼 11…掻下翼 12…攪拌翼

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成７年４月７日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３２】 尚、極めて粘度の高い被処理物を、上記
実施例のように板面を攪拌軸４と平行に、即ち垂直方向
に配した掻取翼８で掻取り続けると、掻取量の多い高さ
で掻取翼８の表面の付着厚みが増加し、該表面上を掻取
った被処理物が這い上がるという事態が生じ得る。この
場合は、例えば図２のように掻取翼８の上辺を下辺より
も回転方向に先行させるべくその板面を垂直面から攪拌
軸(4) の方向へ傾斜させたり（例えば、図２(ハ) のよう
に傾斜角度θを約20°程度）、板面を曲げて構成すれ
ば、付着物が比較的容易に落下することとなって利便で
ある。

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 竪型攪拌槽(1) に内装されて駆動手段に
   より回転される攪拌軸(4) に主翼(7) と該主翼(7) の上
   端と略同じ高さに配される掻取翼(8) とが夫々設けられ
   た攪拌翼に於いて、掻取翼(8) の上辺を下辺よりも回転
   方向に先行させるべくその板面を垂直面から攪拌軸(4)
   の方向へ傾斜させ、且つ該掻取翼(8) は前記攪拌軸(4)
   を竪型攪拌槽(1) に内装した際に、該竪型攪拌槽(1) の
   内壁の近傍位置に配されるように構成してなることを特
   徴とする攪拌翼。
2. 【請求項２】 竪型攪拌槽(1) に内装されて駆動手段に
   より回転される攪拌軸(4) に主翼(7) と該主翼(7) の上
   端と略同じ高さに配される掻取翼(8) とが夫々設けられ
   た攪拌翼に於いて、攪拌軸(4) にその回転方向側程上向
   きに傾斜する掻下翼(11)が前記掻取翼(8) と略同じ高さ
   に設けられ且つ該掻下翼(11)と掻取翼(8) とは、前記攪
   拌軸(4) を竪型攪拌槽(1) に内装した際に、該竪型攪拌
   槽(1) の内壁の近傍位置に配されるように構成してなる
   ことを特徴とする攪拌翼。
3. 【請求項３】 前記竪型攪拌槽(1) の内壁に対向する掻
   下翼(11)の外縁部が曲線状に形成されてなる請求項２記
   載の攪拌翼。
4. 【請求項４】 前記掻下翼(11)の傾斜角度が水平面に対
   して20°〜45°となるように設定されてなる請求項２又
   は３記載の攪拌翼。
5. 【請求項５】 前記掻下翼(11)の板面が竪型攪拌槽(1)
   の内壁に対して略垂直に配されるように構成してなる請
   求項２乃至４の何れかに記載の攪拌翼。
6. 【請求項６】 前記掻取翼(8) の板面が攪拌軸(4) と平
   行に配されてなる請求項２乃至５の何れかに記載の攪拌
   翼。
7. 【請求項７】 前記掻取翼(8) の上辺を下辺よりも回転
   方向に先行させるべくその板面を垂直面から攪拌軸(4)
   の方向へ傾斜させてなる請求項２，３，４，５の何れか
   に記載の攪拌翼。
8. 【請求項８】 前記主翼(7) がヘリカルリボン翼である
   請求項１乃至７の何れかに記載の攪拌翼。
9. 【請求項９】 請求項１乃至８の何れかに記載の攪拌翼
   (12)と、該攪拌翼(12)が内装される竪型攪拌槽(1) とか
   らなる攪拌装置。
10. 【請求項10】 前記竪型攪拌槽(1) に、攪拌翼(12)の内
    方位置に配される邪魔板(9) が設けられてなる請求項９
    記載の攪拌装置。
11. 【請求項11】 竪型攪拌槽(1) と、該竪型攪拌槽(1) に
    内装されて駆動手段により回転される攪拌軸(4) に主翼
    (7) と該主翼(7) の上端と略同じ高さに配される掻取翼
    (8) とが夫々設けられた攪拌翼(12)とからなる攪拌装置
    に於いて、掻取翼(8) の板面が攪拌軸（4)と平行に配さ
    れ、且つ前記竪型攪拌槽(1) には主翼(7) の内方位置に
    配される邪魔板(9) が設けられてなること特徴とする攪
    拌装置。