JP2011255290A - Stirring rotor and stirring device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液体その他の各種流体を攪拌し、混合、分散等を行うための攪拌用回転体および攪拌装置に関する。 The present invention relates to a rotating body for stirring and a stirring device for stirring, mixing, dispersing, and the like of liquids and other various fluids.
従来、例えば2種類以上の流体を混合したり、流体中に添加した各種粉末等を均一に分散させたりする場合には、流体中で羽根車を回転させる攪拌機が使用されている。この羽根車には一般的にプロペラ翼やタービン翼が設けられており、回転することで流体を流動させて攪拌を行う。 Conventionally, for example, when two or more kinds of fluids are mixed or various powders added to the fluid are uniformly dispersed, a stirrer that rotates an impeller in the fluid is used. This impeller is generally provided with a propeller blade and a turbine blade, and agitation is performed by flowing a fluid by rotating.
このような攪拌機は、流体を収容するタンクに恒常的に設置されて使用されるものが多いが、この他にも、例えば塗料等を使用直前に現場で攪拌するためのハンディタイプのものがよく使用されている。このハンディタイプの攪拌機は、一般的にハンドドリル型の駆動装置の駆動軸の先端に羽根車を設けて構成されている。そして、使用者は、駆動装置を両手に持ち、先端の羽根車を塗料等の被攪拌物が収容された容器内に挿入して回転させ、攪拌を行う。 Such a stirrer is often used by being permanently installed in a tank containing a fluid, but in addition to this, for example, a handy type for stirring a paint etc. on the spot immediately before use is often used. in use. This handy type agitator is generally configured by providing an impeller at the tip of a drive shaft of a hand drill type drive device. Then, the user holds the drive device in both hands, inserts the impeller at the tip into a container in which an object to be stirred such as a paint is stored, and rotates to perform stirring.
しかしながら、このハンディタイプの攪拌機では、鋭利な翼端を持つ羽根車を高速で回転させることから非常に危険であり、取扱に注意を要するという問題があった。また、突起の多い羽根車を容器にぶつけてしまった場合や、羽根車が疲労破壊を起こした場合に、羽根車の先端や容器の一部が欠けて、または削れて被攪拌物内に混入しやすいという問題があった。 However, this handy type stirrer is very dangerous because an impeller having a sharp blade tip is rotated at a high speed, and there is a problem that it requires careful handling. Also, if an impeller with many protrusions hits the container, or if the impeller causes fatigue failure, the tip of the impeller or part of the container is missing or scraped and mixed into the object to be stirred. There was a problem that it was easy to do.
また、羽根車は被攪拌物と衝突することによって被攪拌物を流動させるため、羽根車を備える攪拌機では、回転する羽根車を被攪拌物内に投入する際、または被攪拌物内で羽根車の回転を開始する際に、反動によって羽根車が振られやすいという問題があった。このため、使用者が攪拌機の操作になれていない場合には、羽根車を容器にぶつけたり、被攪拌物を容器外に飛散させたりといったような事態が頻発していた。 Also, since the impeller causes the material to be stirred to flow by colliding with the material to be stirred, in a stirrer equipped with an impeller, when the rotating impeller is put into the material to be stirred, or in the material to be stirred, the impeller When starting to rotate, there was a problem that the impeller was easily shaken by the reaction. For this reason, when the user is not operating the stirrer, situations such as hitting the impeller against the container or scattering the object to be stirred out of the container frequently occurred.
また、羽根車では、被攪拌物に沈降物が含まれるような場合に、羽根車を容器の底壁に接触させながら攪拌を行わなければ沈降物をうまく分散させることができないため、羽根車と容器の壁面の接触により発生する破片や削りカスが被攪拌物内に混入しやすいという問題があった。 In addition, in the impeller, when the agitated material contains sediment, the sediment cannot be dispersed well unless stirring is performed while the impeller is in contact with the bottom wall of the container. There has been a problem that debris and scraps generated by contact with the wall surface of the container are likely to be mixed into the object to be stirred.
また、羽根車を備える攪拌機では、被攪拌物内に混入された粉末粒子が羽根車との衝突により粉砕される場合があるという問題があった。このため、例えばメタリック塗料のように、混入された粉末粒子を微細化したくないような場合には、十分な攪拌を行うことが困難であった。 Moreover, in the stirrer provided with the impeller, there is a problem that the powder particles mixed in the object to be stirred may be pulverized by collision with the impeller. For this reason, it is difficult to sufficiently stir, for example, when it is not desired to make the mixed powder particles finer, such as a metallic paint.
一方、プロペラ翼やタービン翼を使用するのではなく、外形が六角柱状の筒体から羽根車を構成すると共に、側面に複数の孔を設けた高粘性流体用ミキサー等も提案されている(例えば、特許文献1参照)。 On the other hand, instead of using propeller blades and turbine blades, a mixer for a high-viscosity fluid in which an impeller is configured from a hexagonal cylindrical body and a plurality of holes are provided on a side surface has been proposed (for example, , See Patent Document 1).
しかしながら、上記特許文献1に記載の高粘性流体用ミキサーでは、羽根車の外形が六角柱状であり、主として羽根車の外壁を被攪拌物に衝突させることによって被攪拌物を流動させるものであるため、上述した回転開始時の反動の問題、および被攪拌物内の粉末粒子の粉砕の問題を解消するものではなかった。
However, in the high-viscosity fluid mixer described in
また、側面の孔から被攪拌物を流出させるようにしているものの、側面の孔に対して羽根車内部の容積が大きいため、羽根車内部の流速が低く、長時間使用した場合に滞留物が羽根車の内側に付着して堆積し、攪拌能力が低下しやすいという問題があった。 In addition, although the agitated material is allowed to flow out from the side holes, the volume inside the impeller is large relative to the side holes, so the flow rate inside the impeller is low, and the stagnant material will remain when used for a long time. There was a problem that the stirring ability was liable to deteriorate due to adhesion and deposition on the inside of the impeller.
また、従来の攪拌機は、容器内に貯留された被攪拌物を攪拌するに留まっており、外部から他の液体や気体等を被攪拌物内に導入しつつ攪拌を行うことについて考慮されたものはほとんどなかった。 In addition, the conventional stirrer is only for stirring the stirring object stored in the container, and it is considered that stirring is performed while introducing other liquid or gas into the stirring object from the outside. There was almost no.
本発明は、斯かる実情に鑑みてなされたものであって、用途を問わずに安全且つ効率的な攪拌を行うことが可能な攪拌用回転体および攪拌装置を提供しようとするものである。 This invention is made | formed in view of such a situation, Comprising: It aims at providing the rotary body for stirring and stirring apparatus which can perform safe and efficient stirring irrespective of a use.
(1)本発明は、回転軸を中心に回転する本体と、前記本体の表面に設けられる吸入口と、前記本体の表面に設けられる吐出口と、前記吸入口と前記吐出口を繋ぐ流通路と、を備え、前記本体には、前記本体を回転させる駆動軸が接続され、前記吸入口は、前記吐出口よりも前記回転軸に近い位置に配置され、前記吐出口は、前記吸入口よりも前記回転軸から遠心方向外側の位置に配置され、前記駆動軸は、自身に設けられた開口と前記流通路を繋ぐ軸部流通路を備えることを特徴とする、攪拌用回転体である。 (1) The present invention provides a main body that rotates about a rotation axis, a suction port provided on the surface of the main body, a discharge port provided on the surface of the main body, and a flow passage that connects the suction port and the discharge port. A drive shaft that rotates the main body is connected to the main body, the suction port is disposed closer to the rotation shaft than the discharge port, and the discharge port is connected to the suction port. The rotating shaft for stirring is characterized in that it is disposed at a position on the outer side in the centrifugal direction from the rotating shaft, and the driving shaft includes a shaft portion flow passage that connects an opening provided in the rotating shaft and the flow passage.
(2)本発明はまた、前記開口は、前記駆動軸における被攪拌物の外部に位置する部分に設けられることを特徴とする、上記(1)に記載の攪拌用回転体である。 (2) The present invention is also the stirring rotator according to (1), wherein the opening is provided in a portion of the drive shaft that is located outside the object to be stirred.
(3)本発明はまた、前記開口は、前記駆動軸における被攪拌物の内部に位置する部分に設けられることを特徴とする、上記(1)に記載の攪拌用回転体である。 (3) The present invention is also the stirring rotator according to (1) above, wherein the opening is provided in a portion of the drive shaft located inside the object to be stirred.
(4)本発明はまた、前記軸部流通路には、前記軸部流通路を介して前記流通路に流体または流体と固体の混合物を供給する供給装置が接続されることを特徴とする、上記(1)乃至(3)のいずれかに記載の攪拌用回転体である。 (4) The present invention is also characterized in that a supply device for supplying a fluid or a mixture of fluid and solid to the flow passage is connected to the shaft flow passage through the shaft flow passage. The stirring rotator according to any one of (1) to (3) above.
(5)本発明はまた、前記本体は、前記回転軸に垂直な断面が円形状に構成されることを特徴とする、上記(1)乃至(4)のいずれかに記載の攪拌用回転体である。 (5) In the present invention, the stirring body according to any one of the above (1) to (4), wherein the main body has a circular cross section perpendicular to the rotation axis. It is.
(6)本発明はまた、前記本体は、半球状または楕円体状に構成されることを特徴とする、上記(1)乃至(5)のいずれかに記載の攪拌用回転体である。 (6) The present invention is also the stirring rotator according to any one of (1) to (5) above, wherein the main body is configured in a hemispherical shape or an ellipsoidal shape.
(7)本発明はまた、前記吐出口は、複数設けられ、前記吸入口は、前記複数の吐出口ごとに個別に設けられることを特徴とする、上記(1)乃至(6)のいずれかに記載の攪拌用回転体である。 (7) In the present invention, any one of the above (1) to (6), wherein a plurality of the discharge ports are provided, and the suction ports are individually provided for each of the plurality of discharge ports. The rotating body for stirring described in 1.
(8)本発明はまた、前記吸入口は、前記駆動軸の反対側に設けられることを特徴とする、上記(1)乃至(7)のいずれかに記載の攪拌用回転体である。 (8) The stirring rotor according to any one of (1) to (7), wherein the suction port is provided on the opposite side of the drive shaft.
(9)本発明はまた、前記吸入口は、前記回転軸の遠心方向外側に設けられることを特徴とする、上記(1)乃至(8)のいずれかに記載の攪拌用回転体である。 (9) The present invention is also the stirring rotator according to any one of (1) to (8), wherein the suction port is provided on the outer side in the centrifugal direction of the rotation shaft.
(10)本発明はまた、1つの前記吐出口に対して複数の前記吸入口が設けられることを特徴とする、上記(1)乃至(9)のいずれかに記載の攪拌用回転体である。 (10) The present invention is also the stirring rotator according to any one of (1) to (9), wherein a plurality of the suction ports are provided for one discharge port. .
(11)本発明はまた、上記(1)乃至(10)のいずれかに記載の攪拌用回転体を、前記回転軸方向に複数配置して構成されることを特徴とする、攪拌装置である。 (11) The present invention is also a stirrer characterized in that a plurality of the stirrer rotating bodies according to any one of the above (1) to (10) are arranged in the rotation axis direction. .
本発明によれば、用途を問わずに安全且つ効率的な攪拌を行うことが可能という優れた効果を奏し得る。 According to the present invention, it is possible to achieve an excellent effect that it is possible to perform safe and efficient stirring regardless of use.
以下、本発明の実施の形態を、添付図面を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
まず、本発明の実施の形態に係る攪拌用回転体1の構造について説明する。図1(a)は、攪拌用回転体1の平面図であり、同図(b)は、攪拌用回転体1の正面図(側面図も同一)であり、同図(c)は、攪拌用回転体1の底面図である。また、図2は、攪拌用回転体1の部分断面図である。これらの図に示されるように、攪拌用回転体1は、半球状の本体10と、本体10の表面に設けられた複数の吸入口12と、本体10の表面に設けられた複数の吐出口14と、吸入口12と吐出口14を繋ぐように本体10の内部に形成された流通路16から構成されている。
First, the structure of the stirring rotating
本体10は、この例では、球体を半分に分割した形状である半球状となっている。従って、本体10の表面は、本体10の中心軸Cに対して垂直な面である平面状の上面10aと、中心軸Cに対して傾斜した面である球面状の傾斜面10bと、から構成されている。傾斜面10bは、より詳細には、中心軸C方向の一方(図の下方)から他方(図の上方)に向けて漸次中心軸Cから遠ざかる面となっている。換言すると、本体10は、中心軸C方向の厚みが半径方向外側に向けて漸次減少する形状となっている。
In this example, the
本体10の上面10aの中心には、モータ等の駆動装置に繋がる駆動軸20が接続される接続部18が設けられている。従って、攪拌用回転体1は、本体10の中心軸Cを回転軸として回転するように構成されている。なお、駆動軸20と接続部18の接続方法は、例えばネジや係合等、既知のいずれの方法であってもよい。
In the center of the
本実施形態では、本体10を流通路16以外の部分を中実に構成することで、本体10の強度を高めるようにしている。本体10を構成する材質は、特に限定されるものではなく、例えば金属やセラミックス、樹脂、ゴム、木材等、使用条件に応じた適宜の材質を採用することができる。本実施形態の本体10は、シンプルで加工しやすい形態となっているため、製造方法に制限されることなく、多種多様な材質から本体10を構成することが可能となっている。
In this embodiment, the strength of the
また、本体10をこのようにシンプルな形状に構成することより、回転軸に対する不釣合いの発生を少なくすることができる。このため、本実施形態では、不釣合いの発生しやすい羽根車等とは異なり、回転時の振動や振れ回り等を略解消することが可能となっている。
Further, since the
吸入口12は、接続部18の反対側である本体10の先端部(傾斜面10bの中心軸C側の部分)に設けられている。本実施形態では、4つの吸入口12を、中心軸Cを中心とする円周上に等間隔で並べて配置すると共に中心軸Cと同一方向に形成している。吐出口14は、本体10の側面部(傾斜面10bの上面10a側の部分)に設けられている。すなわち、本実施形態では、4つの吐出口14を、各吸入口12よりも本体10の中心軸Cから遠心方向(半径方向)外側となる位置(中心軸Cから中心軸Cに垂直な方向に離れた位置)にそれぞれ配置している。また、中心軸Cに対して直交する方向に吐出口14を形成している。
The
流通路16は、1つの吸入口12と1つの吐出口14を繋ぐ通路として形成されている。従って、本体10の内部には、4つの流通路が形成されている。各流通路16は、吸入口12から中心軸C方向に沿って直進した後に直角に曲がり、本体10の遠心方向に向けて直進して吐出口14に到達するように形成されている。
The
本実施形態では、流通路16をこのように構成することで、ドリルによる穴加工で容易に吸入口12、吐出口14および流通路16を形成できるようにしている。具体的には、吸入口12の位置から中心軸C方向に沿った穴加工、および吐出口14の位置から中心軸Cに向けた穴加工によって容易に吸入口12、吐出口14および流通路16を形成することができる。なお、本実施形態では、流通路16の断面形状を円形に構成しているが、これに限定されるものではなく、例えば楕円形や多角形等、その他の断面形状としてもよい。
In the present embodiment, the
図2に示されるように、本体10を回転駆動する駆動軸20の内部には、軸方向(中心軸C方向)に伸びる軸部流通路22が形成されている。そして駆動軸20の先端には、軸部流通路22を流通路16に繋げるための開口である接続口24が設けられ、駆動軸20の側面の所定の位置には、軸部流通路22を外部に繋げるための開口である外部開口26が設けられている。
As shown in FIG. 2, a shaft
また、本体10の中心部には、全ての流通路16と繋がる空間である共通空間16aが形成されると共に、この共通空間16aに駆動軸20先端の接続口24が開口するようになっている。すなわち、接続部18は、駆動軸20の軸部流通路22を共通空間16aに繋げるように構成されており、軸部流通路22は、接続口24および共通空間16aを介して全ての流通路16と接続されている。
In addition, a
なお、本実施形態では、流通路16の遠心方向に沿う部分を延長することで共通空間16aを形成しているが、本体10の内部に円柱状や角柱状等の隔室を形成し、これに流通路16を接続して共通空間16aとするようにしてもよい。
In the present embodiment, the
次に、攪拌用回転体1の作動について説明する。図3(a)は攪拌用回転体1の作動を示した平面図であり、同図(b)は攪拌用回転体1の作動を示した正面図である。攪拌用回転体1は、流体である被攪拌物内において、駆動軸20に駆動されて中心軸Cを中心に回転することにより、被攪拌物を攪拌する。
Next, the operation of the stirring
流体中に攪拌用回転体1を浸漬して回転させると、流通路16内に進入した流体も攪拌用回転体1と共に回転することとなる。すると、流通路16内の流体に遠心力が作用し、これらの図に示されるように、流通路16内の流体は攪拌用回転体1の半径方向外側に向けて流動する。吐出口14は、吸入口12よりも本体10の遠心方向外側に設けられているため、吐出口14では吸入口12よりも強い遠心力が働くこととなる。従って、流体は、攪拌用回転体1が回転している限り吸入口12から吐出口14に向けて流動する。すなわち、流通路16内の流体が吐出口14から噴出すると共に、外部の流体が吸入口12から流通路16内に吸引される。これにより、攪拌用回転体1の周囲の流体には、吐出口14のある側面部から放射状に広がる流動と、吸入口12のある攪拌用回転体1の先端部に向かう流動が発生することとなる。
When the
また、流体中に攪拌用回転体1を浸漬して回転させると、攪拌用回転体1の表面近傍の流体が粘性の影響により攪拌用回転体1と共に回転することとなる。従って、攪拌用回転体1の表面近傍の流体にも遠心力が働き、これらの図に示されるように、表面近傍の流体は攪拌用回転体1の表面に沿って吐出口14の近傍まで流動し、吐出口14からの噴流の随伴流となる。
Further, when the stirring
本実施形態では、本体10を半球状に構成することにより、攪拌用回転体1の先端部近傍の流動を、側面部から放射状に広がる流動にスムーズに合流させることを可能としている。また、本体10をこのような形状にすることで、攪拌用回転体1の先端部に向かう流動の一部を、傾斜面10bに沿って吐出口14近傍までスムーズに流動させて、側面部から放射状に広がる流動に合流させることを可能としている。この結果、攪拌用回転体1は、周囲の流体に強力な流動を発生させることが可能となるため、効率的な攪拌を行うことが可能となっている。
In the present embodiment, by configuring the
さらに、本実施形態では、軸部流通路22の一端(接続口24)を流通路に繋ぎ、他端(外部開口26)を外部に繋ぐようにしているため、例えば気体や液体等の外部の他の流体を流通路16に効率的に吸引することが可能となっている。具体的には、遠心方向外側へと向かう流通路16内の流動により、中心部の共通空間16aに発生する負圧を利用することで、軸部流通路22内の流体を強力に吸引することができる。そして、吸入口12からの流体と軸部流通路22からの流体を、負圧吸引により流通路16内に発生する乱流によって混合しつつ、共に吐出口14から噴出させることが可能となっている。
Furthermore, in the present embodiment, one end (connecting port 24) of the shaft
すなわち、本実施形態の攪拌用回転体1によれば、例えば攪拌用回転体1が浸漬された液体中に軸部流通路22を通じて外部の気体を導入することで、液体中への気体の溶解や発泡を行ったり、攪拌用回転体1が浸漬された液体中に軸部流通路22を通じて外部の別の液体を導入することで、複数の液体の混合を行ったり、といった混合攪拌作業を迅速且つ効率的に行うことが可能となっている。特に、液体中に外部の気体を導入する場合、負圧吸引による乱流によって外部の気体は細かい気泡に分割されるため、液体中への気体の溶解や発泡を効率的に行うだけではなく、液体中にマイクロバブルを発生させることも可能となっている。
That is, according to the
図4(a)および(b)は、攪拌用回転体1の使用例を示した概略図である。これらの図に示されるように、攪拌用回転体1は、モータ等の駆動装置30に繋がる駆動軸20に接続され、容器40内に収容された流体である被攪拌物50内に浸漬された状態で使用される。駆動装置30は、容器40や架台等に固定されるものであってもよいし、使用者が保持して操作するものであってもよい。
FIGS. 4A and 4B are schematic views showing an example of use of the
駆動装置30によって攪拌用回転体1を回転させることにより、上述のように攪拌用回転体1の側面部から放射状に広がる流動、および攪拌用回転体1の先端部に向かう流動が発生する。これにより、同図(a)および(b)に示されるように、被攪拌物50内に複雑な循環流が発生し、この循環流により被攪拌物50は十分に攪拌される。
By rotating the
容器40の底に滞留している滞留物を分散させる場合には、攪拌用回転体1の先端部を容器40の底に近づければよい。このようにすることで、吸入口12から滞留物を吸い上げて吐出口14から噴出し、滞留物を被攪拌物50内に十分に分散させることができる。また、容器40の角部に滞留している滞留物を分散させる場合には、攪拌用回転体1の先端部を容器40の角部に近づければよい。本実施形態では、本体10を半球状に構成しているため、狭隘な角部にも吸入口12を十分に近づけることができる。
In order to disperse the staying matter staying at the bottom of the
本実施形態では、本体10を半球状に構成することにより、回転時に被攪拌物50と衝突しないようにしているため、回転開始時の反動がほとんど生じないようになっている。また、羽根車等とは異なり、本体10に鋭利な突起物を備えていないことから、攪拌用回転体1を容器40の壁面にぶつけた場合にも攪拌用回転体1または容器40が破損したり削れたりする可能性が低くなっている。このため、安心して攪拌用回転体1を容器40の壁面に近づけることができ、容器40の隅々まで十分に攪拌を行うことが可能であると共に、攪拌用回転体1または容器40の破片や削りカス等が被攪拌物50に混入し難いようになっている。
In the present embodiment, the
また、本実施形態では、攪拌用回転体1の先端部中心(回転軸である中心軸C)のやや外側に吸入口12を配置することにより、攪拌用回転体1の先端部を容器40の壁面に接触させた場合にも吸入口12が塞がれないようにしている。このため、容器40の壁面近くにおいても安定して攪拌用回転体1を操作することができる。
In the present embodiment, the
さらに、本実施形態では、駆動軸20に流通路16に繋がる軸部流通路22を設けることにより、軸部流通路22を介して被攪拌物50中に気体や液体等の外部の流体を導入し、効率的な混合攪拌を行うことが可能となっている。図5(a)〜(c)は、攪拌用回転体1の使用例を示した部分断面図である。
Furthermore, in this embodiment, by providing the shaft
同図(a)は、駆動軸20に設けられた外部開口26を、被攪拌物50の外部に開口するようにした例を示している。このように、外部開口26を被攪拌物50の外部と繋ぐようにすることで、被攪拌物50の外部の気体(例えば空気)等を流通路16に吸引し、流通路16内で被攪拌物50と混合しつつ吐出口14から被攪拌物50中へ噴出させることが可能となる。これにより、被攪拌物50中への気体の溶解や発泡、マイクロバブルの発生等を効率的に行うことができる。
FIG. 4A shows an example in which an
また、外部開口26を被攪拌物50とは別の液体中に開口させることにより、被攪拌物50中に別の液体を混入させることができる。すなわち、二液混合をきわめて効率的に行うことができる。さらに、外部開口26から液体または気体と共に粉体や粒体等の固体を導入するようにすれば、被攪拌物50中に粉体等の固体を効率的に分散させることができる。従って、例えば養殖場等において、酸素を水中に溶解させると共に餌を供給するといった作業も可能となっている。
Further, by opening the
同図(b)は、気体や液体等の流体、または流体と固体との混合物を供給する供給装置60を、外部開口26を介して軸部流通路22に接続した例を示している。この例では、供給装置60は、例えばポンプやコンプレッサ等であり、供給管62およびロータリージョイント64を介して外部開口26に接続されている。
FIG. 2B shows an example in which a
このように、軸部流通路22に供給装置60を接続することにより、気体や液体、またはこれらと粉体や粒体等の固体の混合物を流通路16内に圧送することができるため、各種混合や分散をきわめて迅速に行うことが可能となる。また、供給装置60からの供給量を制御することにより、混合度合いや混入させる気泡の大きさ等を適宜に調節することができる。
In this way, by connecting the
同図(c)は、外部開口26を被攪拌物50内に開口するようにした例を示した図である。この例では、被攪拌物50が外部開口26から軸部流通路22を通じて流通路16内に強力に吸引されることとなるため、流通路16内に滞留した空気等の気体を迅速に吐出口14から排出することが可能となっている。
FIG. 6C is a view showing an example in which the
例えば、流通路16に繋がる軸部流通路22を駆動軸20に設けていない場合、高粘度の被攪拌物50を攪拌しようとする際に、流通路16内の気体(流体中に浸漬する前に流通路16内に存在していた空気等)をうまく排出することができず、吐出口14から流体を噴出させることができないことがあったが、本実施形態によれば、このような不具合を解消することができる。
For example, when the
なお、同図(c)に示す例では、本体10の接続部18に吸入口12を設け(または、接続部18を吸入口12として機能させ)、この接続部18の吸入口12に軸部流通路22を繋いだとみなすこともできる。従って、場合によっては、この軸部流通路22に繋がる接続部18の吸入口12のみを本体10に設けるようにしてもよい。すなわち、軸部流通路22は、吸入口12を介して流通路16に繋がるものであってもよい。
In the example shown in FIG. 5C, the
なお、本実施形態では、外部開口26を駆動軸20の側面に設けているが、外部開口26の位置はこれに限定されるものではなく、例えば駆動軸20をパイプ状に構成し、接続口24の反対側の端部に外部開口26を設けるようにしてもよい。この場合、駆動軸20と駆動装置30を接続するカップリングに開口を設けたり、歯車等を利用して、駆動軸20に対して駆動装置30の軸心をずらしたりすればよい。また、駆動装置30の軸を中空にして軸部流通路22と繋げるようにしてもよいし、駆動装置30の軸に軸部流通路22、接続口24および外部開口26を設け、駆動軸20として直接本体10に接続するようにしてもよい。
In the present embodiment, the
また、本実施形態では、軸部流通路22を全ての流通路16に繋ぐようにしているが、軸部流通路22を一部の流通路16にのみ繋げるようにしてもよい。すなわち、一部の流通路16とのみ繋がる共通空間16aを形成し、これに軸部流通路22を繋げるようにしてもよい。
Further, in the present embodiment, the shaft
また、本実施形態では、吸入口12の断面積(吸入口12を通過する流れに垂直な断面積)と、吐出口14の断面積(吐出口14を通過する流れに垂直な断面積)を略同一にしているが、これに限定されるものではなく、攪拌用回転体1の用途等に応じて、これらの断面積を異ならせるようにしてもよい。但し、流体(被攪拌物)を流通路16内で滞留させることなくスムーズに流動させ、効果的な攪拌能力を得るためには、吸入口12の断面積(吸入口12を通過する流れに垂直な断面積)と、吐出口14の断面積(吐出口14を通過する流れに垂直な断面積)との比が1/3〜3であることが望ましく、1/2〜2であればより望ましく、5/6〜1.2であることが特に望ましい。
In the present embodiment, the cross-sectional area of the suction port 12 (cross-sectional area perpendicular to the flow passing through the suction port 12) and the cross-sectional area of the discharge port 14 (cross-sectional area perpendicular to the flow passing through the discharge port 14) are calculated. Although it is made substantially the same, it is not limited to this, You may make it vary these cross-sectional areas according to the use etc. of the
また、本実施形態では、加工のしやすさから流通路16を略直角に曲折する形状に構成しているが、これに限定されるものではなく、滑らかに湾曲した曲線状の通路として流通路16を構成してもよいし、吸入口12と吐出口14を一直線状に繋ぐように流通路16を構成してもよい。流通路16をこのように構成することで、流通路16内の流動抵抗を減少させることができるため、攪拌用回転体1が引き起こす流動をさらに強力にし、攪拌能力を向上させることができる。
Further, in the present embodiment, the
また、吸入口12に対して吐出口14を回転方向にずらして配置し、流通路16の吐出口14へ繋がる部分を攪拌用回転体1の遠心方向に対して角度を有するように構成してもよい。また、吐出口14を回転軸方向にずらして配置し、流通路16の吐出口14へ繋がる部分を本体10の先端側(駆動軸20の反対側)に向くように構成してもよいし、逆に駆動軸側に向くようにしてもよい。このようにして、吐出口14からの噴出方向を適宜に設定することにより、効率的な攪拌に最も適した流動を得ることができる。
Further, the
また、吸入口12を駆動軸側(上面10a)に設けるようにしてもよい。この場合、全ての吸入口12を駆動軸側に設けるようにしてもよいし、また、複数の吸入口12の一部を先端側に配置し、残りの一部を駆動軸側に配置するようにしてもよい。また、傾斜面10bに吸入口12を配置すると共に接続部18を設け、上面10aが先端側となるようにしてもよい。このように、吸入口12の配置を適宜に設定することで、用途に応じた最適な流動を発生させるようにすることができる。
Further, the
また、複数の吐出口14に対して1つの吸入口12を設けるようにしてもよいし、1つの吐出口14に対して複数の吸入口12を設けるようにしてもよい。図6(a)〜(c)は、吸入口12および吐出口14の配設のその他の例を示した正面図である。
One
同図(a)は、複数の吐出口14に対して1つの吸入口12を設け、流通路16を1つの吸入口12から複数の吐出口14に分岐するように構成した例を示している。このように、複数の吐出口14に対して共通する吸入口12を設けるようにしてもよい。この場合、流通路16の中心軸C方向に沿う共通部分を共通空間16aとすることができる。
FIG. 4A shows an example in which one
同図(b)および(c)は、1つの吐出口14に対して複数の吸入口12を設けた例を示している。この場合、同図(b)に示されるように、1つの吐出口14に対して、先端側(駆動軸20の反対側)および駆動軸側の両方に吸入口12を設けるようにしてもよいし、先端側または駆動軸側の一方に複数の吸入口12を設けるようにしてもよい。
FIGS. 5B and 5C show an example in which a plurality of
また、1つの吐出口14に繋がる複数の吸入口12を、回転軸(中心軸C)からの遠心方向の距離がそれぞれ異なるように(オフセットさせて)配置するようにしてもよい。同図(c)では、駆動軸側の吸入口12が先端側の吸入口12よりも中心軸Cから遠心方向外側に位置するように、1つの吐出口14に繋がる2つの吸入口12を互いにオフセットさせて配置している。
Further, the plurality of
このように、複数の吸入口12から流通路16を合流させて1つの吐出口14に繋がるようにした場合、例えば水と油の混合物のように完全に分離するような被攪拌物を攪拌して分散、乳化させるような場合に効果的である。特に、1つの吐出口14に繋がる複数の吸入口12を、回転軸(中心軸C)からの遠心方向の距離がそれぞれ異なるように(オフセットさせて)配置することにより、2つの吸入口12における吸引力を異ならせることができるため、より複雑な流動を発生させて効率的に分散、乳化を行うことができる。
As described above, when the
同図(a)〜(c)に示す例においても、流体を流通路16内で滞留させることなくスムーズに流動させ、効果的な攪拌能力を得るためには、複数の吐出口14に対して1つの吸入口12を設けた場合には、吸入口12の断面積(吸入口12を通過する流れに垂直な断面積)と、吐出口14の断面積(吐出口14を通過する流れに垂直な断面積)の総和との比が1/3〜3であることが望ましく、1/2〜2であればより望ましく、5/6〜1.2であることが特に望ましい。また、1つの吐出口14に対して複数の吸入口12を設けた場合には、吸入口12の断面積(吸入口12を通過する流れに垂直な断面積)の総和と、吐出口14の断面積(吐出口14を通過する流れに垂直な断面積)との比が1/3〜3であることが望ましく、1/2〜2であればより望ましく、5/6〜1.2であることが特に望ましい。
Also in the examples shown in FIGS. 5A to 5C, in order to smoothly flow the fluid without staying in the
また、本実施形態では、本体10を中実に構成しているが、これに限定されるものではなく、本体10を中空に構成し、内部にパイプ状の流通路16を設けるようにしてもよい。このようにした場合、本体10を軽量に構成することができる。
In the present embodiment, the
また、本実施形態では、本体10を半球状に構成しているが、これに限定されるものではなく、本体10の形状はどのような形状であってもよい。図7および8は、本体10のその他の形状の例を示した正面図である。
Moreover, in this embodiment, although the
図7(a)は、本体10を円柱状(円盤状)に構成した例を示している。この例では、吸入口12を先端側の底面10cに配置すると共に、吐出口14を回転軸(中心軸C)に平行な側面10dに配置している。なお、円柱状以外にも多角柱状に本体10を構成するようにしてもよいし、円錐台状や多角錐台状、円錐状や多角錐状に本体10を構成してもよい。
Fig.7 (a) has shown the example which comprised the
図7(b)は、本体10を、円柱(円盤)の先端側の底面10cを球面状とした形状に構成した例を示している。このように、円柱や多角柱、円錐台や多角錐台の回転軸に直交する面の少なくとも一方を球面状や曲面状に構成するようにしてもよい。なお、球面状または曲面状とする面は、先端側および駆動軸側のいずれであってもよいし、両方であってもよい。また、この例では、回転軸に平行な側面10dに吐出口14を配置しているが、底面10cに配置するようにしてもよい。
FIG. 7B shows an example in which the
図8(a)は、本体10を球状に構成した例を示しており、同図(b)は、本体10を平面視が円形状となる楕円体状に構成した例を示している。本体10をこのような形状に構成することにより、本体10表面近傍の流動をスムーズに吐出口14からの噴流の随伴流とすることが可能となり、用途等によっては攪拌力および混合力をより向上させることが可能となる。特に、同図(b)に示されるように、回転軸方向の厚みを全体的に薄くした方が、攪拌用回転体1から放射状に広がる流動をより強力にすることができる。
FIG. 8A shows an example in which the
本体10の形状は、上記に示した形状以外にも種々の形状を採用することができる。本体10の形状は、例えば多角柱や多角錐等の複数の立体を組み合わせて構成される形状であってもよいし、例えば正多面体や半正多面体といった球に近い多面体であってもよい。また、本体10の表面に複数の凸部や凹部を設けるようにしてもよい。
Various shapes can be adopted as the shape of the
本体10を適宜の凹凸を備えた形状に構成することで、攪拌用回転体1の周囲に適度な渦流を発生させることが可能となるため、攪拌力をさらに向上させることができる場合がある。さらに、本体10の形状の設定に加えて、本体10表面の粗さや、より細かい凹凸形状を適宜に設定することによって、攪拌用回転体1の周囲の流動をより精密に制御するようにしてもよい。また、本体10の表面に各種の彩色を施して意匠性を向上させるようにしてもよい。
By configuring the
図9(a)〜(d)は、接続口24のその他の形態の例を示した断面図である。接続口24の配置や形状を適宜に調整することで、被攪拌物中への外部の流体や固体等の混合度合いや気泡の発生状態等を調節することができる。
9A to 9D are cross-sectional views showing examples of other forms of the
同図(a)は、駆動軸20の先端を共通空間16a内に突出させないようにした例を示している。このように、接続口24を設けた駆動軸20の先端の突出量を調整することによって、混合度合いや気泡の発生状態等を調節することができる。また同図(b)は、駆動軸20の先端に設けた接続口24の大きさを小さくした例を示している。このように、接続口24の大きさを調整することによっても、混合度合いや気泡の発生状態等を調節することができる。
FIG. 4A shows an example in which the tip of the
同図(c)および(d)は、駆動軸20の先端を共通空間16aの内壁に突き当てると共に、駆動軸20の側面に接続口24を設けた例を示している。このように軸方向に開口するのではなく、遠心方向に開口する接続口24を設けるようにしてもよい。この場合、接続口24の大きさだけではなく個数や配置を適宜に設定することにより、所望の混合度合いや気泡の発生状態を得ることが可能となる。
FIGS. 3C and 3D show an example in which the front end of the
なお、接続口24の形状は、特に限定されるものではなく、円形の他にも、例えば矩形状やスリット状等、種々の形状を採用することができる。また、接続口24にメッシュ状の部材を設けるようにしてもよい。
The shape of the
次に、複数の攪拌用回転体1を連結して構成した攪拌装置2について説明する。図10は、攪拌装置2の例を示した正面図であり、駆動軸20を介して3つの攪拌用回転体1を連結した例を示している。このように、複数の攪拌用回転体1を回転軸方向に連結することで、攪拌能力および混合能力をさらに向上させることができる。特に、攪拌する流体の深さが深い場合に効果的である。
Next, a stirring device 2 configured by connecting a plurality of stirring
攪拌装置2では、例えば駆動軸20を複数の攪拌用回転体1に貫通させると共に、駆動軸20の側面に接続口24を設けることによって、軸部流通路22を全ての攪拌用回転体1の流通路16に繋ぐことができる。なお、一部の攪拌用回転体1の流通路16にのみ、軸部流通路22を繋ぐようにしてもよいことはいうまでもない。
In the stirring device 2, for example, the
以上説明したように、本実施形態に係る攪拌用回転体1は、回転軸(中心軸C)を中心に回転する本体10と、本体10の表面に設けられる吸入口12と、本体10の表面に設けられる吐出口14と、吸入口12と吐出口14を繋ぐ流通路16と、を備え、本体10には、本体10を回転させる駆動軸20が接続され、吸入口12は、吐出口14よりも回転軸に近い位置に配置され、吐出口14は、吸入口12よりも回転軸から遠心方向外側の位置に配置され、駆動軸20は、自身に設けられた開口(外部開口26)と流通路16を繋ぐ軸部流通路22を備えている。
As described above, the stirring
このように構成することで、被攪拌物の外部の気体や液体、固体等を強力に流通路16内に吸引して被攪拌物と共に吐出口14から噴出することができるため、被攪拌物を効率的に攪拌すると共に、被攪拌物の外部の気体や液体、固体等を被攪拌物内に導入して混合攪拌することができる。また、軸部流通路22を通じて被攪拌物を流通路16に吸引することもできる。すなわち、従来にない多彩な態様で、且つ効率的に攪拌を行うことが可能となっている。
By configuring in this way, gas, liquid, solid, etc. outside the object to be stirred can be strongly sucked into the
なお、開口(外部開口26)は、駆動軸20における被攪拌物の外部に位置する部分に設けるようにすることができる。この場合、被攪拌物の外部の気体や液体等を被攪拌物内に導入して混合攪拌することが可能であり、複数物質の混合、液体中への気体の溶解、発泡、および粉体や粒体等の固体の分散等を効率的に行うことができる。また、液体中にマイクロバブルを発生させることもできる。
The opening (external opening 26) can be provided in a portion of the
また、開口(外部開口26)は、駆動軸20における被攪拌物の内部に位置する部分に設けるようにすることができる。この場合、軸部流通路22を通じて流通路16内に被攪拌物50を強力に吸引することができるため、流通路16内に滞留した空気等の気体を迅速に吐出口14から排出することが可能となっている。これにより、流通路16内に気体が滞留して攪拌力が低下するのを防止し、迅速且つ効率的な攪拌を行うことができる。
Further, the opening (external opening 26) can be provided in a portion of the
また、軸部流通路22には、軸部流通路22を介して流通路16に流体または流体と固体の混合物を供給する供給装置60が接続されるようにしてもよい。この場合、気体や液体、またはこれらと粉体や粒体との混合物を流通路16内に圧送し、各種混合攪拌や分散をきわめて効率的に行うことができる。また、供給装置60を制御することによって、混合度合いや分散度合い、発泡度合い等を適宜に調節することが可能となる。
Further, a
また、本体10は、回転軸に垂直な断面が円形状に構成されている。このため、回転開始時の反動をなくすと共に、被攪拌物を収容した容器等にぶつけた場合にも容器または攪拌用回転体1の破損や削れ等を生じにくくすることができる。さらに、回転軸に対する不釣合いの発生を少なくすることができるため、回転時の振動や振れ回り等を略解消することができる。この結果、用途を問わずに安全且つ効率的な攪拌を行うことが可能となっている。
The
また、本体10は、半球状に構成されている。このため、被攪拌物に強力な流動を発生させることができると共に、例えば、容器の角部のような狭隘部分に吸入口12を近づけて滞留物を吸引することができる。すなわち、容器内の隅々まで十分に攪拌を行うことができる。なお、本体10は、楕円体状に構成されるものであってもよい。本体10の形状は、回転軸方向の厚みを全体的に薄くした方が、攪拌用回転体1から放射状に広がる流動をより強力にし、攪拌能力および混合能力を向上させることができる。
The
また、吐出口14は、複数設けられ、吸入口12は、複数の吐出口14ごとに個別に設けられている。このため、流通路16内の流速を適宜の高い速度に維持することが可能となり、流通路16内に滞留物が堆積し、攪拌能力が低下するのを防止することができる。
A plurality of
また、吸入口12は、駆動軸20の反対側に設けられている。これにより、容器の底の滞留物を吸い上げることが可能となるため、ムラのない確実な攪拌を行うことができる。また、被攪拌物の液面を乱すことなく、攪拌を行うことができる。
The
また、吸入口12は、回転軸の遠心方向外側に設けられている。このため、本体10の先端側中央に吸入口12よりも突出した部分を設けることが可能となる。このようにすることで、攪拌用回転体1を容器の壁面に近づけた場合にも、攪拌用回転体1が壁面に吸い付いて吸入口12が塞がれるような事態を回避することができる。これにより、攪拌用回転体1を手動操作する場合にも安定した攪拌を行うことができる。
The
また、1つの吐出口14に対して複数の吸入口12が設けられるようにすることもできる。このようにすることで、より複雑な流動を発生させることができるため、例えば水と油の混合物等を効率的に分散、乳化させるような場合に効果的である。特に、1つの吐出口14に繋がる複数の吸入口12を、回転軸からの遠心方向の距離がそれぞれ異なるように配置することにより、2つの吸入口12における吸引力を異ならせることができるため、より複雑な流動を発生させて効率的に分散、乳化を行うことができる。
Also, a plurality of
また、本実施形態に係る攪拌装置2は、攪拌用回転体1を、回転軸方向に複数配置して構成されている。このため、攪拌能力および混合能力をさらに高めることができる。
Further, the stirring device 2 according to the present embodiment is configured by arranging a plurality of stirring
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明の攪拌用回転体および攪拌装置は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。 Although the embodiment of the present invention has been described above, the stirring rotating body and the stirring device of the present invention are not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention. Of course, can be added.
本発明の攪拌用回転体および攪拌装置は、各種流体の攪拌、または気泡混入の分野で利用することができる。 The stirring rotating body and the stirring device of the present invention can be used in the field of stirring of various fluids or mixing of bubbles.
1 攪拌用回転体
2 攪拌装置
10 本体
12 吸入口
13 吸気口
14 吐出口
16 流通路
20 駆動軸
22 軸部流通路
26 外部開口
60 供給装置
C 中心軸
DESCRIPTION OF
Claims (11)
前記本体の表面に設けられる吸入口と、
前記本体の表面に設けられる吐出口と、
前記吸入口と前記吐出口を繋ぐ流通路と、を備え、
前記本体には、前記本体を回転させる駆動軸が接続され、
前記吸入口は、前記吐出口よりも前記回転軸に近い位置に配置され、
前記吐出口は、前記吸入口よりも前記回転軸から遠心方向外側の位置に配置され、
前記駆動軸は、自身に設けられた開口と前記流通路を繋ぐ軸部流通路を備えることを特徴とする、
攪拌用回転体。 A main body that rotates about a rotation axis;
An inlet provided on the surface of the body;
A discharge port provided on the surface of the main body;
A flow path connecting the suction port and the discharge port,
A drive shaft that rotates the main body is connected to the main body,
The suction port is disposed at a position closer to the rotation shaft than the discharge port,
The discharge port is disposed at a position on the outer side in the centrifugal direction from the rotation shaft than the suction port,
The drive shaft is provided with a shaft portion flow passage that connects an opening provided in the drive shaft and the flow passage,
Rotating body for stirring.
請求項1に記載の攪拌用回転体。 The opening is provided in a portion located outside the object to be stirred in the drive shaft,
The rotating body for stirring according to claim 1.
請求項1に記載の攪拌用回転体。 The opening is provided in a portion located inside the object to be stirred in the drive shaft,
The rotating body for stirring according to claim 1.
請求項1乃至3のいずれかに記載の攪拌用回転体。 A supply device for supplying a fluid or a mixture of fluid and solid to the flow passage is connected to the shaft flow passage through the shaft flow passage.
The rotating body for stirring according to any one of claims 1 to 3.
請求項1乃至4のいずれかに記載の攪拌用回転体。 The main body has a circular cross section perpendicular to the rotation axis,
The rotating body for stirring according to any one of claims 1 to 4.
請求項1乃至5のいずれかに記載の攪拌用回転体。 The main body is configured in a hemispherical shape or an ellipsoidal shape,
The rotating body for stirring according to any one of claims 1 to 5.
前記吸入口は、前記複数の吐出口ごとに個別に設けられることを特徴とする、
請求項1乃至6のいずれかに記載の攪拌用回転体。 A plurality of the discharge ports are provided,
The suction port is individually provided for each of the plurality of discharge ports,
The rotating body for stirring according to any one of claims 1 to 6.
請求項1乃至7のいずれかに記載の攪拌用回転体。 The suction port is provided on the opposite side of the drive shaft,
The rotating body for stirring according to any one of claims 1 to 7.
請求項1乃至8のいずれかに記載の攪拌用回転体。 The suction port is provided on the outer side in the centrifugal direction of the rotating shaft,
The rotating body for stirring according to any one of claims 1 to 8.
請求項1乃至9のいずれかに記載の攪拌用回転体。 A plurality of the suction ports are provided for one discharge port,
The rotating body for stirring according to any one of claims 1 to 9.
攪拌装置。 A plurality of the stirring rotators according to any one of claims 1 to 10 are arranged in the direction of the rotation axis.
Stirring device.
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