JPS6345613B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、２種以上の相互可溶性液体の混合、
相互不溶解の２液の混合（エマルジヨンの生成）、
微粉末固体と１種以上の液相との混合、液体また
は微粉末固体とゼリー状物質との混合、または２
種以上のゼリー状物質の混合、混練、溶解、拡散
の機能を有する装置（以下、上記機能を備えたも
のを総称して撹拌装置といい、被撹拌処理物質を
対象物ということにする）に関する。

従来の技術 従来のタンク式撹拌装置は、撹拌翼（インペ
ラ）の形状により、櫂形、平羽根タービン、曲り
羽根タービン、軸流タービン、輻流タービン、プ
ロペラ形など各種形状のものがあり、撹拌槽内の
物質を撹拌翼に加えられる機械的外力によつてか
きまぜるものである。このような装置は撹拌槽と
撹拌翼とは接触しないよう構成されているので、
それらの間には必ず隙間が生じる。したがつて、
液体や粘性の非常に低い物質あるいは非常に溶解
し易い物質との撹拌にはその隙間の存在は何ら影
響しないが、粘性の高い物質の撹拌あるいはこれ
に粉体を混入拡散するような場合には極めて大き
く影響し、十分に均質な撹拌のためには極端に長
い時間を要するものであつた。

発明が解決しようとする問題点 本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、液
相、固相、粘性など対象物の性状に影響されず、
撹拌時間の短かい撹拌装置を提供することを目的
とする。

また、本発明の目的は、対象物に撹拌手段の軸
方向および半径方向の流れを生起させて撹拌を行
なうだけでなく、対象物に圧縮および剪断力も同
時に与えて撹拌混合の効率を高めた撹拌装置を提
供することを目的とする。

問題点を解決するための手段 本発明によれば、撹拌槽と、この撹拌槽内にお
いてこの側壁面および上底面とは狭い間隔を置い
た位置関係をもつて撹拌槽外の筒駆動源により回
転駆動される撹拌筒と、この撹拌筒の中に撹拌筒
外の対象物が溢流入するのを助ける第１のバツフ
ルプレートと、撹拌筒内の対象物を撹拌筒外へ押
し出すと共に撹拌筒の内側壁面および上底面へ付
着した対象物の剥離を行なう第２のバツフルプレ
ートとを備え、前記撹拌槽の中心と前記撹拌筒の
回転中心とは互いにずらした位置にし、前記第１
のバツフルプレートは中心をずらしたことにより
生ずる撹拌槽と撹拌筒との間の狭い隙間部分の付
近であつて前記撹拌筒の上端付近に設けられ、前
記第２のバツフルプレートは前記撹拌筒内であつ
て前記狭い隙間部分と反対側の前記撹拌筒の内壁
面および上底面に接近して位置され、前記撹拌筒
は中空円筒体とその中心で前記筒駆動源の回転軸
に固定された筒底とで構成され、前記中空円筒体
はその下部に対象物排出用の窓を有し、前記筒底
は撹拌筒内底部にある対象物に撹拌筒の回転時に
前記第２のバツフルプレートと協働して筒底の半
径方向および下底面への流れを与える手段を有し
ている撹拌装置が提供される。

作 用 本発明によれば、撹拌槽と撹拌筒との側壁面間
および底面間を狭い所定間隔を置いて撹拌作用を
行なうようにしたことによつて、撹拌筒の回転に
よる対象物の単なる撹拌に加えて、その狭い隙間
部分において対象物の薄膜化が可能となり、特に
高粘性の対象物の撹拌、混合、混練、拡散等に非
常に有利である。第１のバツフルプレートおよび
第２のバツフルプレートを邪魔板として設けたこ
とにより、撹拌槽内での対象物の循環量が増え、
撹拌処理時間の短縮につながる。撹拌筒の回転中
心を撹拌槽の中心とずらせたことにより両側壁面
間には狭い隙間部分と広い隙間部分とができ、そ
の広い隙間部分の存在が、狭い隙間部分での薄膜
化後の対象物の排出（底面間の狭い隙間部分から
の排出も同様）と第２のバツフルプレートおよび
撹拌筒の対象物排出用窓による撹拌筒外への対象
物の排出が容易になり、対象物の循環量が増える
ことになる。

実施例 第１図および第２図は本発明による撹拌装置の
基本的構造を示す平面図および縦断面図である。
この実施例は撹拌槽を固定として中の固定位置に
回転撹拌筒を有するものの代表例を示している。

撹拌槽１は適当な支持具２によつて支えられ、
底部には撹拌処理された対象物を排出させる排出
口３および排出口バルブ４が設けられている。ま
た、撹拌槽１はその側面における内壁面に溢流入
用のバツフルプレート５および撹拌筒内取付用バ
ツフルプレート６がそれぞれ設けられている。バ
ツフルプレート５は撹拌槽１と撹拌筒７との間の
隙間が狭くなり始めた位置に左右対称の２ケ所に
設けられ、バツフルプレート６は隙間の広い位置
に設けられて、撹拌筒７内に延ばされている。

撹拌槽１の上部には蓋８が載置され、その蓋８
の適当な箇所には対象物を供給するための供給口
９が設けられている。撹拌槽１の中心位置よりバ
ツフルプレート５の側へずれた位置には、槽に関
して固定された筒駆動源１０からの軸１１が軸支
されている。筒駆動源１０はたとえば電動機
（Ｍ）と減速機(G)とにより構成される。

筒駆動源１０からの軸１１は撹拌筒７と連結さ
れる。撹拌筒７は中空円筒体１２と筒底１３とで
構成され、軸１１は筒底１３に連結されている。
円筒体１２の下方には第３図、第４図、第５図に
示したように、適当な大きさの排出窓１４および
１５が複数個設けられている。排出窓１４は撹拌
筒７内の対象物を筒外へ排出させるためのもので
あり、排出窓１５は筒底１３に形成された翼状の
排出溝１６と連通されていてその排出溝１６から
の対象物を筒外へ排出させるためのものである。

筒底１３は第４図および第５図の矢視図のよう
に、翼１７および排出溝１６によつて構成される
輻流タービンの形状を有し、翼１７の下面の縁部
は斜めにカツトされている。

撹拌筒７の外表面には複数の凹凸形状の縦条１
８が刻まれており、対象物との接触抵抗を増加さ
せて対象物の循環量を増すことができる。

第６図は撹拌時の対象物の流れを示す平面図、
第７図は撹拌槽１を透視してみた対象物の流れを
示す側面図である。

対象物は、撹拌槽１内において、撹拌槽１と撹
拌筒７との間の狭い隙間部分１９を通る流れａ、
バツフルプレート５により流れが妨げられて撹拌
筒７の中へ溢流する流れｂ、バツフルプレート６
により撹拌筒７内の流れが遮られて撹拌筒７の中
から広い隙間部分２０へ溢流する流れｃ、排出窓
１４を通つて撹拌筒７の外へ押出される流れｄ、
排出溝１６および排出窓１５を通つて撹拌筒７の
外へ押出される流れｅ、筒底１３と撹拌槽１の上
底面との間を通つて撹拌槽１と撹拌筒７との間の
隙間に押出される流れｆ、排出窓１４を通つて撹
拌筒７の中へ還流する流れｇ、およびバツフルプ
レート６によつて撹拌筒７の内壁に付着した対象
物が剥離されて撹拌筒７内で循環する流れｈを示
す。

撹拌筒７の回転方向および筒内外の対象物の流
れ方向は同じであるが、バツフルプレート６によ
つて撹拌筒７内の対象物の流れが遮られるため、
対象物の撹拌筒７との共回りは妨げられ、乱流の
発生による混合、撹拌作用を受け、撹拌筒７外へ
の押出しが助長され、そして、撹拌筒７の内側壁
および筒底１３の上面への対象物の付着および残
留を一掃することができる。

撹拌筒７の外に押出された対象物は筒底１３の
下面と撹拌槽１の底面との間、および撹拌槽１の
内側面と撹拌筒の外側面との間の狭い隙間部分１
９に引込まれ、それらの場所において、擦りつぶ
されたり、引伸ばされたりして撹拌、混合の効果
を著しく高めることができる。

第６図において、撹拌筒７の回転方向が図示の
如く右回りとした場合、対象物の粘度が高くなる
と、広い隙間部分２０における対象物はその流れ
の上流側（図面上上側）にてレベルが低く、下流
側の撹拌槽と撹拌筒との間の隙間が狭くなるにつ
れて高くなつていく（ワイゼンベルグ効果）。つ
まり、撹拌作用中はレベルの低くなる部分が必ず
発生する。このレベルの低くなる部分の撹拌槽の
壁に、撹拌前の対象物の付着が残留していれば、
この対象物は撹拌作用を受けることはない。これ
は、撹拌筒７の回転方向を逆にすることによつて
簡単に解決することができ、したがつて撹拌筒７
は一定時間毎に回転方向が変えられ、対象物の流
れの方向を変えるようにしている。

また、対象物の流れが一定方向であると、撹拌
槽と撹拌筒との間の狭くなりかけている部分に、
対象物が噛み込まれたままの状態で滞留すること
があり、これを防止するためにも撹拌筒の回転方
向を変える効果は大きい。

実施例 第８図および第９図は本発明による撹拌装置の
別な実施例を示す平面図および縦断面図である。
この実施例は撹拌筒７を撹拌槽１内で、撹拌筒の
軸に直角な方向に往復移動させるようにしたもの
である。

筒駆動源１０は移動台２１に装着され、これよ
り垂下された軸１１によつて撹拌筒７と機械的に
連結される。バツフルプレート６も一端を移動台
２１に固定され、他端は撹拌筒内にその内側壁お
よび上底面よりそれぞれ所定間隔を隔てた位置に
なるよう垂下されている。

移動台２１は両端にてガイドレール２２上に載
置され、その一端には移動台駆動装置２３が連結
されていて移動台２１を往復移動させることがで
きる。

この実施例では、第１０図に示したように、撹
拌槽１内の撹拌筒７の運動は実線の位置から破線
の位置まで回転しながら直線移動する。このた
め、直線移動方向の両端に広い隙間部分ができる
ので、バツフルプレート６は対称に２個配置さ
れ、バツフルプレート５は撹拌槽１に４個取付け
られる。

第１１図はこの第２の実施例の変形例を示すも
ので、撹拌槽１は移動台２１の移動方向にｌなる
直線部分を含む横断面長円形の形状を有してい
る。これにより、対象物の撹拌効果を更に向上さ
せることができる。

実施例 第１２図および第１３図は本発明による撹拌装
置の更に別な実施例を示す平面図および縦断面図
であつて、撹拌筒７を回転駆動させることに加え
て、撹拌槽１も回転駆動させるようにした実施例
を示すもので、特に高粘性の対象物の撹拌に好適
である。

筒駆動源１０およびバツフルプレート５および
６は固定の取付台２４に固定され、筒駆動源１０
と機械的に連結された撹拌筒７は、撹拌槽１の内
側壁と狭い隙間部分１９および広い隙間部分２０
を形成するよう、回転中心が撹拌槽１の回転中心
とずれた位置で定置回転される。

撹拌槽１はその底部に設置された槽駆動源２５
によつて回転駆動される。好適には、撹拌槽回転
時の首振りを防止するため、撹拌槽１の外周にた
とえば３個のガイドローラ２６を設けて撹拌槽１
の回転の安定化を計るようにするとよい。

この実施例によれば、撹拌層１および撹拌筒７
を同一方向に回転駆動することにより、対象物の
狭い隙間部分１９への噛み込み効果を向上させる
ことができ、更に、撹拌槽１を固定してある場合
に比して、たとえ前述のワイゼンベルグ効果が発
生しても、撹拌槽１が回転しているために撹拌槽
内側壁面に対する相対的な対象物のレベル低下位
置が連続的に変化するので、撹拌槽内側壁面への
撹拌されない対象物の付着を減らすことができ
る。

この実施例においても、撹拌槽１および撹拌筒
７共に一定時間毎に回転方向を変えるようにする
とよい。もちろん対象物によつては撹拌槽１およ
び撹拌筒７の接線速度を変えてもよく、互いに逆
方向に回転させてもよいことはもちろんである。

実施例 第１４図および第１５図は本発明による撹拌装
置の別な実施例を示す縦断面図および横断面図で
あり、撹拌筒７を撹拌槽１内にて惑星運動させる
ようにしたものである。

取付台２７には筒駆動源１０が固定され、下部
には内周面に歯を有する円周ラツク２８が垂設さ
れている。筒駆動源１０より延びている主軸２９
には筒軸１１を軸支している筒軸支持アーム３０
およびバツフルプレート６が固着されている。筒
軸１１には円周ラツク２８の内歯と噛合する歯車
３１が固着されている。溢流入用のバツフルプレ
ート５は撹拌槽１の内側壁面に複数個取付けられ
ている。

筒駆動源１０により主軸２９を回転させると、
撹拌筒７は撹拌槽１の中で自転しながら公転する
といつた惑星運動を行なう。撹拌筒７の自転方向
と公転方向とは反対になるので、撹拌槽１と撹拌
筒７との間の噛み込み効果はよい。また、撹拌筒
７は撹拌槽１の内壁面と一定の間隔を保ちながら
槽内面の全周に沿つて公転するので槽壁面に付着
した対象物が残留することは少ない。バツフルプ
レート６が固着されている主軸２９の回転方向と
筒軸１１の回転方向とが反対で回転数が異なる
（筒軸の回転数＞主軸の回転数）ので、対象物の
流れ、つまり循環量が相対的に大きくなり、撹拌
効果を飛躍的に向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による撹拌装置の第１の実施例
を示す平面図、第２図は第１図の−矢視図、
第３図は撹拌筒の側面図、第４図は第３図の−
矢視図、第５図は第３図の−矢視図、第６
図および第７図は対象物の流れを示す説明図、第
８図は撹拌装置の第２の実施例を示す平面図、第
９図は第８図の縦断面図、第１０図は撹拌筒の移
動位置を示す説明図、第１１図は撹拌槽の他の実
施例を示す図、第１２図は撹拌装置の第３の実施
例を示す平面図、第１３図は第１２図の縦断面
図、第１４図は撹拌装置の第４の実施例を示す縦
断面図、第１５図は第１４図の−矢視図
である。 １……撹拌槽、２……支持具、３……排出口、
４……排出口バルブ、５……溢流入用バツフルプ
レート、６……筒内取付用バツフルプレート、７
……撹拌筒、８……蓋、９……供給口、１０……
筒駆動源、１１……軸、１２……円筒体、１３…
…筒底、１４，１５……排出窓、１６……排出
溝、１７……翼、１８……縦条、１９……狭い隙
間部分、２０……広い隙間部分、２１……移動
台、２２……ガイドレール、２３……移動台駆動
装置、２４……取付台、２５……槽駆動源、２６
……ガイドローラ、２７……取付台、２８……円
周ラツク、２９……主軸、３０……筒軸支持アー
ム、３１……歯車。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 撹拌されるべき対象物を入れる撹拌槽と、こ
   の撹拌槽内において回転中心を撹拌槽の中心とず
   らせて槽外の筒駆動源により回転駆動される撹拌
   筒と、この撹拌筒の上縁に接近した高さ位置に定
   置されて筒外の対象物を筒内へ溢流入させる第１
   のバツフルプレートと、前記撹拌筒内においてそ
   の撹拌筒の内側壁面および上底面に接近して位置
   される第２のバツフルプレートとにより構成さ
   れ、前記撹拌筒は中空円筒体と中心が前記筒駆動
   源に連結された回転軸に固定されている筒底とで
   形成され、前記中空円筒体はその下方の周囲に亘
   つて複数の対象物排出用の窓を有し、前記筒底は
   放射状の対象物排出用の溝を有していることを特
   徴とする撹拌装置。 ２ 撹拌槽は定位置に固定され、撹拌筒は定位置
   にて回転駆動されることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の撹拌装置。 ３ 撹拌筒はその外側壁面に複数の凹凸形状の縦
   条を設けてあることを特徴とする特許請求の範囲
   第２項記載の撹拌装置。 ４ 第１および第２のバツフルプレートは撹拌槽
   の内側壁面に固定されていることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の撹拌装置。 ５ 撹拌槽は定位置に固定され、撹拌筒は撹拌槽
   の半径方向に移動しながら回転駆動されることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の撹拌装
   置。 ６ 第２のバツフルプレートは筒駆動源を装着し
   ている移動台に固定されていることを特徴とする
   特許請求の範囲第５項記載の撹拌装置。 ７ 撹拌槽は横断面で見て長円形を有しその長軸
   方向を撹拌筒の移動方向としたことを特徴とする
   特許請求の範囲第５項記載の撹拌装置。 ８ 撹拌筒はその外側壁面に複数の凹凸形状の縦
   条を設けてあることを特徴とする特許請求の範囲
   第５項記載の撹拌装置。 ９ 撹拌槽および撹拌筒は定位置にて回転駆動さ
   れることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の撹拌装置。 １０ 第１および第２のバツフルプレートは筒駆
   動源を装着している取付台に固定されていること
   を特徴とする特許請求の範囲第９項記載の撹拌装
   置。 １１ 撹拌槽はその外周に固定された複数のガイ
   ドローラによつて半径方向の動きが規制されてい
   ることを特徴とする特許請求の範囲第９項記載の
   撹拌装置。 １２ 撹拌筒はその外側壁面に複数の凹凸形状の
   縦条を設けてあることを特徴とする特許請求の範
   囲第９項記載の撹拌装置。 １３ 撹拌槽は定位置に固定され、撹拌筒は歯車
   手段によつて自転しながら公転するといつた惑星
   運動することを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載の撹拌装置。 １４ 歯車手段は内歯を有する円周ラツクと、こ
   の円周ラツクと噛合する歯車とを有し、この歯車
   に撹拌筒の回転軸が固定され、この回転軸はアー
   ムの一端に軸支され、このアームの他端は筒駆動
   源の主軸に固定されていることを特徴とする特許
   請求の範囲第１３項記載の撹拌装置。 １５ 第１のバツフルプレートは撹拌槽の内側壁
   面に複数固定され、第２のバツフルプレートは筒
   駆動源の主軸に固定されていることを特徴とする
   特許請求の範囲第１４項記載の撹拌装置。 １６ 撹拌筒はその外側壁面に複数の凹凸形状の
   縦条を設けてあることを特徴とする特許請求の範
   囲第１３項記載の撹拌装置。