JPH0622425Y2 - 撹拌機 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、ファインケミカルスあるいはバイオテクノロ
ジー分野等における流体の撹拌混合、あるいは溶解操作
に使用される撹拌機に関するものであり、詳しくは槽の
無菌化処理や洗浄を効果的に行なうのに適した構造を有
する撹拌機に関するものである。

（従来の技術） 一般にこの種の流体撹拌混合等に用いられる撹拌機の構
造は、撹拌槽の上部開口を蓋体で閉塞し、この蓋体の外
表面に固定した回転機（以下モータという）の出力回転
軸を槽内部に垂下させ、この回転軸に撹拌羽根を設けた
形式のもの、あるいは比較的小型の撹拌機では、槽内部
に磁性撹拌子を配置してこれを外部から回転する磁界の
作用によって非接触的に回転させる形式のものなどが知
られている。

（考案が解決しようとする課題） ところで、上記従来の撹拌機のうち、磁性撹拌子を用い
た非接触形式のものは小型の装置は別として大量の液体
を対象とする大型装置には適当しないという問題があ
る。

また前者の撹拌羽根を用いた形式のものでは次のような
問題がある。すなわち一般にこの種の撹拌機は気密性を
要求され、したがって外部モータから槽内部に差込まれ
る回転軸は内部の気密性確保のために一般に軸封（回転
軸周面のシール）される場合が多く、また上記モータ、
回転軸等は、上記蓋体にボルト締め付けなどの手段で強
固に固定することでその軸振れ等を防止するのが普通で
あるが、この固定をしばしば着脱するように予想しては
通常構成されていない。

ところが実際には、このような形式の撹拌機が大型化
し、蓋体、モータ等の重量が大きくなってくると、槽内
部の洗浄等のために蓋体を槽本体から取外す作業がやっ
かいとなる問題がある。特にファインケミカルスやバイ
オテクノロジー分野等の用途では、その性質上、取扱い
物質や液を無菌状態に維持する等の要求から内部の洗浄
や高度に求められることが多くなってくるが、このため
に槽を耐圧構造とし内部に高温，高圧蒸気を導入して滅
菌するようにすると、上記大重量化に伴なう問題は一層
大きくなる。例えば蓋体を分離してオートクレーブ等で
高温，滅菌処理するようにすると、その取扱いの煩雑
性，モータの耐熱性等の別の問題が生じて取扱い上の難
を招く。

上記のような問題に対する対策として、例えばモータを
着脱可能とすることが考えられるが、従来形式の撹拌機
は上述の如くこのような作業に適した構造となっておら
ず、またモータ取外しに伴なって回転軸の支持安定が阻
害されると、槽本体への再装着時に気密漏れの原因とな
る問題も招く。

また更に、外部モータの回転力で撹拌羽根を回転させる
形式の撹拌装置において、気密性確保のために軸封装置
を設けた場合、この軸封装置部分ではシール部材の摩耗
粉の発生が厳密には不可避であり、これが槽内部の液に
混入すると、高度な精密性を要求される対象では致命的
な性能低下となってしまう問題となる。したがってこの
問題からの回避も十分検討されねばならない。

本考案は、以上のような従来の撹拌機の問題を解消し
て、主に２０程度以上、特に１００程度以上の大型
の撹拌機としての適した構造を有する撹拌機を提供する
ことを目的とする。すなわち回転機，回転軸が槽から取
外しでき、かつ再装着が容易で、しかも取外し時におい
ても個々のユニット特に長尺の回転軸を支持する軸受け
装置が、機構的に支持，シールの不安定化を招くことが
ないように工夫された撹拌機を提供することにある。

また本考案の他の目的は、槽内部の洗浄等の作業が容易
な撹拌機を提供するところにある。

また更に本考案の別の目的は、軸封装置からの摩耗粉が
内部充填液に混入することが効果的に防止できるように
図られた撹拌機を提供するところにある。

（課題を解決するための手段） 以上のような観点からなされた本考案よりなる撹拌機の
特徴を最適な構成例で示せば、液が充填される槽本体
と、この槽本体の上部開口に対し該開口を閉塞できるよ
うに着脱可能に設けられた蓋体と、この蓋体の一部に設
けられた小径開口から上方に向かって小径筒部をなすよ
うに延出された回転軸挿通用の導孔筒部と、この導孔筒
部を通って外部から槽本体内部に垂下される回転軸と、
この回転軸の槽本体外部に位置する軸上部を軸方向の移
動を拘束して支持する軸受け部を上部に有すると共に、
上記導孔筒部上端の外向きフランジに対し着脱可能に固
定される外向きフランジを下部に有する円筒状のハウジ
ングをもった軸受け装置と、この軸受け装置のハウジン
グ下部に設けられた内向きフランジの内周部に設けられ
て、ハウジングを鉛直方向に貫通する上記回転軸との嵌
合により槽本体内部を外部から気密的に封止する軸封装
置と、上記軸受け装置のハウジング上部に設けられた外
向きフランジに着脱可能に固定されると共に、該固定に
より上記回転軸の上端と軸結合される出力回転軸をもっ
た回転軸駆動用の回転機と、軸受け装置から槽本体内部
に垂下された回転軸の該槽本体内の軸部に設けられた撹
拌羽根と、上記軸封装置の下方近傍において回転軸に軸
着して設けられた摩耗粉受け皿とを備え、下側から順次
に積層される上記蓋体の導孔筒部，軸受け装置，回転機
は、相互に対向するフランジの接合締付けにより固定す
るように構成したところにある。

本考案において、軸受け装置は、その円筒状のハウジン
グに、回転軸の上部を軸方向の移動を拘束して回転可能
に支持する上部側の軸受け部と、槽本体内部の外気とを
気密的にシールするために回転軸に嵌合される下部側の
軸封装置とを有するものであり、これらは回転軸の軸方
向に離間されて配置されることにより、該回転軸の軸振
れを効果的に拘束するようになっている。軸封装置はシ
ールリング部分を回転軸の周面に密嵌合する通常形式の
ものでよいが、その材質については耐熱性を考慮して決
められる。

回転軸の上端と、回転機の出力回転軸の軸結合は、角軸
係合により相互の相対回転を拘束する形式のものが、構
造が簡単であるため好ましい。なお回転軸は、離間され
ている軸受け部から軸封装置に嵌合する上側部分と、撹
拌羽根を有する下側部分とを別体に設けて、カップリン
グ手段を用いて連結するものが組立て容易化の上で適当
する場合が多い。

導孔筒部，軸受け装置，回転機の相互の固定は、これら
のフランジをクランプ継手で締付ける形式とすることが
着脱作業の容易性の上で特に好ましく採用される。

本考案の撹拌機が適用される具体的な用途としては、代
表的には液体クロマトグラフィーの溶離液作成槽あるい
は溶離液調整槽、槽型グラジエンター等を例示すること
ができ、特に溶離液組成が変化する槽型グラジエンター
の場合には、頻繁な洗浄作業が要求されるのでその有用
性は極めて大きい。

（作用） 本考案は前記の構成をなすことによって、撹拌機を構成
する個々の機能部分が夫々合理的にユニット化されるこ
とになり、したがって装置組立て時における個々の構成
の機能発揮は勿論のこと、洗浄，滅菌処理等に際しても
これらの各構成部分への不都合な影響を回避できる特徴
がある。

（実施例） 以下本考案を図面に示す実施例に基づいて説明する。

第１図は本考案を適用した撹拌機の構成概要一例を示し
たものであり、この図において１は槽本体であり、上方
が開放した竪型筒状をなし、下部には液抜き管２が設け
られ、また外側壁には内部充填液の量を表示するための
液面計３が設けられている。本例の槽本体１は例えば内
部容積が３００として設けられている。

４は蓋体であり、槽本体１の上部開口を閉塞するように
図示しないパッチン錠等により固定的に組付けられるも
ので、その一部には図示しない液充填管、空気抜き管
５、および撹拌羽根回転駆動機構を外部のモータから内
部の撹拌羽根に渡って組付けるできるようにする小径の
導孔筒部６が形成されている。この導孔筒部６は、蓋体
４から上方に向って延出された筒部6aと、その上端にお
いて径外方につば状に広がるよう形成された外向きフラ
ンジ6bからなっている。

上記撹拌羽根回転駆動機構は、大きく分けて三つの構成
部分からなっており、その一つは上記導孔筒部６の上部
に固定される軸受け装置７、この軸受け装置７の更に上
部に固定される回転機であるモータ８、軸受け装置から
導孔筒部を通して槽本体内部に垂下されている回転軸９
からなっていて、この回転軸９の下側軸部分には、浸漬
した液を撹拌するための撹拌羽根10が設けられている。

第２図は本例撹拌機の特徴的部分である撹拌羽根回転駆
動機構の上部側を断面で示した図である。

この図において、蓋体４と一体の導孔筒部６の上部に固
定された軸受け装置の構造につき説明すると、本例のこ
の軸受け装置７は、竪長筒状の胴部11a、およびその上
下端のそれぞれにおいて径外方につば状に形成された上
側フランジ11bおよび下側フランジ11cとからなるハウジ
ング11と、このハウジングの上端部に設けられた軸受け
部12とを有し、更にハウジング11の下端部の内向きフラ
ンジ13aの内周には後記する回転軸の軸周面を気密的に
シールして槽本体内部を外気から封止する軸封装置13を
有するように設けられている。なお本例の軸受け装置の
ハウジング11の胴部11aには、軸封装置13のシール力を
調節するためパッキン押え13dを外部から操作できるよ
うに開口11dが設けられている。

軸受け装置の軸受け部12は、ハウジング胴部11aの上端
部において内向きに形成された内向きフランジ12aの上
面段付部に、回転軸９の上端部に一体化した伝達軸嵌合
部材14のつば部14aを回転可能に係合させ、その上に押
え部材12bを係合させてこれらをストッパリング12cで抜
け止めさせてなっている。なおこれらの回転係合面には
摺動を円滑に行なわせるためのスライドプレート12d,12
dが介挿されている。これにより回転軸上端部の伝達軸
嵌合部材14のつば部14aは、回転自在にかつ軸方向の移
動が拘束されて、軸受け装置の軸受け部12により支持さ
れることになる。

軸受け装置の軸封装置13は、ハウジング胴部11aの下端
部において内向きに形成された内向きフランジ13aによ
りハウジング11の中心軸に沿って延設形成させた軸部13
bを支持させ、この軸部の貫通孔内の下側部分にはシー
ルのためのパッキン13fを組込んだ段付溝13cを設け、貫
通孔内の上側部分には該パッキン13fを押込んでシール
力を調節するための軸封パッキン押え13dが螺着嵌合さ
れている。13eはこの軸封パッキン押え13dが螺子込まれ
る螺子部である。なお軸封パッキン押え13dの回転調整
が上記ハウジングの胴部開口11dを通して外部から行な
われることは既に述べた通りである。

以上の軸受け装置７は、第１図に示しているように、蓋
体から上方に延出された導孔筒部の上端フランジ6bに対
して、その下側フランジ11cが接合され、外周を例えば
第３図に例示したクランプ継手15を用いて締付けること
で強固に固定される。なお16はフランジ接合面に介挿さ
れるシールリングを示している。

以上の軸受け装置11により回転軸９が支持される。すな
わち、回転軸９の上端部に圧入嵌合して一体化された伝
達軸嵌合部材14は、そのつば部14aが上記軸受け部12に
より軸回り回転が可能でかつ軸方向移動が拘束されて支
持され、またこの軸受け部12の下方に離間した位置に上
述の如く設けられている軸封装置13のパッキン13fに回
転軸の軸部が回転可能に支持されることで、該回転軸９
は軸振れがない状態で支持されることになる。

なお上記伝達軸嵌合部材14には、その上端に角軸結合凹
部14bが設けられていて、これがモータの出力回転軸の
角軸8cと嵌合して回転力が伝達されるように結合され
る。

８のモータは、回転本体8aと、その下部に形成されたフ
ランジ部8bと、出力回転軸としての角軸8cとからなって
いて、フランジ8bが上記軸受け装置のハウジング上側フ
ランジ11bと接合され、例えば第３図のクランプ継手15
を用いて締付けることで強固に固定される。なおこのフ
ランジ接合部にはシールリングを介挿する必要がないこ
とは言うまでない。

なお本例における回転軸９は軸受け装置に支持される上
側軸部分9aと、撹拌羽根が設けられている下側軸部分9b
を、カップリング17を用いて結合することで構成させて
いる。これは撹拌羽根はできるだけその有効半径を大き
くとることが求められることと、軸部分を挿通させる導
孔筒部の径はあまり大きくしないことがよいことの要求
を満足させ、しかもその組立てを容易化するためであ
る。

本例装置は、以上の構成に加えて次のパッキン摩耗粉受
け用の皿18が設けられているという特徴がある。すなわ
ち本例の受け皿18は軸封装置13の軸部13bの下方部分を
包み込むように形成されたカップ状の受け皿を、回転軸
に組付けられた上記カップリング17の上に固定する形式
で一体回転するように設けている。これにより、仮にパ
ッキンの摩耗により生じた摩耗粉が槽内部に落下して
も、これは該受け皿18に受けられて、槽内部に充填の液
中に入ることはない。

以上述べた本例の撹拌機において、上述のように槽本体
内部の容積を３００程度のものとすると、一例的には
モータの重量は４kg、軸受け装置の重量が2.4kg、回転
軸（回転羽根を含む）の重量が0.6kg、更にクランプ継
手が二つで約1.5kg程度として形成でき、これらの総重
量では約８kgを越えるが、モータを先に取外しておけば
約半分の重量で取外し作業を行なうことができることに
なるという作業上の利点が得られる。

また各部を分解してそれぞれに必要な洗浄等の作業を都
合よく行なうことができ、特に軸受け装置が独立して回
転軸を安定に支持することができるため、各部を再装着
した際のガタ等の不都合が生ずる虞れも少ないという利
点もある。

（考案の効果） 以上述べたように本考案よりなる撹拌機は、槽内部の洗
浄等の作業において、モータ，撹拌羽根を槽本体から分
離する作業が容易であり、特に加熱滅菌等の処理が求め
られるファインケミカルス，バイオテクノロジー等の分
野の用途に有効に利用でき、主に２０程度以上、特に
１００程度以上の大型の撹拌機として、優れた構造を
有するという効果がある。

大型の装置では、その重量が大きくなるために各部の損
傷の虞れ、シール部への無理な力がかかるが、回転機，
軸受けを夫々分離して取外すことができる本考案の撹拌
機を用いると、一般の撹拌槽に比べて軽量にできるた
め、強固な据付基盤を必要とせず、また容易に移動でき
ることにより、洗浄，滅菌作業等が容易となる効果があ
る。

また軸封装置からの摩耗粉を内部充填液に混入させるこ
とがないように、軸封装置の下部に対向して摩耗粉受け
皿を設けたことにより、液中に軸封装置からの摩耗粉が
混入することがなく、特にバイオテクノロジー，ファイ
ンケミカルスの分野に使用する際の効果は大なるものが
ある。

【図面の簡単な説明】

図面第１図は本考案の撹拌機の軸受け装置を含む一部を
示した断面図、第２図は本考案の撹拌機の一例の全体概
要を示した断面図、第３図はは締付けに用いるクランプ
継手の例を示した図である。 １……槽本体、２……液抜き管 ３……液面計、４……蓋体 ５……空気抜き管、６……導孔筒部 ７……軸受け装置、８……モータ ９……回転軸、１０……撹拌羽根 11……ハウジング、12……軸受け部 13……軸封装置、14……伝達軸嵌合部材 15……クランプ継手、16……シールリング 17……カップリング、18……受け皿

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】液が充填される槽本体と、この槽本体の上
   部開口に対し該開口を閉塞できるように着脱可能に設け
   られた蓋体と、この蓋体の一部に設けられた小径開口か
   ら上方に向かって小径筒部をなすように延出された回転
   軸挿通用の導孔筒部と、この導孔筒部を通って外部から
   槽本体内部に垂下される回転軸と、この回転軸の槽本体
   外部に位置する軸上部を軸方向の移動を拘束して支持す
   る軸受け部を上部に有すると共に、上記導孔筒部上端の
   外向きフランジに対し着脱可能に固定される外向きフラ
   ンジを下部に有する円筒状のハウジングをもった軸受け
   装置と、この軸受け装置のハウジング下部に設けられた
   内向きフランジの内周部に設けられて、ハウジングを鉛
   直方向に貫通する上記回転軸との嵌合により槽本体内部
   を外部から気密的に封止する軸封装置と、上記軸受け装
   置のハウジング上部に設けられた外向きフランジに着脱
   可能に固定されると共に、該固定により上記回転軸の上
   端と軸結合される出力回転軸をもった回転軸駆動用の回
   転機と、軸受け装置から槽本体内部に垂下された回転軸
   の該槽本体内の軸部に設けられた撹拌羽根と、上記軸封
   装置の下方近傍において回転軸に軸着して設けられた摩
   耗粉受け皿とを備え、下側から順次に積層される上記蓋
   体の導孔筒部，軸受け装置，回転機は、相互に対向する
   フランジの接合締付けにより固定するように構成したこ
   とを特徴とする撹拌機。