JPS61200842A - 撹拌機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、混合、溶解、反応尋を目的とした攪拌処理用
の攪拌機に関するものである。

（従来の技術） 従来、攪拌機の攪拌翼として、（Ａ）パドル（平ヌ珂烙
　）ＷＩ　　　番百クニコ９素ａ習　　　古４ム　カ　
−　し・　・ノ　Ｗ　デー一段又は多段の形で使用する
ことが多い。これらの攪拌翼（Ａ）を使用する攪拌機で
は、翼回転数を高くして翼の外端から半径方向に吐出さ
れる液の流量を多くすることにより、第１２図に示す如
く液が槽壁に衝突して上方及び下方に回り再び翼の所へ
戻る循環流を発生させ、槽内の混合を行なう。高粘度液
には（Ｂ）螺旋翼、螺旋状リボン翼を多く使用している
。高粘度液や槽底部に沈降し易い固体を含む液体には（
０）馬蹄型具、アンカー型具を使用している。また、液
体に対する固体の溶解には（Ｄ）糸巻翼を使用すること
が多い。これらの攪拌翼（Ｂ）、（０）、（Ｄ）を使用
する攪拌機では、翼の外端と檜との隙間を小さくして槽
壁への付着防止、液体の移動、翼による液体の剪断及び
掻取りを行なうことによって槽内の混合その他の目的を
達成する。この攪拌機は、比較的低い翼回転数で使用さ
れている。

（発明が解決しようとする問題点） 前記従来の攪拌翼（Ａ）を第１２図に示す如く一段の形
で使用した場合、仮に循環流の発生を促進するために槽
壁面に下部から上部に至る複数本の邪魔！を間隔をおき
配設しても、大きい攪拌所要動力を必要としながら混合
時間がかなり長く、動力特性及び混合特性が悪い。低速
回転攪拌時の混合特性はさらに悪い。攪拌翼（Ａ）を多
段の形で使用しても、各段間での液体の交換が少なく、
混合特性を改善することができないという不都合があっ
た。前記従来の攪拌翼（Ｂ）、（Ｃ）では、その構造か
ら低粘度液には有効でないという不都合があった。また
、前記従来の攪拌翼（Ｄ）では、翼外端からの液の吐出
性が非常ζこ弱く、液の循環・移動という現象が発生し
にくいため、短時間に完全混合状態にできないという不
都合があった。

本発明は前記従来の問題点を解決するためになされたも
ので、攪拌所要動力を低減すると共に、低速回転攪拌時
（低所要動力時）の混合性能を向上させることを目的と
する。

（問題点を解決するための手段） 本発明の攪拌機は、攪拌槽内中心部に槽外から回転可能
な攪拌軸を配設し、該軸に、攪拌槽の底壁面に下端部を
摺接させて槽底部に配置されるボトムパドルを装着し、
前記攪拌軸のボトムパドルより上位部分に、アームパド
ルと軸方向に延びるストリップを装着して、格子翼を構
成すると共に、攪拌槽の側壁面に下部から上部まで軸方
向に沿う複数本の邪魔板を間隔をおき配設したことを特
徴とする。

（実施例） 以下、その詳細を第１図〜第１１図に示す実施例により
説明する。

図中１は円筒形攪拌槽で、該槽１円中心部には攪拌軸２
が配設されている。攪拌軸２は、一端を槽底部に軸受３
を介して支持され、かつ、他端を槽頂部上の駆動装置４
にカップリング５を介して接続されている。

６は格子翼で、ボトムパドル７とアームパドル８とスト
リップ９とから構成されている。

ボトムパドル７は、攪拌軸２の下端部に装着された２枚
パドルで、その下端部は攪拌槽１の底壁面に摺接してい
る。このため、このボトムパドル７は、従来公知のパド
ル翼と馬蹄型翼、アンカー型具の両特性（吐出、剪断掻
取り）、つまりパドル翼の液を半径方向に吐出する特性
と、馬蹄型翼、アンカー型具の壁面付着物を掻取り、飛
散、浮遊させる特性とを併せ備えている０ アームパドル８は、攪拌軸２のボトムパドル７より上位
部分に間隔をおいて装着された槽径方向に沿う板棒状の
２枚パドルである。また、ストリップ９は、ボトムパド
ル７とアームパドル８に槽径方向に間隔をおいて装着さ
れた攪拌軸２方向に沿う板棒状のものである。このため
、アームパドル８どストリップ９は、回転時、各部材端
で液を剪断し細分化すると共に、各部材の後側で発生す
る微小の渦により前記細分化された液を混合する特性を
備えている。

ストリップ９は、ボトムパドル７とアームパドル８に対
して、その全部に跨がり（第１図）、或はそれぞれに互
に独立して□（第４図、第６図）組み合わされている。

１０は平板型の邪魔板で、攪拌槽１の側壁面に間隔をお
き複数本配設されている。この邪魔板１０は、攪拌槽１
の側壁面下部から上部まで攪拌軸２方向に連続しており
、ボトムパドル７から吐出された液を円運動させずに攪
拌槽１上部まで上昇させる特性を備えている。

尚、攪拌軸２を槽外から駆動するための駆動装置４を槽
頂部側に設けた例につき説明したが、該装置４を槽底部
側に設けてもよい。

この攪拌機では、攪拌操作の中で注目操作（混合、溶解
、各種反応等）により、また所要容量によりその構成部
材比が設定されるが、その主な作用は次に述べる通りで
ある。

格子翼６を回転させると、攪拌槽１内に満たされた液は
、ボトムパドル７により槽底壁面への付着を防止されつ
つ半径方向に吐出されて槽側壁面に衝突すると共に、邪
魔板１０により円運動を抑制されて槽上部へと上昇させ
られ、槽上部の側壁側から中心側へ駆動して攪拌軸２及
び最上段アームパドル８の近傍から下方へ移動し、ボト
ムパドル７の所へ戻る。

かかる大きな液循環の中で、ボトムパドル７より上位に
配置されたアームパドル８とストリップ９により下降中
の液が剪断細分化され、この細分化された液は、アーム
パドル８とス）　ＩＪツブ９の後側に発生する微細な渦
に巻込まれて混合される。

上記の作用を格子翼６の各構成部材の働きにより図解し
たのが第８図、第９図である。

第８図に示される如く、ボトムパドル７は、従来のパド
ル翼（第１２図）と異なり攪拌槽１の底部に摺接配置さ
れることにより、パドル翼と馬蹄型具、アンカー型具と
しての両件用を併有する。第９図に示される如く、邪魔
板１０は、ボトムパドル７により検測壁側に吐出された
液が円運動しないで上昇流となるようその発生を促進す
る作用を有する。また、アームパドル８及びス）　ＩＪ
ツブ９は、ボトムパドル７及び邪魔板１０の働きで槽内
を循環する液をその下降過程で細分化、混合する作用を
有する。

一般に、攪拌槽での翼の特性と性能を表わす係数として
、混合開始後、翼外端から吐出された液が攪拌槽内を何
回循環すれば混合を完成させられるかという循環回数が
あるが、比較テスト結果は、パドル翼（邪魔板なし）が
４〜７回、螺旋状リボン翼が２回であるのに対して、本
発明の格子翼（邪魔板付き）はその構成部材比により少
し幅があるも１〜１．３回であった。”攪拌槽での翼の
混合性能を表わすもの−として第１０図に示すｎ・θ；
−Ｒｅ曲線がある。

ｎ・０Ｍは完全混合時間θｕ（ｓｅａ）と翼の回転数ｎ
（’／５ｅｃ）を乗じた翼に特有な値で、混合時間とい
われ、翼（種条件も含む。）による液の混合性能を表わ
す指標である。Ｒｅは翼（種条件を含む。）による液の
乱れ状態を表わす指標で、レイノルズ数といわれ、ｎｏ
ｄζρ／μで表わされる。

ここで、ｎ：翼回転数（’／５ｅａ）、ｄ：翼径（ｍχ
ρ：液密度（Ｋｆ／ｍ’　）、μ：液粘度（Ｋ９／ｍ−
５ｅｃ）また、攪拌槽での翼の動力性能を表わすものと
して第１１図に示すＮｐ〜Ｒｅ曲線がある。

Ｎｐは翼（種条件も含む。）による液の動力性能を表わ
す指標で、動力数といわれ、Ｐ−ｇｃ／ｐ・ｎ３．ｄ５
で表わされる。ここでＰ：動力（Ｋ４ｍ／ａｅｃ　）、
ｇＣ：単位換算係数、ρ：液密度（”Ｉ／ｍす、ｎ：翼
回転数（’／５ｅａ）、ｄ：翼径（ｍ）゛前記のｎ・θ
Ｍ−Ｒ１３曲線とＮｐ〜Ｒｅ曲線は、Ｄ（槽径）＝１ｍ
、ｄ＝０．５ｍ、ρ＝１０００Ｋｇ／ｍ３のときに得ら
れたものである。これらの曲線を使用して、μ＝０−５
　ＫＩ／ｍ、　５ｅａ（＝５０’Ｏｃ、ｐ、）、ｎ−１
ｒ、ｐ、ｓとしたＲθ＝５ＤＯの状態で比較すると、混
合時間ｎ・θｙは、本発明（Ｈ／Ｄ＝１．０のとき）で
はＡ点の値ａ＝１６、従来では０点の値Ｃ＝８０である
から、本発明は従来に比し′ｃ１１５の混合時間で済み
、ｎ　＝　１でも高い混合能力゛があるこさが分る。ま
た、動力数Ｎｐは、本発明（Ｈ／Ｄ＝１．０のとき）で
はＥ点の値ｅ　＝　５、従来では０点の値ｇ＝９である
から、そのＲｅ＝５（１０の状態を作り出すのに必要な
動力値をＰ＝Ｎｐ・（ρ・ｎ３・ｄ５）／ｇｃで求める
と、本発明では１５．９４、従来では２５．５１となり
、本発明は従来に比して１Ａ、６　　の攪拌所要動力で
済むことが分る。

また、混合前の液を水と同様のμ＝１／１０００Ｋｌ／
ｍ　ｅ　ｓｅｃ　（Ｉ　Ｑ、ｐ−）、混合後の液をμ＝
　Ｏ−５に９／ｍ　ｅ　５ｅｃ（ｓ　ｏ　ｏ　ｃ、ｐ、
）とすると、混合時間ｎ・０Ｍは、粘度が高くなるに従
って従来ではＣｏ点から０点へと変化し、その値の変化
量（ｊ−Ｃｏは大きくなって混合性能が悪くなるのに対
して、本発明（Ｈ／Ｄ＝１．３のとき）では３０点から
Ｂ点へと変化し、その値の変化量ｂ−ｂｏはほとんど零
となるから、攪拌開始時（低粘度液）から混合終了時（
高粘度液）まで安定した混合特性があって、反応槽とし
て効率が良く製品の歩留まりも良いことが分る。

（発明の効果） 本発明は以上の構成よりなり、次の効果を奏するもので
ある０ （１）　　翼回転数が低い値でも良い混合能力があるか
ら、レイノルズ数Ｒｅに対して広範囲に亘り混合特性が
良い。

（２）　　循環回数が非常に小さいから、完全混合状態
になるまでの時間（混合時間）が短い。

（３）　　低速回転攪拌時の混合特性が高いから、マイ
ルドな攪拌ができる。

（４）　　攪拌所要動力が小さくて済む。

（５）　　低粘度液から高粘度液まで安定した混合特性
を有するから、反応槽として有効である。

（６）　　格子翼の構造上液面変化に対して混合特性が
安定している。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図、第３図は本発明の第１実施例を示す正
断面図、ｎ−ｎ線断面図、ｍ−ｍ線断面図、第４図、第
５図は本発明の第２実施例を示す正断面図、Ｖ−Ｖ線断
面図、第６図、第７図は本発明の第３実施例を示す正断
面図、■−■線断面図、第８図、第９図は本発明の作用
説明図、第１０図はｎ・θＭ−Ｒｅ線図、第１１図は’
Ｎ９％　Ｒｅ線図、第１２図は従来のパドル翼を使用し
た攪拌機の概要図である。 １・・攪拌槽、２パ・攪拌軸、３・・軸受、４・・駆動
装置、５・・カップリング、６・・格子翼、７・・ボト
ムパドル、８・・アームパドル、９・・ス）　ＩＪツブ
、１ｏ・・邪魔板。 第４図 第１２図 第８図 第９図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 攪拌槽内中心部に槽外から回転可能な攪拌軸を配設し、
   該軸に、攪拌槽の底壁面に下端部を摺接させて槽底部に
   配置されるボトムパドルを装着し、前記攪拌軸のボトム
   パドルより上位部分に、アームパドルと軸方向に延びる
   ストリップを装着して、格子翼を構成すると共に、攪拌
   槽の側壁面に下部から上部まで軸方向に沿う複数本の邪
   魔板を間隔をおき配設したことを特徴とする攪拌機。