(57)【要約】【課題】単純な形状を有するパドル翼を使用しつつ循環流が撹拌槽の上下方向において分断されることなく循環して効率良く溶液の上下循環混合を行うことが可能な撹拌装置を提供する。【解決手段】回転軸４に取り付けられた撹拌翼５が、外端部７Ａから回転軸４に向かって幅狭となるようにテーパ状に形成されるとともに回転軸４の回転方向に対して溶液２を上昇させる傾斜角度で回転軸４に取り付けられた第１平板翼部材７、及び、第１平板翼部材７の上方位置で、外端部８Ａから回転軸４に向かって幅狭となるようにテーパ状に形成されるとともに回転軸４の回転方向に対して溶液２を上昇させる傾斜角度で回転軸４に取り付けられ、第１平板翼部材７の翼径よりも短く形成された第２平板翼部材８を備えるように構成する。【選択図】図１
2010042377.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶液が投入される撹拌槽と、
前記撹拌槽の中心部に配設された回転軸と、
前記回転軸に取り付けられた撹拌翼とを備えた撹拌装置において、
前記撹拌翼は、少なくとも、
外端部から前記回転軸に向かって幅狭となるようにテーパ状に形成されるとともに回転軸の回転に基づき溶液を上昇させる傾斜角度で回転軸に取り付けられた第１平板翼部材と、
前記第１平板翼部材の上方位置で、外端部から前記回転軸に向かって幅狭となるようにテーパ状に形成されるとともに回転軸の回転に基づき溶液を上昇させる傾斜角度で回転軸に取り付けられ、第１平板翼部材の翼径よりも短く形成された第２平板翼部材とを備えたことを特徴とする撹拌装置。
【請求項２】
前記回転軸の下部に設けられた平板状のボトム翼部材を備えたことを特徴とする請求項１に記載の撹拌装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は撹拌装置に関し、特に、循環流が撹拌槽の上下方向において分断されることなく効率良く溶液の上下循環混合を行うことが可能な撹拌装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、撹拌槽内に投入される溶液の粘度に対応して、種々の撹拌翼を使用して溶液の撹拌を行う多くの撹拌装置が提案されている。
この種の撹拌装置では、パドル翼等の小型翼を多段で使用する場合が多く、この種の撹拌装置では、特許第３７０９４１４号公報に記載されているように、翼回転数を高くして翼から半径方向に吐出される溶液の流量を多くすることにより、溶液が槽壁に衝突して上方及び下方に回って再び翼に戻る循環流動を発生させて撹拌槽内における溶液の撹拌混合を行っている。
【特許文献１】特許第３７０９４１４号公報（第２ページ、図１４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、前記した撹拌装置にて使用される小型翼がパドル翼である場合には、パドル翼の上部から吐出される溶液と下部から吐出される溶液とが互いに衝突しあい、この結果、上下に仕切られた領域が発生してしまうことから、撹拌槽全体に渡って大きな循環流動を発生させることは困難となり、溶液の撹拌混合上問題がある。
尚、小型翼としては、バトル翼の他に、タービン翼やリボン翼が存在するが、いずれもその複雑な形状・構造に起因して、吐出力が不足したり、洗浄が困難である等の問題がある。
【０００４】
本発明は前記従来の問題点を解消するためになされたものであり、単純な形状を有するパドル翼を使用しつつ循環流が撹拌槽の上下方向において分断されることなく循環して効率良く溶液の上下循環混合を行うことが可能な撹拌装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記目的を達成するため請求項１に係る撹拌装置は、溶液が投入される撹拌槽と、前記撹拌槽の中心部に配設された回転軸と、前記回転軸に取り付けられた撹拌翼とを備えた撹拌装置において、前記撹拌翼は、少なくとも、外端部から前記回転軸に向かって幅狭となるようにテーパ状に形成されるとともに回転軸の回転に基づき溶液を上昇させる傾斜角度で回転軸に取り付けられた第１平板翼部材と、前記第１平板翼部材の上方位置で、外端部から前記回転軸に向かって幅狭となるようにテーパ状に形成されるとともに回転軸の回転に基づき溶液を上昇させる傾斜角度で回転軸に取り付けられ、第１平板翼部材の翼径よりも短く形成された第２平板翼部材とを備えたことを特徴とする。
【０００６】
また、請求項２に係る撹拌装置は、請求項１の撹拌装置において、前記回転軸の下部に設けられた平板状のボトム翼部材を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
前記した請求項１に係る撹拌装置では、回転軸に取り付けられた撹拌翼は、少なくとも、外端部から回転軸に向かって幅狭となるようにテーパ状に形成されるとともに回転軸の回転方向に対して溶液を上昇させる傾斜角度で回転軸に取り付けられた第１平板翼部材、及び、第１平板翼部材の上方位置で、外端部から前記回転軸に向かって幅狭となるようにテーパ状に形成されるとともに回転軸の回転方向に対して溶液を上昇させる傾斜角度で回転軸に取り付けられ、第１平板翼部材の翼径よりも短く形成された第２平板翼部材とを備えているので、先ず、第２平板翼部材を介して撹拌槽の槽壁から回転軸に沿って撹拌槽の中心に向かう溶液の流れが形成され、次いで、かかる溶液の流れが第１平板翼部材を介して回転軸に沿って撹拌槽の下部まで停滞することなく伝達される。これにより、溶液の循環流が撹拌槽の上下方向において分断されることなく循環して効率良く溶液の上下循環混合を行うことが可能となる。
【０００８】
また、請求項２及び請求項３に係る撹拌装置では、回転軸の下部に設けられた平板状のボトム翼部材を備えているので、撹拌槽の下部まで循環されてきた溶液の流れは、撹拌槽の槽壁に沿って上側に上昇されていく。これにより、第１平板翼部材、第２平板翼部材及びボトム翼部材により、溶液を撹拌槽内で上下循環して効率良く混合することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明に係る撹拌装置について、本発明を具体化した実施形態に基づき図面を参照しつつ詳細に説明する。
先ず、図１に基づき本実施形態に係る撹拌装置の構成について説明する。図１は撹拌装置を模式的に示す説明図である。
図１において、撹拌装置１は、各種の溶液２が投入される撹拌槽３が備えられている。撹拌槽３に投入される溶液２としては、例えば、ポリマー溶液に各種添加剤を添加して粘着剤を生成する溶液が使用される。
【００１０】
撹拌槽３の中心部には、回転軸４が配設されている。回転軸４には、図示しないモータが連結されており、回転軸４はモータを介して回転される。
回転軸４には、３つの翼部材から構成される撹拌翼５が取り付けられている。撹拌翼５は、ボトム翼部材６、第１平板翼部材７及び第２平板翼部材８から構成されている。
【００１１】
具体的に、回転軸４の下部には、撹拌槽３の底部の湾曲面に対応する湾曲形状に形成されたボトム翼部材６が固設されている。かかるボトム翼部材６の上部には、補助翼９が設けられている。
【００１２】
また、回転軸４の上下方向における略中央位置には、第１平板翼部材７が取り付けられている。第１平板翼部材７は、図１に示すように、撹拌槽３の槽壁３Ａに近接する外端部７Ａから回転軸４に向かって幅狭となるようにテーパ状に形成されている。
また、第１平板翼部材７は、図２に示すように、回転軸４の回転に基づき、溶液２を上昇させる傾斜角度で回転軸４に取り付けられている。ここに、回転軸４に対する第１平板翼部材７の傾斜角度は、図２に示すように、回転軸４の回転方向Ａに対して、垂直状態から若干上向きとなるように決定されている。
【００１３】
更に、第１平板翼部材７の上方位置で、回転軸４には、第２平板翼部材８が取り付けられている。第２平板翼部材８は、第１平板翼部材７と同様、図１に示すように、外端部８Ａから回転軸４に向かって幅狭となるようにテーパ状に形成されており、また、図２に示すように、回転軸４の回転に基づき、溶液２を上昇させる傾斜角度で回転軸４に取り付けられている。ここに、回転軸４に対する第２平板翼部材８の傾斜角度は、第１平板翼部材７と同様、図２に示すように、回転軸４の回転方向Ａに対して、垂直状態から若干上向きとなるように決定されている。
ここに、第２平板翼部材８の翼径は、第１平板翼部材７の翼径よりも短く形成されている。
【００１４】
続いて、前記のように構成された撹拌装置１に設けられた撹拌翼５を使用して撹拌槽３内に投入された溶液の撹拌を行う場合に、撹拌翼５による撹拌性能を検証すべく、図１に示す本実施形態の撹拌装置１と同様の構成を有する解析モデルに基づき、撹拌槽３内における溶液の数値流動シミュレーション解析を行った。
このとき、数値流動シミュレーションは、次の条件下で行った。
解析ソフトプログラム：ＦＬＵＥＮＴ６．２（ＡＮＳＹＳ．ＩＮＣ社製造）
回転軸の回転数：７０ｒｐｍ
溶液の粘度：１Ｐａ・ｓ
溶液密度：１ｇ／ｃｍ3
【００１５】
前記した条件下で数値流動シミュレーションを行ったところ、図３に示すシミュレーション結果が得られた。
ここに、図３は回転軸方向に平行で回転軸を含む断面における速度ベクトルを示す説明図である。
【００１６】
図３から明かなように、先ず、第２平板翼部材８を介して撹拌槽３の槽壁３Ａから回転軸４に沿って撹拌槽３の中心に向かう溶液２の流れが形成され、次いで、かかる溶液２の流れが第１平板翼部材７を介して回転軸４に沿って撹拌槽３の下部まで停滞することなく伝達されることが分かる。これにより、溶液２の循環流が撹拌槽３の上下方向において分断されることなく循環して効率良く溶液の上下循環混合を行うことが可能となるものである。
【００１７】
また、回転軸４の下部に設けられた平板状のボトム翼部材６を介して、撹拌槽３の下部まで循環されてきた溶液２の流れは、撹拌槽３の槽壁３Ａに沿って上側に上昇されていくことが分かる。これにより、第１平板翼部材７、第２平板翼部材８及びボトム翼部材６により、溶液２を撹拌槽３内で上下循環して効率良く混合することが可能となる。
【００１８】
前記にて説明したように、本実施形態に係る撹拌装置１では、回転軸４に取り付けられた撹拌翼５は、外端部７Ａから回転軸４に向かって幅狭となるようにテーパ状に形成されるとともに回転軸４の回転方向に対して溶液２を上昇させる傾斜角度で回転軸４に取り付けられた第１平板翼部材７、及び、第１平板翼部材７の上方位置で、外端部８Ａから回転軸４に向かって幅狭となるようにテーパ状に形成されるとともに回転軸４の回転方向に対して溶液２を上昇させる傾斜角度で回転軸４に取り付けられ、第１平板翼部材７の翼径よりも短く形成された第２平板翼部材８とを備えているので、先ず、第２平板翼部材８を介して撹拌槽３の槽壁３Ａから回転軸４に沿って撹拌槽３の中心に向かう溶液２の流れが形成され、次いで、かかる溶液２の流れが第１平板翼部材７を介して回転軸４に沿って撹拌槽３の下部まで停滞することなく伝達される。これにより、溶液２の循環流が撹拌槽３の上下方向において分断されることなく循環して効率良く溶液の上下循環混合を行うことが可能となる。
【００１９】
また、回転軸４の下部に設けられた平板状のボトム翼部材６を備えているので、撹拌槽３の下部まで循環されてきた溶液２の流れは、撹拌槽３の槽壁３Ａに沿って上側に上昇されていく。これにより、第１平板翼部材７、第２平板翼部材８及びボトム翼部材６により、溶液２を撹拌槽３内で上下循環して効率良く混合することが可能となる。
尚、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の改良、変形が可能であることは勿論である。
例えば、前記実施形態では、平板翼部材として第１平板翼部材７及び第２平板翼部材８の２枚の平板翼部材が回転軸４に取り付けられているが、この種の平板翼部材は、３枚、更にそれ以上取り付けられても良い。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】撹拌装置を模式的に示す説明図である。
【図２】撹拌翼を模式的に示す斜視図である。
【図３】回転軸方向に平行で回転軸を含む断面における速度ベクトルを示す説明図である。
【符号の説明】
【００２１】
１        撹拌装置
２        溶液
３        撹拌槽
４        回転軸
５        撹拌翼
６        ボトム翼部材
７        第１平板翼部材
８        第２平板翼部材
【図１】
2010042377.tif 000003
【図２】
2010042377.tif 000004
【図３】
2010042377.tif 000005