JPH0975697A - 粉粒状試料混入液の撹拌装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 溶媒に溶解しない粉粒状試料が混入された液
を十分に撹拌でき、液の撹拌による溶媒の曝気の程度を
少なくして溶媒への空気中の炭酸ガスの吸収を抑えるこ
とができる撹拌装置を提供する。 【解決手段】 回転棒１２の下端に棒状の回転子１４を
垂設し、回転子の上半部を、円筒面の一部をなすように
曲面で形成し、回転子の下半部を、三角柱状もしくは平
板状をなすように平面で形成し、回転子を容器１６内
へ、回転子の下端が容器の内底面に近接もしくは当接す
るように挿入した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、例えば、飛灰、
焼却残渣、汚泥、セメント固化物などの固体試料から
鉛、カドミウム、クロム、ヒ素などの無機成分が溶出す
る可能性のある量を求める試験（アベイラビリティ・テ
スト）などにおいて、固体試料から溶媒中へ成分を溶出
させるために、溶媒中に粉粒状態の固体試料が混入され
た液を撹拌するのに使用される粉粒状試料混入液の撹拌
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】飛灰、焼却残渣、汚泥、セメント固化物
などの廃棄物を屋外に放置しておくと、雨水により廃棄
物から鉛、カドミウム、クロム、ヒ素などの有毒な重金
属類が溶出し、環境汚染を引き起こす恐れがある。そこ
で、廃棄物からの無機成分の溶出挙動を把握しておくた
めに、固体試料からの特定成分の溶出可能量を測定する
アベイラビリティ・テストと呼ばれる試験が行なわれて
いる。この試験では、固体試料を細かく砕いて粉粒状と
し、その粉粒状試料をビーカーへ投入するとともに、ビ
ーカーへ蒸留水を注入して、その試料混入液を撹拌する
ようにしている。そして、試料混入液を撹拌しながら、
液のｐＨ値を測定し、必要により液のｐＨを調整して、
撹拌を続けることにより、試料中から特定の成分を溶出
させるようにしている。

【０００３】上記した試験において、試料混入液を撹拌
するには、従来、マグネチックスターラが使用されてい
た。また、回転棒の下端に撹拌翼が固着されたプロペラ
式撹拌器も一部で使用されていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、液体同
士を混合して撹拌したり、薬剤を溶媒に溶解させるため
に液を撹拌したりする場合とは異なり、飛灰などのよう
に大部分が水などの溶媒に溶解しない粉粒状試料が混入
された液を均一に撹拌するのは難しく、マグネチックス
ターラは、ビーカー内へ投入された回転子をビーカー外
に配置されたマグネットにより回転させるものであるた
め、その撹拌能力に限界があり、試料によっては、試料
の全てが液中に浮遊して液面付近まで均等に分散した状
態となるように十分に撹拌することができない場合があ
る。

【０００５】一方、プロペラ式撹拌器では、撹拌翼によ
って溶液を掻き混ぜるため、溶媒が撹拌によって曝気さ
れ易い。溶媒が曝気されると、溶媒への空気中の炭酸ガ
スの吸収が起こり、溶液のｐＨ値に影響を及ぼし、溶液
のｐＨを折角調整していても、そのｐＨ値が変化するこ
とになる。また、撹拌翼は、ビーカーの内底面より少し
上方に配置されるのが普通であり、このため、比重の大
きい粉粒状試料などでは、ビーカーの底部付近において
旋回させるだけで、試料を液全体に均等に分散させるこ
とができない場合もある。

【０００６】この発明は、以上のような事情に鑑みてな
されたものであり、溶媒に溶解しない粉粒状試料が混入
された液を十分に撹拌して、試料が液全体に均等に分散
した状態にすることができ、また、液の撹拌による溶媒
の曝気の程度を少なくして、溶媒への炭酸ガスの吸収を
抑えることができる撹拌装置を提供することを目的とす
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
容器内に収容され溶液中に粉粒状試料が非溶解状態で混
入された液を撹拌する撹拌装置を次のように構成した。
すなわち、鉛直姿勢にかつ回転自在に支持された回転棒
の下端に、全体が棒状をなす回転子を垂設し、その回転
子の上半部を、円筒面の一部をなすように曲面で形成す
るとともに、回転子の下半部を、三角柱状もしくは平板
状をなすように平面で形成し、その回転子を容器内へ、
回転子の下端が容器の内底面に近接もしくは当接するよ
うに挿入して配置し、前記回転棒の上端部をモータの回
転軸に連接することにより、撹拌装置を構成した。

【０００８】請求項２に係る発明は、請求項１に記載さ
れた撹拌装置において、上記回転棒と上記モータの回転
軸との間に付勢手段を介挿し、回転棒がモータの回転軸
に対し下向きに付勢されるように連接したことを特徴と
する。

【０００９】請求項３に係る発明は、請求項１又は請求
項２に記載された撹拌装置において、上記回転子に、上
記回転棒の軸心線上に配置され回転子の下端から一部が
突出して下端面が容器の内底面に当接する摺接体を、回
転子に対し摺動自在に取着したことを特徴とする。

【００１０】請求項１に係る発明の撹拌装置では、モー
タによって回転棒を回転させ、その回転棒の下端に垂設
された回転子を回転させるので、モータの容量を大きく
することにより撹拌能力を向上させることもでき、ま
た、回転子は、その下端が容器の内底面に近接もしくは
当接するように配置されるので、どのような試料でも、
試料の全てが液中に浮遊して液面付近まで均等に分散し
た状態となるように十分に撹拌することができる。そし
て、回転子の上半部は、円筒面の一部をなすように曲面
で形成されているので、撹拌翼によって溶液を掻き混ぜ
るときに比べて液面を波立たせることが少なく、このた
め、液の撹拌による溶媒の曝気の程度が少なく、溶媒へ
の炭酸ガスの吸収が抑えられることとなる。

【００１１】請求項２に係る発明の構成では、回転棒が
モータの回転軸に弾発的に上下方向へ移動可能に保持さ
れるので、回転子の高さ位置の調節作業などに際して回
転棒及び回転子を容器内へ挿入したときに回転子が容器
の内底面に突き当たるようなことがあっても、回転子に
よって容器の底を損傷させるようなことがない。また、
回転子の下端が容器の内底面に当接した状態で回転子を
回転させ、溶液の撹拌を行なうようにした場合であって
も、回転子は容器の内底面に弾発的に当接し、容器の底
に必要以上に大きな力が作用することがなく、撹拌中に
容器の底が損傷するといった心配が無い。

【００１２】請求項３に係る発明の構成では、回転して
いる回転子が容器の内底面に直接に摺接することはな
く、容器の内底面には、静止した状態の摺接体が当接
し、回転子は摺接体に対し摺動して回転するので、回転
子が容器の内底面に直接に摺接して回転する場合に比
べ、回転子の摩耗の程度が少なくなる。特に、溶媒中に
粉粒状試料が非溶解状態で混入された液を容器内で撹拌
する場合には、回転している回転子と容器の内底面との
間に粉粒状試料が介在することによって回転子の摩耗程
度が大きくなるが、請求項３に係る発明の構成では、回
転している回転子と容器の内底面との間に粉粒状試料が
介在することがないため、回転子の摩耗を最小限に抑え
ることができる。また、容器の底が回転子によって損傷
させられることがない。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、この発明の最良の実施形態
について図面を参照しながら説明する。

【００１４】図１ないし図６に、この発明の実施の１形
態を示す。図１は、この発明に係る撹拌装置の撹拌部
を、その撹拌装置が使用される容器と共に示す正面縦断
面図である。

【００１５】撹拌装置の撹拌部１０は、回転棒１２の下
端に棒状をなす回転子１４を垂設して構成され、回転子
１４は、その下端がビーカー１６の内底面に近接（或い
は当接）するようにビーカー１６内へ挿入されている。
回転子１４は、例えばフッ化樹脂によって形成されてい
る。ビーカー１６の内部には、撹拌部１０の他に、ビー
カー１６内に収容された溶液、例えば蒸留水中に飛灰が
混入された液のｐＨ値を測定するためのｐＨ電極１８
が、ビーカー１６の蓋体２０を貫通して挿入されてお
り、また、ビーカー１６は、その略全体が恒温層２２内
に挿入されて配置されているが、撹拌装置に関係しない
機器構成については、この明細書では説明を省く。

【００１６】図２は、撹拌装置の全体の構成を示す正面
図であり、図３は、その部分拡大縦断面図である。撹拌
装置の駆動部２４は、スピードコントロールモータ２６
とギヤヘッド２８とから構成され、この駆動部２４は、
装置固定部に取着されたカバー３２に固着された取付け
板３４上にスペーサ３６を介して固設されている。そし
て、駆動部２４のギヤヘッド２８から下向きに突き出た
回転軸３０が、軸連接・回転支持部３８を介して撹拌部
１０の回転棒１２に連接しており、回転棒１２が、鉛直
姿勢で吊下され回転自在に支持されている。

【００１７】軸連接・回転支持部３８の構成を図３に基
づいて説明する。軸連接・回転支持部３８は、取付け板
３４の下面側に固着された外筒部材４０、この外筒部材
４０に保持された上下一対のベアリング４２、４２、こ
の一対のベアリング４２、４２を介して鉛直軸回りに回
転自在に支持された内筒部材４４、この内筒部材４４の
上端部分に螺着された抜け止め用ナット４６、及び、内
筒部材４４に内挿された連接棒状部材４８から構成され
ている。内筒部材４４の上端側は閉塞されており、その
上端面に係合用突出部５０が一体形成されている。そし
て、内筒部材４４の係合突出部５０と駆動部２４の回転
軸３０とがカップリング５２によって連結され、回転軸
３０と内筒部材４４とが一体に回転するようになってい
る。

【００１８】内筒部材４４の内周面にはブッシュ５４が
装着されていて、内筒部材４４に内挿にされた連接棒状
部材４８が、その軸線方向に摺動自在に係合している。
また、内筒部材４４には、その外周面から内周面に貫通
する案内溝５６が軸線方向に沿って形成されている。そ
して、内筒部材４４の案内溝５６内に頭部が配置される
ようにして係止用ねじ５８のねじ軸部が連接棒状部材４
８に螺着されており、案内溝５６内においてその長手方
向（内筒部材４４の軸線方向）に沿って係止用ねじ５８
の頭部が移動する範囲で連接棒状部材４８の上下方向の
移動が許容されるとともに、係止用ねじ５８の頭部が案
内溝５６の内側面に接触して係合することにより、内筒
部材４４に対する連接棒状部材４８の回動が阻止され
て、内筒部材４４と連接棒状部材４８とが一体に回転す
るようになっている。さらに、係止用ねじ５８の頭部が
案内溝５６の下端面に当接して係合することにより、連
接棒状部材４８が内筒部材４４から下向きに抜け落ちな
いようになっている。また、連接棒状部材４８の上端面
には、その軸線方向に凹部６０が形設されており、その
凹部に下端側が挿入され上端が内筒部材４４の筒内部上
端面に当接するように圧縮コイルばね６２が配設されて
いる。このように内筒部材４４と連接棒状部材４８との
間に圧縮コイルばね６２が介挿されていることにより、
連接棒状部材４８が内筒部材４４に対し常時下向きに付
勢されている。このため、後述するように連接棒状部材
４８に一体的に固着された撹拌部１０の回転棒１２下端
の回転子１４がビーカー１６の内底面に突き当たるよう
なことがあっても、その衝撃が和らげられることとな
る。

【００１９】また、連接棒状部材４８の下端側には膨出
部６４が一体形成されており、その膨出部６４より下方
側が薄肉の筒状部６６となっている。この筒状部６６の
外周面には、雄ねじが螺刻されている。また、筒状部６
６の下端部分には、軸線方向に沿った複数本の割り溝６
８が形成されており、筒状部６６の下端部外周面がテー
パー面に形成されている。そして、筒状部６６の筒内部
に撹拌部１０の回転棒１２の上端部を嵌挿して、筒状部
６６の雄ねじに螺合する締付けナット７０を締め付ける
ことにより、連接棒状部材４８の下端部に回転棒１２の
上端部が固着され、連接棒状部材４８と回転棒１２とが
一体に回転し一体に上下方向に移動するようになってい
る。

【００２０】次に、図４に部分斜視図を、図５に部分正
面縦断面図を、図６に部分側面図をそれぞれ示すよう
に、撹拌部１０の回転棒１２の下端部に回転子１４が螺
着されている。回転子１４は、図６に示すように、その
上半部が円筒面の一部をなすように曲面で形成されてお
り、下半部が三角柱状をなすように平面で形成されてい
る。回転子１４の中央部下端側には、回転棒１２の軸心
線上の位置に摺接体７２が付設されており、摺接体７２
は、回転子１４の下端から突出した小円板部７４と、回
転子１４の中央部に穿設された係合孔７８に摺動自在に
係合する軸部７６とから形成されている。このように回
転子１４に摺動自在に摺接体７２を付設していることに
より、回転している回転子１４がビーカー１６の内底面
に直接に摺接することはなく、ビーカー１６の内底面に
は静止した状態の摺接体７２が当接することになるた
め、ビーカー１６の底が回転子１４によって損傷を受け
ることが防がれる。

【００２１】上記構成の撹拌装置では、駆動部２４のス
ピードコントロールモータ２６を駆動させると、その回
転駆動力がギヤヘッド２８を経て回転軸３０から内筒部
材４４に伝達され、内筒部材４４と一体に連接棒状部材
４８及び回転棒１２が回転する。そして、ビーカー１６
内に収容された、例えば蒸留水中に飛灰が混入された液
中で回転棒１２の下端の回転子１４が回転することによ
り、飛灰混入液が掻き混ぜられる。このとき、回転子１
４は、その下端がビーカー１６の内底面に近接もしくは
当接するように液の底付近に配置されているので、飛灰
は、その全てが液中に浮遊して液面付近まで均等に分散
した状態となるように十分に撹拌される。また、回転子
１４の上半部が円筒面の一部をなすように曲面で形成さ
れているため、撹拌翼によって溶液を掻き混ぜるときに
比べると液面を波立たせることが少なくなり、このた
め、液の撹拌による溶媒の曝気の程度が少なくなって、
蒸留水への炭酸ガスの吸収が抑えられる。

【００２２】尚、回転子の形状としては、図６に示した
ものに限定されず、例えば、図７に側面図を示した回転
子８０のように、棒状体の上半部が半円柱状に形成され
下半部が平板状に形成された形状であってもよい。

【００２３】

【発明の効果】請求項１に係る発明の撹拌装置を使用す
ることにより、溶媒に溶解しない粉粒状試料が混入され
た液が十分に撹拌されて、試料が液全体に均等に分散し
た状態にすることができ、また、液の撹拌による溶媒の
曝気の程度が少なくなって、溶媒への炭酸ガスの吸収を
抑え、溶媒への炭酸ガスの吸収による溶液のｐＨ値への
影響を無くすることができ、このため、固体試料からの
特定成分の溶出可能量を測定するアベイラビリティ・テ
ストなどにおける試験データの信頼性を向上させること
ができる。

【００２４】請求項２に係る発明の構成によると、回転
子によってビーカーの底が損傷させられることを防止す
ることができる。

【００２５】請求項３に係る発明の構成によると、回転
子の摩耗を最小限に抑えることができ、また、回転する
回転子によって容器の底が損傷させられることを防止す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の１形態を示し、撹拌装置の撹
拌部を、その撹拌装置が使用される容器と共に示す正面
縦断面図である。

【図２】図１に示した撹拌装置の全体の構成を示す正面
図である。

【図３】図２に示した撹拌装置の部分拡大縦断面図であ
る。

【図４】図１〜図３に示した撹拌装置の撹拌部を示す部
分斜視図である。

【図５】図４に示した撹拌部の部分正面縦断面図であ
る。

【図６】図４に示した撹拌部の部分側面図である。

【図７】図４〜図６に示した回転子とは異なる形状の回
転子を備えた撹拌部を示す部分側面図である。

【符号の説明】

１０ 撹拌装置の撹拌部 １２ 回転棒 １４、８０ 回転子 １６ ビーカー ２４ 撹拌装置の駆動部 ２６ スピードコントロールモータ ３０ 回転軸 ３８ 軸連接・回転支持部 ４０ 外筒部材 ４２ ベアリング ４４ 内筒部材 ４８ 連接棒状部材 ５２ カップリング ５６ 案内溝 ５８ 係止用ねじ ６２ 圧縮コイルばね ６６ 筒状部 ７０ 締付けナット ７２ 摺接体

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 容器内に収容され溶媒中に粉粒状試料が
   非溶解状態で混入された液を撹拌するようにした撹拌装
   置において、 鉛直姿勢にかつ回転自在に支持された回転棒の下端に、
   全体が棒状をなしその上半部が円筒面の一部をなすよう
   に曲面で形成され下半部が三角柱状もしくは平板状をな
   すように平面で形成された回転子を垂設し、その回転子
   を前記容器内へ、回転子の下端が容器の内底面に近接も
   しくは当接するように挿入して配置し、 前記回転棒の上端部をモータの回転軸に連接して構成さ
   れたことを特徴とする、粉粒状試料混入液の撹拌装置。
2. 【請求項２】 回転棒とモータの回転軸との間に付勢手
   段が介挿され、回転棒がモータの回転軸に対し下向きに
   付勢されるように連接された請求項１記載の、粉粒状試
   料混入液の撹拌装置。
3. 【請求項３】 回転子に、回転棒の軸心線上に配置され
   回転子の下端から一部が突出して下端面が容器の内底面
   に当接する摺接体を、回転子に対し摺動自在に取着した
   請求項１又は請求項２記載の、粉粒状試料混入液の撹拌
   装置。