JP2000070694A - 流体撹拌装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 流体撹拌装置に折損、湾曲等の故障がなく、
しかも、流体内に吸蔵されている気体の気泡化を抑制
し、流体を均質に撹拌混合することができる流体撹拌装
置を提供することにある。 【解決手段】 本発明の流体撹拌装置は、円筒状の撹拌
槽と、該撹拌槽内に装備された回転体と、該回転体の周
囲にあって前記撹拌槽の内側壁に取り付けられ、流体に
前記回転体の回転に伴って周方向に螺旋状の流れを生じ
させる整流体とを具備してなることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、流体を撹拌混合し
て均質化する撹拌装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】流体を均質化する手段として撹拌混合す
る方法が知られており、流体を撹拌混合する装置とし
て、従来、図３に示すように、回転軸４に撹拌翼５が付
設された撹拌体を、流体が充填された撹拌槽１内に配置
し、回転軸４に連結された回転駆動手段（図示せず）に
より撹拌体を回転させることによって流体を撹拌混合す
る流体撹拌装置が一般に用いられている。このような流
体撹拌装置においては、撹拌翼５が、撹拌体の回転方向
に対し撹拌翼５の前方に位置する流体を剪断し、この剪
断が反復して行われることにより、流体が撹拌混合され
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
流体撹拌装置においては、撹拌翼を流体に浸漬した状態
で撹拌体を回転させると、流体が有する粘性により流体
に回転抵抗力が生じ、この回転抵抗力が撹拌翼から回転
軸に伝達されて回転軸に捻り力として作用し、回転軸に
折損や湾曲等を引き起こす原因となる。特に、強い撹拌
効果を得ようとする場合、撹拌翼の表面積を大きくして
流体との接触領域を増やすか、あるいは撹拌体を高速回
転させることが必要になるが、これらはいずれも回転軸
に作用する捻り力を増大させるという現象を伴うことに
なり、この結果、強い撹拌力を発揮する流体撹拌装置に
おいては故障が多発するということが経験的に知られて
いる。さらに、流体の種類によっては、撹拌体の回転に
より撹拌翼の近傍に生じる流体への圧力の急激な変動
が、流体内に吸蔵されていた気体の気泡化を促し、流体
の均質化には好ましくない気泡群を流体内に形成すると
いった問題がある。とりわけ、工業分野において流体を
連続して安定的に撹拌混合するには、上記のような流体
撹拌装置の故障や流体内の気泡発生は極力回避しなけれ
ばならない。

【０００４】本発明は上記に鑑みてなされたもので、そ
の目的とするところは、流体撹拌装置に折損、湾曲等の
故障がなく、しかも、流体内に吸蔵されている気体の気
泡化を伴うことなく、流体を均質に撹拌混合することが
できる流体撹拌装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の流体撹拌装置
は、円筒状の撹拌槽と、該撹拌槽内に装備された回転体
と、該回転体の周囲にあって前記撹拌槽の内側壁に取り
付けられ、流体に前記回転体の回転に伴って周方向に螺
旋状の流れを生じさせる整流体とを具備してなることを
特徴とする。

【０００６】

【作用】本発明の流体撹拌装置は上記のように構成され
ているので、回転体を流体に浸漬させて回転させると、
回転体近傍の流体には回転体に随伴して回転する流れが
生じ、次いで整流体を通過すると周方向に螺旋状の流れ
が形成される。この流れの変換が連続的に行われること
によって、撹拌槽の中心近傍にある流体と撹拌槽の内側
壁近傍にある流体との位置交換が促進されて撹拌混合が
実現される。すなわち、回転体により流体に生じる回転
運動と、整流体により流体に生じる螺旋運動とが反復さ
れることによって流体に撹拌混合作用がもたらされる。

【０００７】本発明の流体撹拌装置では、回転体には、
流体に回転抵抗力を引き起こす撹拌翼や撹拌腕を設けて
いないため、回転軸に生じる捻り力は軽微で、回転体の
折損や湾曲等の発生を回避することができる。

【０００８】また、本発明の流体撹拌装置では、撹拌混
合作用は流体の回転運動に誘起されるので、流体の回転
運動速度、つまり、回転体の回転数の増加に比例して所
望の撹拌混合効果を得ることができる。

【０００９】さらに、流体の回転運動から螺旋運動への
変換においては、流体に局所的な流速の変化がなく、流
体への圧力は撹拌槽内で連続的な分布となるため、従来
の流体撹拌装置に見られる流体中の吸蔵気体の気泡化現
象を抑制することができる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の流体撹拌装置の実施例を図面
を参照して説明する。

【００１１】図１は本発明の流体撹拌装置を示す一部破
断斜視図である。図２は本発明の流体撹拌装置を構成す
る整流体および整流体を中心とした流体の流線の説明図
である。図１、図２において、１は撹拌槽、２は回転
体、３は整流体を示す。

【００１２】撹拌槽１は円筒状の容器であり、上部側壁
に流体を撹拌槽１内に充填するための供給口１ａが、下
部側壁に流体を撹拌槽１内から取り出すための排出口１
ｂがそれぞれ設けられている。

【００１３】回転体２は、円筒状の胴部２ａと、胴部２
ａの上方に連続して同軸に設けられた軸部２ｂとからな
り、撹拌槽１の天井部から撹拌槽１内に装入され、軸を
中心に回転可能なように上端が回転駆動手段（図示せ
ず）に連結されている。

【００１４】整流体３は、撹拌槽１の内側壁に固定され
た環状の下盤３ａと、下盤３ａより僅かに小さい径を有
し下盤３ａに対向して設けられた環状の上盤３ｂと、下
盤３ａと上盤３ｂとで挟持され周方向に位相を異にして
等間隔で立設した複数の翼部３ｃとからなる。

【００１５】本発明の流体撹拌装置を用いて流体を攪拌
混合する方法を以下に説明する。図２において、Ｇは流
体の流線を示す。

【００１６】供給口１ａから流体が撹拌槽１内に充填さ
れ、流体に浸漬された回転体２が回転駆動手段により反
時計回りに回転すると、回転体２の周囲にある流体は回
転体２の回転方向と同じ方向に回転し、さらにその外側
にある流体を撹拌槽１の中心方向に引き込みながら整流
体３の翼部３ｃを通過して上盤３ｂの上方に抜ける。同
時に、撹拌槽１の内側壁近傍にある流体は、撹拌槽１の
中心部の回転流によって撹拌槽１の内側に引き込まれ翼
部３ｃを通過して上盤３ｂの下方に抜ける。このよう
に、回転体２により回転運動を付与された流体は、整流
体３を通過する際に上盤３ｂを中心とした周方向の螺旋
運動を伴って流動する。このように流体が回転運動と螺
旋運動を交互に繰り返すことにより、撹拌槽１内の内側
に位置する流体と撹拌槽１内の外側に位置する流体との
位置変換が行われ、撹拌槽１内の径方向において流体の
撹拌混合が実現される。

【００１７】さらに、整流体３を撹拌槽１内の上下方向
に複数個取り付けることにより、撹拌槽１内の上方にあ
る流体と撹拌槽１内の下方にある流体との位置変換が行
われ、撹拌槽１内の軸方向において流体の撹拌混合が実
現される。

【００１８】上記のように攪拌混合された後、撹拌槽１
の排出口１ｂから取り出された流体には気泡の巻き込み
がなく、流体は高度に均質化されていた。

【００１９】図１では、撹拌槽１内の内側壁に３個の整
流体３を取り付けた例を示したが、整流体３の個数は適
当でよい。整流体３は上下方向に相互に略等しく離間さ
せて設けることが好ましい。

【００２０】整流体３の形状は、図２に示すものに限定
されず、流体に周方向に螺旋状の流れを生じさせるよう
な構造を有するものであれば適用可能である。

【００２１】本発明の流体撹拌装置を構成する撹拌槽
１、回転体２、整流体３は一定の機械的強度を有する材
料であれば使用可能であるが、撹拌混合される流体に対
して耐浸食性を発揮するものが好ましい。

【００２２】

【発明の効果】本発明の流体撹拌装置によれば、回転軸
に生じる捻り力を軽減して回転体に折損、湾曲等の故障
が発生せず、しかも、流体内に吸蔵された気体の気泡化
を抑制するので、長期にわたって安定した撹拌混合を可
能とする優れた効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の流体撹拌装置を示す一部破断斜視図
である。

【図２】 本発明の流体撹拌装置を構成する整流体およ
び整流体を中心とした流体の流線の説明図である。

【図３】 従来の流体撹拌装置を示す一部破断斜視図で
ある。

【符号の説明】

１ 撹拌槽 ２ 回転体 ３ 整流体 ３ａ 下盤 ３ｂ 上盤 ３ｃ 翼部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 円筒状の撹拌槽と、該撹拌槽内に装備さ
   れた回転体と、該回転体の周囲にあって前記撹拌槽の内
   側壁に取り付けられ、流体に前記回転体の回転に伴って
   周方向に螺旋状の流れを生じさせる整流体とを具備して
   なることを特徴とする流体撹拌装置。