JPH03181324A - 連続混合攪拌装置 - 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］ この発明は容器内の撹拌子を外部とは無接触状態で回転
して容器内の物質を撹拌混合するようにした混合撹拌装
置に関するものである。

［従来の技術］ 従来、ポリウレタン製ブレード等、合成樹脂による成型
品の製造過程において、原材料の混合撹拌手段として混
合容器内に外部から回転軸を貫通し撹拌子を回転させ、
容器内に導入した液状物質を混合し外部に排出する装置
が使用されていた。第７図、第８図に示すものは従来の
混合撹拌装置の例を示すもので、容器Ａ内に撹拌子Ｂが
回転軸Ｃによって回転する上うに構成され、導入口ＤＩ
、　Ｄｔからはそれぞれ別の成分の物質がポンプＰを介
して容器Ａに導入される。

容器Ａ内で撹拌、混合された混合液は吐出ロＥ六Ｘ：ｋ
ｋ中七＋−Ｉｌｐｔ考畠山モ多、′ノー１ｂフｉｋ、ス
、姦山卒ピシールＦは第７図においてはオイルシールを
用い、第８図においてはメタルシールを用いている。従
来のシールはこの他にメカニカルシール、Ｏリング、グ
ランドパツキンなどが使用される場合がある。

また、撹拌子Ｂを回転させるのに回転軸を使用すること
なく、無接触で回転させる手段として、撹ｒ１！子Ｂに
永久磁石を装着し、容器Ａ外に設けた回転子に永久磁石
を取り付け、前記回転子を回転させて容器Ａ内外の永久
磁石の磁力によって容器Ａ内の撹拌子Ｂを回転させる例
がある。

［発明が解決しようとする課題］ 容器内の撹拌子を回転軸によって外部から直接回転させ
る形式である第７図、第８図に示す撹拌装置においては
、回転軸と軸受シールとの摩擦により軸受シールが摩滅
し、摩滅粉の混入、空気の混入、撹拌物質の漏れなどの
発生が考えられるが、さらに、回転軸の回転による軸受
部の加熱に伴う容器内の物質の加熱により、例えば、熱
硬化性樹脂であるポリウレタンエストラマーの製造過程
に使用すると、温度の上昇によって反応が促進されゲル
化異物が発生し、液中に異物が混入する等のトラブルの
発生が多い。

これに対し永久磁石を利用して無接触状態で容器内の撹
拌子を回転する場合には、容器外に設けた回転子を回転
させるためのモーター、プーリー、ベルトなどを必要と
し、いずれも低粘度の液体の混合撹拌に使用される。

第１の発明は、撹拌子を回転させるのに容器外から回転
軸を貫通させず、また容器外の磁石を回転させることな
く、容器内において磁性体を装着した撹拌子を回転させ
る回転磁界を発生させる手段を備えた連続混合撹拌装置
を提供することをその目的としている。

また、第２の発明は、容器外部の回転磁界の吸引力、反
発力を増加させて磁性体を装着した撹拌子を強力に回転
させ、特に高粘度の液体の屋舎撹拌において、良好な混
合液が得られるようにした撹拌装置を提供することを目
的とじている。

［課題を解決するための手段］ 上記第１の目的を達成するためのこの発明の装置は、容
器に導入された２以上の物質を撹拌混合して、得られる
混合溶液を容器外に吐出するようにした連続混合撹拌装
置において、前記容器を非磁性材料によって形成し、容
器内部に独立して回転可能に配設した撹拌子に永久磁石
又（よ磁仕鉄芯などの磁性体を装着すると共に、前記磁
性体に近接して容器の外部に回転磁界発生用の巻線を円
周上に３１［！！Ｉ以上配置した連続混合撹拌装置であ
る。

また、第２の目的を達成するための装置は、非磁性材料
によって形成した容器内部に独立して回転可能な撹拌子
を設け、前記撹拌子の外周に複数側の永久磁石を装着す
ると共に、容器外部に前記永久磁石を挟むように回転磁
界発生用の巻線を３個以上円周上に配置するか、永久磁
石を装着した回転子を回転するようにした連続久磁石に
バックコアを形成すると一層効果的である。

［作用］ 請求項１に記載の連続混合撹拌装置によれば、容器の外
部に円周上に３個以上配置した巻線に電流を入力し、電
気制御することにより容器に回転磁界を発生させ、容器
内の撹拌子に装着した磁性体との間に吸引力、反発力を
働かせ、撹拌子を回転させる。

また、請求項２に記載の連続混合撹拌装置においては、
撹拌子の外周に装着した複数個の永久磁石と、この永久
磁石を挟むようにして、容器の外部に回転する磁場を形
成したことにより、磁場が撹拌子の上下両面から、しか
も回転中心より遠い円周上に吸引力、反発力を働かせて
いるので、回転トルクが強く、高粘度の物質を十分に撹
拌混合させることができる。

［実施例］ 次にこの発明の実施例を第１図ないし第６図第１図の連
続混合撹拌装置は非磁性材料で形成された容器ｌと、そ
の内部に独立して設けられた撹拌子２とに上って構成さ
れ、容器ｌの下部に２種類の肢体を別々に導入するよう
にした導入口３．４があり、上方に液体の吐出口８があ
る。撹拌子２は下面中央に尖頭２“を有し、容器ｌ下側
内壁面中央に接して回転するように形成され、撹拌子２
の胴部には周囲に複数の突片２°があって撹ｎ＝子２の
回転時に撹拌を助長する。

そして、撹拌子２の下面には永久磁石５が装着されてい
る。容器ｌの下面１′に円周上に電磁鉄芯６が３カ所に
配置され、それぞれに電磁コイル（巻線）７が巻かれて
いる。

２種類の肢体ａ、ｂは連続的に一定量づつ、それぞれタ
ンクよりポンプＰを介して導入口３．４から容２りｌ内
に導入される。容器■内で撹拌子２が尖頭２”を中心に
回転して液体が撹拌混合され、均一の混合液が吐出口８
から連続的に排出される。第２図（イ）に示した例は、
第１図の電磁コイル７に入力する制御電流の人力例を示
すもので、三相同期電動機と同じ原理によるものである
。円周上に配置された電磁鉄芯６に三相交流電流Ｒ，Ｓ
ＳＴが各電磁コイル７に導入されると磁場はちょうど磁
石を回転しているのと同じ回転磁界を生じ、交流の１サ
イクルで磁場は１回転する。１分間の磁場の回転数Ｎを
同期速度と言い Ｎ　＝　１２ｏｆ／Ｐ で与えられる。ｒは周波数、Ｐは極数であるから回転数
は６０サイクルでは３６００　ｒｐｍとなる。三相交流
電流は第２図（ロ）に示される。

このように電磁鉄芯６が固定されていながら回転磁界に
よって撹拌子２側の永久磁石５に回転磁力が作用し撹拌
子２を回転させる。撹拌子２の回転数を変化させるには
インバーター等で入力周波数を変化させたり、電磁鉄芯
の極数を増やしたりずろことによって変化させることが
できる。また、この形式の回転方式を誘導電動機など他
の形式の電動機の原理に替えて適用してもよい。

第３図は他の実施例の撹拌装置を示すもので、第１図と
の相違は電磁鉄芯６と電磁コイル７が容器ｌの下面ｌ°
にあるのではなく、容器ｌの外周１”に配置されている
点にあり、それ以外は同じである。第４図は第３図のＩ
Ｖ−■線断面を示す２例で、電磁鉄芯６と撹拌子２（第
３図参照）に装着した永久磁石５との関係を示し、（イ
）多極着磁磁石使用の場合、及び（ロ）多数個磁石使用
の場合を示したしのである。第４図（イ）（ロ）に示さ
れるように撹拌子２に装着されている永久磁石５の配列
は、磁石のそれぞれの極Ｎ、　Ｓが交互になるようにリ
ング状に配列され、容器ｌの外部に配置されている電磁
鉄芯６も撹拌子２に装着されている永久磁石５に対応す
る（立置に配列されている。

第５図は他の実施例の連続混合撹拌装置を示すもので、
図示の装置は非磁性材料で形成された容″ａｌとその内
部に設けた撹拌子２とによって構成され、容器ｌの下部
に２種類の液体を別々に導入するようにした導入口３．
４があり、上方に肢体の吐出口８がある。撹拌子２は下
側中央にボール又は尖頭２”を有し回転時の回転中心と
する。撹拌子２の胴部には周囲に複数の突片２°があっ
て液体の撹拌を助長する。そして、撹拌子２には２極以
上の磁石５が外周に突出して、つば状に装着されている
。そして隣合う磁石は逆極とする。容器１の外周には上
下に分割可能な回転子９（９ａ、９．、）が深溝玉軸受
ｌＯによって支持されている。回転子９及び容器■よ図
に示されるような構造であるので分解することにより、
清掃がしやすいように工夫しである。回転子９は図示し
ていない回転手段により容器ｌの外側を回転可能に構成
されている。回転子９には前記つば状をした磁石を挟む
ように永久磁石１１が対向して取り付けられ、バックコ
ア１２によって２個の永久磁石１１が結合されている。

バックコアＩ２と磁石５以外の材質は全て非磁性材料で
あることが望ましい。そして、回転子９側と撹拌子２側
の磁石の間隙は磁石の厚さの１／２以下に接近させるの
がよい。

第６図は第５図の磁石５．１１の配列を説明するための
図で、（イ）は第５図の部分平面図、（ロ）ζよ図（イ
）のＶｌ−Ｖｌ線拡大断面図、（ハ）は同じく図（イ）
のＶｌ−Ｖｌ線拡大断面図でバックコア１２を有してい
広い状態を説明するために図（ロ）と対比させた図であ
る。第５図における永久磁石１１（よバックコア１２に
よって結合されていて第６図（イ）のように円周上に配
列される。バックコア１２がない場合には第６図（ハ）
に示されるように、磁場が破線で示すように形成され磁
力は分散しているが、バックコア１２を有している場合
には第６図（ロ）に示されるように磁力は収束し磁力の
漏洩ロスがなくなり、磁石間の吸引力、反発力が増大す
る。

このように第５図の混合撹拌装置の容器ｌ内に複数の液
体をそれぞれ導入し、撹拌子２を回転するときは、回転
中心から離れた位置に回転する磁場が形成されるので、
その回転力が強く、容器１内に導入された液体は一旦遠
心方向に押しやられ、永久磁石の外側を回遊して容器ｌ
内を上昇し、この間、突片２°によって十分に撹拌され
均一な液体が吐出口８から排出される。なお、つば状に
装着した磁石５の間に隙間や貫通穴を設け、これらを通
して突片２°のある位置まで液体を送ることもできる。

特に高粘度の液体を混合する場合には、磁力の強い磁石
、例えばネオジウム・コバルト等を使用することが考え
られ、また、磁石の極数を増し隣合う磁石までの距離を
磁石の厚さ以上にし、磁石の配置直径を大きくすること
が高トルクを発生させることになる。なお、高温度液体
の混合の場合は７０℃以上ではサマリウム・コバルト磁
石を使用するか、または、外側の磁石１１を空冷すると
よい。

以下実験例によって説明すると、例えば、比較的低粘度
のポリテトラメヂレンエーテルグリコール（ＴＤ　Ｉ系
プレポリマー、７０℃における粘度８００ｃｐｓのもの
）を７０℃に調整したちの１００と、架橋剤４．１重量
比とを混合して得られたポリウレタンエラストマーにつ
いて、この発明の第１図の撹拌装置によって得られた実
験例１と、従来の撹拌装置によった比較例１とを比較し
て差が殆ど認められないことを確認した。

また、実験例２は高粘度プレポリマーとして粘度３０３
０ｃｐｓのものを用いて、上述の実験例■と同様の混合
条件、架橋条件で得たポリウレタンエラストマーについ
て、第５図の撹拌装置によるものと従来の撹拌装置によ
って得られた比較例２とによったものとを比較したが、
その差は特に認められなかった。

（Ｈｓ 硬さ、 Ｂ 破断強さ、 ＥＢ：破断伸び、 ＴＲ−６：引き裂き強さ） ［発明の効果］ 上記の構成によりこの発明は次の効果を有する。

第１の発明においては回転させる撹拌子の駆動に回転磁
場を発生させるために、回転駆動装置を必要とせず、電
磁鉄芯、コイル及び電気配線が形成されるのみであるの
で、構造が簡単でメンテナンスが容易であり、小型、安
価に連続混合撹拌装置を提供することができる。主とし
て低粘度の液体の撹拌混合に適用するとよい。

また、第２の発明においては回転する磁場における吸引
力、反発力を強くすることができるので、高粘度液体を
混合撹拌する場合に特に有効であり、回転磁力のロスが
改善できるなどの効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第６図はこの発明の詳細な説明するための
図で、第７図、第８図は従来例を示す図である。第１図
は連続混合撹拌装置の正面視断面図、第２図（イ）は回
転の原理を示す系統図、第２図（ロ）は三相電流の説明
表図、第３図は第１図の変形例を示した連続混合撹拌装
置の正面視断面図、第４図（イ）（ロ）は第３図の■−
■線断面図の２例、第５図は連続混合撹拌装置の他の実
施例を示す正面視断面図、第６図（イ）は第５図の部分
平面図、第６図（ロ）は第６図（イ）のＶｌ−Ｖｌ線拡
大断面図、第６図（ハ）は同じくバックコアを有しない
場合のＶｌ−Ｖｌ線拡大断面図、第７図、第８図は従来
の連続混合撹拌装置の正面視断面図である。 ｌ・・・容器、２・・・撹拌子、３．４・・・導入口、
５．１１・・・永久磁石、６・・・電磁鉄芯、７、電磁
コイル、８・・・吐出口、９・・・回転子、１０・・・
深溝玉軸受、１２・・・バックコア。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）容器に導入される２以上の物質を撹拌混合して、
   得られた混合溶液を容器外に吐出するようにした連続混
   合撹拌装置において、 前記容器を非磁性材料によって形成し、容器内部に独立
   して回転可能に配設した撹拌子に磁性体を装着すると共
   に、前記磁性体に近接して容器の外部に回転磁界発生用
   の巻線を円周上に３個以上配置した連続混合撹拌装置。
2. （２）容器に導入される２以上の物質を撹拌混合して、
   得られた混合溶液を容器外に吐出するようにした連続混
   合撹拌装置において、 非磁性材料によって形成した容器内部に独立して回転可
   能な撹拌子を設け、前記撹拌子の外周に複数個の永久磁
   石を装着すると共に、容器外部に前記永久磁石を挟むよ
   うに回転磁界発生用の巻線を３個以上配置するか、永久
   磁石を装着した回転子を回転するようにした連続混合撹
   拌装置。