JP3592472B2

JP3592472B2 - 攪拌機

Info

Publication number: JP3592472B2
Application number: JP35583296A
Authority: JP
Inventors: 康一柳田; 旭細井; 伸一渡部; 勝高橋; 秀紀山内
Original assignee: Kao Corp
Current assignee: Kao Corp
Priority date: 1996-12-25
Filing date: 1996-12-25
Publication date: 2004-11-24
Anticipated expiration: 2016-12-25
Also published as: JPH10180070A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シャンプー、リンス、化粧クリーム、洗剤、歯磨き剤、塗料等のための攪拌機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、高粘度液用の攪拌機のための攪拌翼としてはアンカー翼、ヘリカルリボン翼等が用いられ、低粘度液用の攪拌機のための攪拌翼としてはタービン、格子翼もしくはピッチドパドル等が用いられる如く、攪拌機を液の粘度に応じて使い分けることが一般的である。
【０００３】
これに対し、高粘度領域と低中粘度領域の広い粘度領域に適用できる攪拌機として、特開平４−２１５８２９号公報に記載の如くのものがある。この従来技術は、２つの回転軸を同軸的に有し、第１軸には回転バッフルを備え、第２軸には平板翼と格子翼とを備えることとしている。回転バッフルは、槽壁部に沿って長尺帯板状に延在されている。平板翼と格子翼は、槽中心部寄りに配置され、平板翼はその槽底部側に、格子翼はその槽上部側に配置されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
然しながら、従来技術には以下の如くの問題点がある。
▲１▼回転バッフルが平板翼及び格子翼まわりの、槽壁部寄りにだけ設けられ、槽底部寄りに設けられていない。このため、槽底部まわりの液の攪拌が十分でなく、良好な混合状態を得ることに困難がある。
【０００５】
▲２▼高粘度領域で槽内液の流動が悪くなって伝熱特性が悪くなることに加え、回転バッフルが槽底部寄りに設けられていないから、槽底部近傍の滞留液に対する掻き取り効果が十分でない。このため、槽壁外まわりに熱媒ジャケットを設けた攪拌機において、熱媒ジャケットから槽内液への伝熱特性に劣るものとなる。
【０００６】
▲３▼槽内液の仕込量を変え、液面の高さが変化すると、液に浸かっている部分の翼形状が平板翼及び格子翼の状態と、平板翼だけの状態とに変化し、結果として混合状態に変動を生ずる。従って、混合状態を良好とする適応仕込量の範囲が狭い。
【０００７】
▲４▼ ２つの回転軸を同軸的に備え、一方の回転軸には回転バッフルを、他方の回転軸には平板翼及び格子翼を設けるものであるから、構成複雑で洗浄性も悪い。
【０００８】
本発明の課題は、適応粘度範囲が広く、高粘度での伝熱特性に優れ、適応仕込量の範囲が広く、構成簡素で洗浄性の良好な攪拌機を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の本発明は、攪拌槽内に攪拌翼を設け、攪拌翼の回転により攪拌槽内の液を攪拌する攪拌機において、攪拌翼が回転軸まわりに設けられるアンカー翼部と格子翼部とを有してなり、アンカー翼部は攪拌槽の槽底部と槽壁部のそれぞれに沿ってアンカー状に延在せしめられる底寄り攪拌部と壁寄り攪拌部とを備える板状部にて構成され、格子翼部は攪拌槽の槽中心部寄りに配置せしめられる孔あき板状部にて構成され、格子翼部の孔部がアンカー翼部の底寄り攪拌部に至る位置まで存在してなるようにしたものである。
【００１０】
請求項１に記載の本発明によれば下記▲１▼〜▲４▼の作用がある。
▲１▼低中粘度領域（１〜１００００ｃｐ程度、Ｒｅ＞数１００）では、槽内全体における大きな循環流を作り出すアンカー翼部と、その循環流に効率的に剪断を加える格子翼部とにより、槽内の全域で良好な混合状態が得られる。
【００１１】
高粘度領域（１００００ｃｐ以上程度、Ｒｅ＜数１００）では、槽内全体における大きな循環流は起こりにくいため、アンカー翼部が槽壁部まわり及び槽底部まわりの攪拌を、格子翼部が槽中心部における攪拌を分担し、槽内の全域で良好な混合状態が得られる。
【００１２】
▲２▼高粘度領域で槽内液の良好な混合状態が得られることに加え、アンカー翼部により槽壁部まわり及び槽底部まわりの滞留液に対し十分な掻き取り効果を及ぼす。このため、槽外壁まわりに熱媒ジャケットを設けた攪拌機において、熱媒ジャケットから槽内液への伝熱特性を向上できる。
【００１３】
▲３▼槽内液の仕込量を変え、液面の高さが変化しても、液に浸かっている部分の翼形状は、常にアンカー翼部と格子翼部の組み合せで変わることがないため、常に前述▲１▼の良好な混合状態が確保される。従って、混合状態を良好とする適応仕込量の範囲が広い。
【００１４】
▲４▼ １つの回転軸にアンカー翼部と格子翼部とを備えるだけであるから、構成簡素で洗浄性に優れる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１は攪拌機の一実施形態を示す模式図、図２は攪拌翼を示す模式図、図３は攪拌翼の他の例を示す模式図、図４は攪拌翼と適応粘度範囲との関係を示す線図、図５は攪拌翼と伝熱特性との関係を示す線図、図６は攪拌翼と適応仕込量範囲との関係を示す線図である。
【００１６】
攪拌機１０は、図１に示す如く、攪拌槽１１の内部に攪拌翼１２を設け、攪拌翼１２の回転により攪拌槽１１に供給した複数種の槽内液を攪拌し、混合する。攪拌翼１２は、攪拌槽１１の中心部に回転自在に支持されている回転軸１３に設けられ、モータ１４により駆動される。
【００１７】
尚、攪拌機１０は、攪拌槽１１の外まわりに熱媒ジャケット１５を備え、熱媒ジャケット１５に供給される高温熱媒により槽内液を加温し、低温熱媒（冷媒）により槽内液を冷却可能とする。
【００１８】
然るに、攪拌翼１２は、図１、図２に示す如く、回転軸１３まわりに設けられるアンカー翼部２１と格子翼部３１とを有して構成される。
【００１９】
アンカー翼部２１は、回転軸１３の両側にアンカー状に延在せしめられる２枚の板状部２２、２２にて構成される。板状部２２は、攪拌槽１１の槽底部１１Ａに沿って延在せしめられる底寄り攪拌部２２Ａと、槽壁部１１Ｂに沿って延在せしめられる壁寄り攪拌部２２Ｂとを備える。
【００２０】
格子翼部３１は、攪拌槽１１の両側に張り出る如くに板中心部寄りに配置せしめられる２枚の孔あき板状部３２、３２にて構成される。孔あき板状部３２は、アンカー翼部２１の底寄り攪拌部２２Ａに至る全長Ｌにわたって連続する長孔部３２Ａを備える。
【００２１】
また、アンカー翼部２１と格子翼部３１とは回転軸１３を含む同一面上にそれらの各２枚の板状部２２、３２を配置し、アンカー翼部２１の板状部２２と格子翼部３１の板状部３２との間に間隙部４１を形成し、格子翼部３１の板状部３２と回転軸１３との間に長孔状部４２を形成する。
【００２２】
即ち、攪拌機１０にあっては、回転軸１３の駆動により攪拌翼１２を回転することにて、攪拌翼１２のアンカー翼部２１と格子翼部３１により攪拌槽１１の槽内液を攪拌し、よく混合可能とする。ここで、攪拌機１０の諸性能について説明する。
【００２３】
（１）適応粘度範囲（図４）
図４は、グリセリンと水の２液を攪拌するに際し、液の粘度μを横軸に示す如くの高粘度〜低粘度に変化し、各粘度での２液の完全混合時間Ｔを縦軸に示したものである。図４において、Ａは本発明の攪拌翼１２を用いたもの、Ｂは格子翼を用いたもの、Ｃはピッチドパドルを用いたもの、Ｄはアンカー翼を用いたものである。図４によれば、格子翼Ｂ、ピッチドパドルＣは低粘度領域でしか有効でなく、アンカー翼Ｄは高粘度領域でしか有効でなく、本発明の攪拌翼１２（Ａ）によれば低粘度〜高粘度の広い粘度範囲で有効となることが認められる。
【００２４】
即ち、本発明の攪拌翼１２によれば、低中粘度領域（１〜１００００ｃｐ程度、Ｒｅ＞数１００）では、槽内全体における大きな循環流を作り出すアンカー翼部２１と、その循環流に効率的に剪断を加える格子翼部３１とにより、槽内の全域で良好な混合状態が得られる。
【００２５】
高粘度領域（１００００ｃｐ以上程度、Ｒｅ＜数１００）では、槽内全体における大きな循環流は起こりにくいため、アンカー翼部２１が槽壁部まわり及び槽底部まわりの攪拌を、格子翼部３１が槽中心部における攪拌を分担し、槽内の全域で良好な混合状態が得られる。
【００２６】
（２）伝熱特性（図５）
図５は、グリセリンと水の２液を攪拌するに際し、液の粘度μを横軸に示す如くの高粘度〜低粘度に変化し、各粘度での熱媒ジャケットの熱媒と槽内液との間の総括熱伝達係数Ｕを縦軸に示したものである。図５において、Ａは本発明の攪拌翼１２を用いたもの、Ｂは格子翼を用いたものである。図５によれば、攪拌翼Ｂは高粘度領域での伝熱特性に劣り、本発明の攪拌翼１２（Ａ）によれば高粘度領域での伝熱特性を向上できることが認められる。
【００２７】
即ち、本発明の攪拌翼１２によれば、高粘度領域で槽内液の良好な混合状態が得られることに加え、アンカー翼部２１により槽壁部１１Ｂまわり及び槽底部１１Ａまわりの滞留液に対し十分な掻き取り効果を及ぼす。このため、槽外壁まわりに熱媒ジャケットを設けた攪拌機１０において、熱媒ジャケット１５から槽内液への伝熱特性を向上できる。
【００２８】
（３）適応仕込量範囲（図６）
図６は、グリセリンと水の２液を攪拌するに際し、仕込量を変えて格子翼直径φに対する液深Ｈの変化Ｈ／φを横軸に示す如くに変化し、各液深変化指数Ｈ／φでの２液の完全混合時間Ｔを縦軸に示したものである。図６において、Ａは本発明の攪拌翼１２を用いたもの、Ｂは槽底部側に平板翼を槽上部側に格子翼を配置した翼を用いたものである。図６によれば、翼Ｂは仕込量の変化により攪拌性能が大きく変動するのに対し、本発明の攪拌翼１２（Ａ）によれば仕込量が変化しても攪拌性能に変動がないことが認められる。
【００２９】
即ち、本発明の攪拌翼１２によれば、槽内液の仕込量を変え、液面の高さが変化しても、液に浸かっている部分の翼形状は、常にアンカー翼部２１と格子翼部３１の組み合せで変わることがないため、常に前述（１）の適応粘度範囲で説明した良好な混合状態が確保される。従って、混合状態を良好とする適応仕込量の範囲が広い。
【００３０】
（４）洗浄性
本発明の攪拌翼１２によれば、１つの回転軸１３にアンカー翼部２１と格子翼部３１とを備えるだけであるから、構成簡素で洗浄性に優れる。
【００３１】
図３は本発明の攪拌翼１２の変形例に係る攪拌翼５０である。
攪拌翼５０は、回転軸１３まわりにアンカー翼部６１と格子翼部７１とを有して構成される。
【００３２】
アンカー翼部６１は、回転軸１３の両側にアンカー状に延在せしめられる２枚の板状部６２、６２にて構成される。板状部６２は、攪拌槽１１の槽底部１１Ａに沿って延在せしめられる底寄り攪拌部６２Ａと、槽壁部１１Ｂに沿って延在せしめられる壁寄り攪拌部６２Ｂとを備える。
【００３３】
格子翼部７１は、攪拌槽１１の両側に張り出る如くに槽中心部寄りに配置せしめられる２枚の孔あき板状部７２、７２にて構成される。孔あき板状部７２は、アンカー翼部６１の底寄り攪拌部６２Ａに至る全長Ｌにわたって連続する長孔部７２Ａを備える。
【００３４】
然るに、アンカー翼部６１は回転軸１３を含む単一面上にその２枚の板状部６２、６２を配置し、格子翼部７１は回転軸１３を含む他の単一面（アンカー翼部６１を含む面と直交する面）上にその２枚の板状部７２、７２を配置し、アンカー翼部６１の板状部６２の回転軌跡領域と格子翼部７１の板状部７２の回転軌跡領域との間に間隙部８１を形成し、格子翼部７１の板状部７２と回転軸１３との間に長孔状部８２を形成する。
【００３５】
従って、攪拌翼５０を用いる攪拌機１０にあっても、回転軸１３の駆動により攪拌翼５０を回転することにて、攪拌翼５０のアンカー翼部６１と格子状部７１により攪拌槽１１の槽内液を攪拌し、よく混合可能とする。
【００３６】
以上、本発明の実施の形態を図面により詳述したが、本発明の具体的な構成はこの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。例えば、攪拌翼を構成するアンカー翼部は回転軸まわりに設けられる２枚の板状部に限らず、回転軸まわりに設けられる１枚又は３枚以上の板状部にて構成されるものであってもよく、格子翼部も回転軸まわりに設けられる２枚に限らず回転軸まわりに設けられる１枚もしくは３枚以上の板状部にて構成されるものであってもよい。
【００３７】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、適応粘度範囲が広く、高粘度での伝熱特性に優れ、適応仕込量の範囲が広く、構成簡素で洗浄性の良好な攪拌機を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は攪拌機の一実施形態を示す模式図である。
【図２】図２は攪拌翼を示す模式図である。
【図３】図３は攪拌翼の他の例を示す模式図である。
【図４】図４は攪拌翼と適応粘度範囲との関係を示す線図である。
【図５】図５は攪拌翼と伝熱特性との関係を示す線図である。
【図６】図６は攪拌翼と適応仕込量範囲との関係を示す線図である。
【符号の説明】
１０攪拌機
１１攪拌槽
１２、５０攪拌翼
１３回転軸
２１、６１アンカー翼部
２２、６２板状部
３１、７１格子翼部
３２、７２孔あき板状部

Claims

攪拌槽内に攪拌翼を設け、攪拌翼の回転により攪拌槽内の液を攪拌する攪拌機において、
攪拌翼が回転軸まわりに設けられるアンカー翼部と格子翼部とを有してなり、
アンカー翼部は攪拌槽の槽底部と槽壁部のそれぞれに沿ってアンカー状に延在せしめられる底寄り攪拌部と壁寄り攪拌部とを備える板状部にて構成され、
格子翼部は攪拌槽の槽中心部寄りに配置せしめられる孔あき板状部にて構成され、
格子翼部の孔部がアンカー翼部の底寄り攪拌部に至る位置まで存在してなることを特徴とする攪拌機。