JPH0215247B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はミキサ装置、特に導管内で攪拌羽根が
基本的に静止しており、被混合流体の通流時に流
体が各攪拌羽根によつて分割合流を繰返しながら
所望の攪拌作用が行われる静止攪拌型ミキサ装置
の改良に関するものである。

［従来の技術］ 主として液体あるいは粉体などの複数種の流体
を均一に攪拌混合することが各種の産業分野にお
いて極めて重要であり、特に化学的処理において
は効率の良いかつ均一な混合が得られるミキサ装
置が望まれている。

一般的な混合は混合槽内で攪拌羽根をモータな
どによつて駆動することで行われているが、従来
においても、何らの駆動源も必要とせず、単なる
被混合流体の流れに従つて自然に混合が行われる
静止攪拌型ミキサ装置が周知であり、被混合流体
を導く導管内に多数の攪拌羽根を配置し、流体の
流れに従つて順次分割合流が繰返され、短い導路
であつても効率の良い混合作用が得られ、各種の
分野において実用化されている。

［発明が解決しようとする問題点］ 前述した静止攪拌型ミキサ装置は、何らの駆動
源も必要とすることなく、実用上充分な効率の良
い混合作用が得られる利点を有するが、近年のご
とく各種の食品分野あるいはフアインケミカルの
分野において従来より更に均一なかつ細かい粒度
で混合を行うためには、従来の静止混合型ミキサ
装置では十分に満足する作用が得られない場合が
あつた。

また、一方において、モータで駆動する攪拌羽
根によつては、被混合流体自体に大きな運動エネ
ルギが与えられ、その化学的性質に悪影響を与え
るという問題があり、従来において、このような
両方式の問題点を共に解決する新たなミキサ装置
が望まれていた。

本発明は上記従来の課題に鑑みなされたもので
あり、その目的は、静止混合型ミキサ装置の混合
特性を改善して、粒度の細かい均一な攪拌を効率
良く行うことのできる改良された静止混合型ミキ
サ装置を提供することにある。

［問題点を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本発明は、被混合
流体を内部に流通する導管と、該導管内にその軸
方向にそつて細動自在に支持され、軸とその周囲
に径方向に突出形成された複数の攪拌羽根を有す
る攪拌体と、該攪拌体の一端に結合され電気的な
入力信号に従つて前記攪拌体にその軸方向の細動
運動を与える振動源と、を含み、導管内で攪拌体
を所定モードで細動させ、攪拌羽根による流体の
流れの分割合流の繰返しと、攪拌羽根の細動によ
る流体の振動によつて被混合流体の攪拌作用を促
進することを特徴とする。

本発明において、前記細動運動は被混合流体の
性質によつて各種に選択され、その細動周波数及
びモードが適宜設定可能であり、従来のごときモ
ータによる回転攪拌羽根と異なり、本発明によれ
ば、攪拌羽根自体は基本的に静止攪拌型であり、
被混合流体の通流時の分割合流にて攪拌が行われ
るが、これらの大きな攪拌作用に加えて攪拌羽根
自体が振動源によつて細動運動するので、前記分
割及び合流時の攪拌が著しく細かい均一な攪拌と
なり、食品に応用すればざらつきのない滑らかな
舌触りの攪拌が得られ、またフアインケミカル分
野での特にポリマーなどの攪拌には極めて好適で
ある。

本発明において、前記振動源としては任意の方
式が選択可能であるが、主として電気的な処理が
容易な電磁駆動型振動源あるいは超音波振動源が
好適である。

［実施例］ 以下図面に基づいて本発明の好適な実施例を説
明する。

第１図には本発明に係るミキサ装置が電磁駆動
型振動源にて駆動されている実施例を示す。

導管１０は被混合流体に冒されない材質、例え
ば塩化ビニールなどのプラスチツクスあるいはス
テンレス等から形成された円筒形状を有し、実施
例において、２種類の異なる流体を混合するため
に、導管１０には２個の導入孔１０ａ，１０ｂが
設けられている。そして、両導入孔１０ａ，１０
ｂにはそれぞれ枝管１２，１４が気密に固定され
ており、それぞれ符号Ａ，Ｂで示される異なる種
類の被混合流体が各枝管１２，１４から導管１０
に向かつて導かれる。

各枝管１２，１４はそれぞれ図示していない流
路にフランジ１６，１８にて接続されており、実
施例において、各被混合流体Ａ，Ｂはそれぞれ流
路から自然放流あるいはポンプによる圧送によつ
て導管１０に送り込まれている。

前記導管１０の他端にはフランジ２０が固定さ
れており、図示していないが周知のごとく、下流
の導路に気密に接続され、混合された流体が次の
工程に導かれる。

前記導管１０内には複数の攪拌羽根２２を有す
る攪拌体２４が設けられており、本発明におい
て、この攪拌体２４はそれ自体基本的に従来の静
止型攪拌素子を形成しているが、導管１０内にお
いて細動自在に支持されていることを特徴とす
る。

すなわち、攪拌体２４は前述した導管１０と同
様に被混合流体にて冒されないプラスチツクスあ
るいはステンレスなどから成り、その軸部２４ａ
の一端は前記導管１０の内径と遊合するスライダ
部２４ｂを有し、またその他端には小径の支持軸
２４ｃが設けられ、該支持軸２４ｃが前記導管１
０内に固定された軸受２６によつて支持されてい
る。

従つて、攪拌体２４は導管１０内で軸方向ある
いは回転方向にも任意に細かい振動をすることが
できるように支持されていることが理解される。

前記攪拌体２４には従来と同様に複数の攪拌羽
根２２が固定されており、実施例の攪拌羽根２２
は半月形状を有する。

第２図には実施例における攪拌体軸２４ａと各
攪拌羽根２２の固定状態が軸方向から見た状態と
して示されており、実施例においては、各攪拌羽
根２２は各固定位置において軸部２４ａの両側に
対称的に固定され、また順次隣接する羽根は60度
の位相差にて整列配置されている。

第２図から明らかなごとく、本実施例によれ
ば、攪拌羽根２２は流路の開口面積に対して相当
大きな割合で設けられており、後述するごとく、
各攪拌羽根２２が細動運動をするときに、隣接す
る羽根にて分割された流体が羽根２２の細動によ
つて振動を受けたときに隣り合う羽根でそれぞれ
与えられる各振動が互いに干渉し合つて極めて細
かい攪拌作用を得ることが可能となる。

以上のごとく、本発明によれば、攪拌体２４は
導管１０内において細動自在に軸支されるが、本
発明において、前記攪拌体２４を実際に駆動する
ために、導管１０の一端には振動源２８が設けら
れており、実施例における振動源２８は電磁駆動
型振動源から成る。

実施例の振動源２８は攪拌体２４に振動を伝え
るためのダイヤフラム３０を含み、金属薄板から
成るダイヤフラム３０はその外周が前記導管１０
に気密に固定されたフランジ３２と固定リング３
４との間に強固に挟着支持されている。もちろ
ん、前記ダイヤフラム３０の両端にはパツキン３
６が設けられて流体の漏れを防止している。

ダイアフラム３０の内周は前記攪拌体２４のス
ライダ部２４ｂと固定され、このために、フラン
ジ部２４ｂの端部には固定子３８がネジ止め固定
され、前記ダイヤフラム３０が固定子３８にて強
固にフランジ部２４ｂの端部に固定される。

前記ダイヤフラム３０はそれ自体の可撓性によ
り攪拌体２４を軸方向に自由に細動自在とし、ま
たフランジ３２への固定位置によつて攪拌体２４
をほぼ所定の位置に位置決め保持することができ
る。前記固定子３８には振動源を形成するための
可動コイル４０が絶縁支持枠４２によつて固定さ
れており、図示していない外部の駆動回路から可
動コイル４０に所望の駆動電流が供給される。こ
の駆動電流は例えば固定子３８及びダイヤフラム
３０の表面に配設されたフレキシブルプリント回
路板等を通して供給することが好適であり、ダイ
アフラム３０の可撓性を損うことなく可動コイル
４０に所望の駆動電流を供給することができる。
すなわち、図示していない駆動回路（交流電流
源）、ダイヤフラム３０表面に配設されたプリン
ト回路板、固定子３８表面のプリント回路板、可
動コイル４０を電気的に接続することにより、可
動コイル４０に所望の交番電流を供給することが
できる。なお、電気的な接続は、良導体同士が接
触していればよく、適宜手段が採用可能である。

一方、前記可動コイル４０と対向した位置には
コア４４が固定されており、このコア４４はデイ
スクヨーク４６、リングマグネツト４８及びリン
グヨーク５０を介して前記固定リング３４に一体
に固定されている。各ヨーク４６，５０はそれぞ
れ磁性材から成り、またリングマグネツト４８は
その軸方向に着磁されており、前記リングヨーク
５０の内周とコア４４の右端外周との間に所望の
磁気ギヤツプが設けられ、前記可動コイル４０は
この磁気ギヤツプ内に配置されるので、前述した
ごとく、可動コイル４０に所望の交番電流を供給
することによつて、可動コイル４０には対応した
交流磁界が発生し、これにより可動コイル４０は
軸方向の振動を受け、この結果、前記導管１０内
に設けられた攪拌体２４が軸方向に細動運動する
こととなる。

基本的に前記振動源２８の運動は攪拌体２４の
軸方向に沿つた往復運動であるが、ダイヤフラム
３０のバネ下荷重側すなわち攪拌体２４の質量及
び軸支部の構造によつて細動モードは単なる軸方
向に沿う運動ばかりでなく、攪拌体２４に所定の
ねじりを与えるモードとすることも可能であり、
第２図に示した攪拌羽根２４は所望のモードに従
つて円周方向にも駆動することができる。

以上のごとく、本実施例によれば、振動源２８
の可動コイル４０に所定の交番電流を供給するこ
とによつて、攪拌体２４あるいは攪拌羽根２２は
導管１０内で軸方向若しくは円周方向に所定モー
ドで細動運動し、導管１０に導かれる被混合流体
Ａ，Ｂを攪拌羽根２２の静止攪拌作用ばかりでな
くその細動運動によつて効率良く攪拌混合するこ
とが可能となる。

前記駆動電流としては、通常商用周波数である
50Hzから1KHz位までの繰返し周波数が好適であ
り、このような周波数を任意に設定することによ
つて、攪拌体２４はその軸方向に沿つて最大５mm
から0.2mm程度の軸方向移動を繰返し、これによ
つて前述した効率の良い攪拌混合が行われる。

前述した実施例においては、可動コイルを用い
た電磁駆動型振動源が示されているが、コイルを
固定して永久磁石を可動側に配置することも可能
である。

また、前述した実施例において振動源は電磁駆
動型振動源から成るが、本発明において超音波振
動源を用いることも可能である。

超音波振動源の場合、第１図に示したダイヤフ
ラム３０にはチタン酸バリウム等のピエゾ振動子
が貼着され、このピエゾ振動子に直接駆動電圧を
印加することによつて、ダイアフラム３０が前記
ピエゾ振動子の圧電効果によつて振動し、これが
攪拌体２４に伝わつて所望の混合攪拌作用が行わ
れる。

本発明において、前述した導管あるいは攪拌体
とのいずれかあるいは両者を加振するための加振
装置は、前述した電磁駆動型あるいは超音波駆動
型ばかりでなく、他の任意の駆動機構を用いるこ
とができる。

例えば、この種の駆動機構としては、基体側に
モータを設置し、該モータの主軸にカムを設け、
一方において、導管あるいは攪拌体側にはカムフ
オロワを固定し、前記モータによつて回転駆動さ
れるカムを被動側のカムフオロワに接触させ、モ
ータ回転によつて導管あるいは攪拌体に所望の振
動を与えることができる。

この実施例によれば、振動周波数自体はさほど
高くない比較的低周波領域での振動を与え、また
超音波振動或いは電磁振動に比して振動ストロー
クを十分に大きく設定することが可能となり、混
合する流体の種類によつてこのような低周波大ス
トローク加振装置を任意に提供可能である。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、静止型
攪拌素子である導管内に配置された攪拌体に振動
源から細動運動を与え、これによつて流体が攪拌
羽根にて分割及び合流を繰返して静止型攪拌作用
を行うときに前記細動運動にて流体に所望の振動
が与えられ、この結果、静止型攪拌混合作用の効
果を著しく高めることができ、特に粒度の細かい
混合に極めて有益なミキサ装置を得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図本発明に係るミキサ装置の好適な実施例
を電磁駆動型振動源を用いた装置の断面図、第２
図は第１図における攪拌体の軸方向から見た断面
図である。 １０……導管、２２……攪拌羽根、２４……攪
拌体、２８……振動源。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 被混合流体を内部に流通する導管と、 該導管内にその軸方向にそつて細動自在に支持
   され、軸とその周囲に径方向に突出形成された複
   数の攪拌羽根を有する攪拌体と、 該攪拌体の一端に結合され電気的な入力信号に
   従つて前記攪拌体にその軸方向の細動運動を与え
   る振動源と、を含み、 導管内で攪拌体を所定モードで細動させ、攪拌
   羽根による流体の流れの分割合流の繰返しと、攪
   拌羽根の細動による流体の振動によつて被混合流
   体の攪拌作用を促進することを特徴とするミキサ
   装置。