(57)【要約】【課題】スケールアップ又はスケールダウンをした撹拌装置の撹拌状態が、その基礎となった撹拌装置の撹拌状態と同じ混合状態となるような撹拌条件の設定方法を提供する。【解決手段】撹拌条件の設定方法は、第２撹拌翼２３０の回転数を変化させ、内容物が所望の混合状態となる第２撹拌翼２３０の回転数を求める第２撹拌翼回転数模索工程と、求められた第２撹拌翼２３０の回転数と第２撹拌翼２３０の直径と第１撹拌翼１３０の直径とに基づいて、内容物が所望の混合状態となる第１撹拌翼１３０の回転数を算出する第１撹拌翼回転数算出工程と、算出された第１撹拌翼１３０の回転数と求められた第２撹拌翼２３０の回転数とから第１吐出隙間の面積を算出する第１吐出隙間面積算出工程と、を含む。【選択図】図３
2014128772.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内容物が投入され円筒部分を有する第１混合槽と前記第１混合槽内に回転自在に配置された第１撹拌翼とを備え、前記第１撹拌翼は第１円盤部と前記第１円盤部の円周部分から上下方向に延伸する複数の第１翼とを有し、前記複数の第１翼は互いに間をおいて並ぶ２つの第１翼の間に形成された複数の隙間である第１吐出隙間を形成する、第１撹拌装置の撹拌条件の設定方法であって、
前記第１混合槽と略相似形の円筒部分を有する第２混合槽と前記第２混合槽内に回転自在に配置された第２撹拌翼とを備え、前記第２撹拌翼は第２円盤部と前記第２円盤部の円周部分から上下方向に延伸した複数の第２翼とを有し、前記複数の第２翼は互いに間をおいて並ぶ２つの第２翼の間に形成された複数の隙間である第２吐出隙間を形成し、前記第２撹拌翼の直径及び前記第２吐出隙間の面積はそれぞれ前記第１撹拌翼の直径及び前記第１吐出隙間の面積とは異なる、第２撹拌装置を用いて、
前記第２撹拌翼の回転数を変化させ、前記内容物が所望の混合状態となる前記第２撹拌翼の回転数を求める第２撹拌翼回転数模索工程と、
求められた前記第２撹拌翼の回転数と前記第２撹拌翼の直径と前記第１撹拌翼の直径とに基づいて、前記内容物が所望の混合状態となる前記第１撹拌翼の回転数を算出する第１撹拌翼回転数算出工程と、
算出された前記第１撹拌翼の回転数と求められた前記第２撹拌翼の回転数とから前記第１吐出隙間の面積を算出する第１吐出隙間面積算出工程と、を含む、撹拌条件の設定方法。
【請求項２】
内容物が投入され円筒部分を有する第１混合槽と前記第１混合槽内に回転自在に配置された第１撹拌翼とを備え、前記第１撹拌翼は第１円盤部と前記第１円盤部の円周部分から上下方向に延伸する複数の第１翼とを有し、前記複数の第１翼は互いに間をおいて並ぶ２つの第１翼の間に形成された複数の隙間である第１吐出隙間を形成する、第１撹拌装置の撹拌条件の設定方法であって、
前記第１混合槽と略相似形の円筒部分を有する第２混合槽と前記第２混合槽内に回転自在に配置された第２撹拌翼とを備え、前記第２撹拌翼は第２円盤部と前記第２円盤部の円周部分から上下方向に延伸した複数の第２翼とを有し、前記複数の第２翼は互いに間をおいて並ぶ２つの第２翼の間に形成された複数の隙間である第２吐出隙間を形成し、前記第２撹拌翼の直径及び前記第２吐出隙間の面積はそれぞれ前記第１撹拌翼の直径及び前記第１吐出隙間の面積とは異なる、第２撹拌装置を用いて、
前記第２撹拌翼の回転数を変化させ、前記内容物が所望の混合状態となる前記第２撹拌翼の回転数を求める第２撹拌翼回転数模索工程と、
求められた前記第２撹拌翼の回転数と前記第２撹拌翼の直径と前記第１撹拌翼の直径とに基づいて、前記内容物が所望の混合状態となる前記第１撹拌翼の回転数を算出する第１撹拌翼回転数算出工程と、
前記第１撹拌翼の直径と前記第２撹拌翼の直径とから、前記第１吐出隙間の面積を算出する第１吐出隙間面積算出工程と、を含む、撹拌条件の設定方法。
【請求項３】
内容物が投入され円筒部分を有する第１混合槽と前記第１混合槽内に回転自在に配置された第１撹拌翼とを備え、前記第１撹拌翼は第１円盤部と前記第１円盤部の円周部分から上下方向に延伸する複数の第１翼とを有し、前記複数の第１翼は互いに間をおいて並ぶ２つの第１翼の間に形成された複数の隙間である第１吐出隙間を形成する、第１撹拌装置の撹拌条件の設定方法であって、
前記第１混合槽と略相似形の円筒部分を有する第２混合槽と前記第２混合槽内に回転自在に配置された第２撹拌翼とを備え、前記第２撹拌翼は第２円盤部と前記第２円盤部の円周部分から上下方向に延伸した複数の第２翼とを有し、前記複数の第２翼は互いに間をおいて並ぶ２つの第２翼の間に形成された複数の隙間である第２吐出隙間を形成し、前記第２撹拌翼の直径及び前記第２吐出隙間の面積はそれぞれ前記第１撹拌翼の直径及び前記第１吐出隙間の面積とは異なる、第２撹拌装置を用いて、
前記第２撹拌翼の回転数を変化させ、前記内容物が所望の混合状態となる前記第２撹拌翼の回転数を求める第２撹拌翼回転数模索工程と、
求められた前記第２撹拌翼の回転数と前記第２撹拌翼の直径と前記第１撹拌翼の直径とに基づいて、前記内容物が所望の混合状態となる前記第１撹拌翼の回転数を算出する第１撹拌翼回転数算出工程と、
前記第１混合槽の円筒部分の内径と前記第２混合槽の円筒部分の内径とから、前記第１吐出隙間の面積を算出する第１吐出隙間面積算出工程と、を含む、撹拌条件の設定方法。
【請求項４】
前記第１吐出隙間の面積は、前記上下方向における前記複数の第１翼の高さに基づいて算出する、請求項１から３のいずれかに記載の撹拌条件の設定方法。
【請求項５】
前記第１吐出隙間の面積は、前記第１円盤部の円周方向における互いに間をおいて並ぶ２つの第１翼の間に形成された複数の隙間の幅に基づいて算出する、請求項１から４のいずれかに記載の撹拌条件の設定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撹拌条件の設定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
撹拌装置は、一般に、内容物が投入され円筒部分を有する混合槽と混合槽内に回転自在に配置された撹拌翼とを備え、撹拌翼は円盤部と円盤部の円周部分から上下方向に延伸する複数の翼とを備える。
近年、実験用の小さな撹拌装置を用いて、内容物が所望の混合状態となる撹拌条件を求め、その求めた撹拌条件に基づいて工場生産に用いられる大きな撹拌装置の撹拌条件を定める、いわゆる、スケールアップ又はスケールダウンをすることが要求されるようになってきた（特許文献１参照）。
そして、従来、両者の撹拌装置の間のスケールアップ又はスケールダウンは、両者の混合槽の内径と撹拌翼の外径との比率と両者の混合槽体積と内容物体積の体積比を同一としつつ、所望の撹拌状態となる、撹拌翼の周速度、又は、単位体積当たりの撹拌動力（Ｐｖ）が一定になる撹拌条件を模索する方法が採られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２５３４１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、例えば、スケールダウンにおいて、先ず、大きな撹拌装置において所望の混合状態となる撹拌条件を求め、次に、撹拌翼の周速度を一定範囲内に保つように、小さな撹拌装置の撹拌翼の回転数を求め、そして、求めた撹拌条件で小さな撹拌装置で撹拌すると、大きな撹拌装置の混合状態よりも、撹拌力が大きく、内容物が混合槽から飛び散る現象が生じ、小さな撹拌装置において、大きな撹拌装置の混合状態の再現性がほとんどない。
また、先ず、大きな撹拌装置において所望の混合状態となる撹拌条件を求め、次に、撹拌翼の撹拌動力が一定範囲内に保つように、小さな撹拌装置の撹拌翼の撹拌動力を求め、そして、求めた撹拌条件で小さな撹拌装置で撹拌すると、大きな撹拌装置の混合状態よりも、撹拌力が小さく、内容物が十分に混合されない現象が生じた。
【０００５】
同様に、例えば、スケールアップにおいて、先ず、小さな撹拌装置において所望の混合状態となる撹拌条件を求め、次に、撹拌翼の周速度を一定範囲内に保つように、大きな撹拌装置の撹拌翼の回転数を求め、そして、求めた撹拌条件で大きな撹拌装置で撹拌すると、小さな撹拌装置の混合状態よりも、撹拌力が大きく、内容物が混合槽から飛び散る現象又は過度の撹拌状態が生じ、大きな撹拌装置において、小さい撹拌装置の混合状態の再現性がほとんどない。
また、先ず、小さな撹拌装置において所望の混合状態となる撹拌条件を求め、次に、撹拌翼の撹拌動力が一定範囲内に保つように、大きな撹拌装置の撹拌翼の撹拌動力を求め、そして、求めた撹拌条件で大きな撹拌装置で撹拌すると、小さな撹拌装置の混合状態よりも、撹拌力が小さく、内容物が十分に混合されない現象が生じた。
【０００６】
本発明の課題は、スケールアップ又はスケールダウンをした撹拌装置の撹拌状態が、その基礎となった撹拌装置の撹拌状態と同じ混合状態となるような撹拌条件の設定方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者は、スケールアップ又はスケールダウンをした撹拌装置の撹拌状態が、その基礎となった撹拌装置の撹拌状態と同じ混合状態となるような撹拌条件の設定方法を精鋭研究した結果、複数の翼の間の隙間の総面積である吐出面積が撹拌条件に大きく影響することを見出した。
【０００８】
本発明に係る撹拌条件の設定方法は、内容物が投入され円筒部分を有する第１混合槽と前記第１混合槽内に回転自在に配置された第１撹拌翼とを備え、前記第１撹拌翼は第１円盤部と前記第１円盤部の円周部分から上下方向に延伸する複数の第１翼とを有し、前記複数の第１翼は互いに間をおいて並ぶ２つの第１翼の間に形成された複数の隙間である第１吐出隙間を形成する、第１撹拌装置の撹拌条件の設定方法である。撹拌条件の設定方法は、前記第１混合槽と略相似形の円筒部分を有する第２混合槽と前記第２混合槽内に回転自在に配置された第２撹拌翼とを備え、前記第２撹拌翼は第２円盤部と前記第２円盤部の円周部分から上下方向に延伸した複数の第２翼とを有し、前記複数の第２翼は互いに間をおいて並ぶ２つの第２翼の間に形成された複数の隙間である第２吐出隙間を形成し、前記第２撹拌翼の直径及び前記第２吐出隙間の面積はそれぞれ前記第１撹拌翼の直径及び前記第１吐出隙間の面積とは異なる、第２撹拌装置を用いる。撹拌条件の設定方法は、前記第２撹拌翼の回転数を変化させ、前記内容物が所望の混合状態となる前記第２撹拌翼の回転数を求める第２撹拌翼回転数模索工程と、求められた前記第２撹拌翼の回転数と前記第２撹拌翼の直径と前記第１撹拌翼の直径とに基づいて、前記内容物が所望の混合状態となる前記第１撹拌翼の回転数を算出する第１撹拌翼回転数算出工程と、算出された前記第１撹拌翼の回転数と求められた前記第２撹拌翼の回転数とから前記第１吐出隙間の面積を算出する第１吐出隙間面積算出工程と、を含む。
【０００９】
本発明に係る撹拌条件の設定方法は、内容物が投入され円筒部分を有する第１混合槽と前記第１混合槽内に回転自在に配置された第１撹拌翼とを備え、前記第１撹拌翼は第１円盤部と前記第１円盤部の円周部分から上下方向に延伸する複数の第１翼とを有し、前記複数の第１翼は互いに間をおいて並ぶ２つの第１翼の間に形成された複数の隙間である第１吐出隙間を形成する、第１撹拌装置の撹拌条件の設定方法である。撹拌条件の設定方法は、前記第１混合槽と略相似形の円筒部分を有する第２混合槽と前記第２混合槽内に回転自在に配置された第２撹拌翼とを備え、前記第２撹拌翼は第２円盤部と前記第２円盤部の円周部分から上下方向に延伸した複数の第２翼とを有し、前記複数の第２翼は互いに間をおいて並ぶ２つの第２翼の間に形成された複数の隙間である第２吐出隙間を形成し、前記第２撹拌翼の直径及び前記第２吐出隙間の面積はそれぞれ前記第１撹拌翼の直径及び前記第１吐出隙間の面積とは異なる、第２撹拌装置を用いる。撹拌条件の設定方法は、前記第２撹拌翼の回転数を変化させ、前記内容物が所望の混合状態となる前記第２撹拌翼の回転数を求める第２撹拌翼回転数模索工程と、求められた前記第２撹拌翼の回転数と前記第２撹拌翼の直径と前記第１撹拌翼の直径とに基づいて、前記内容物が所望の混合状態となる前記第１撹拌翼の回転数を算出する第１撹拌翼回転数算出工程と、前記第１撹拌翼の直径と前記第２撹拌翼の直径とから、前記第１吐出隙間の面積を算出する第１吐出隙間面積算出工程と、を含む。
【００１０】
本発明に係る撹拌条件の設定方法は、内容物が投入され円筒部分を有する第１混合槽と前記第１混合槽内に回転自在に配置された第１撹拌翼とを備え、前記第１撹拌翼は第１円盤部と前記第１円盤部の円周部分から上下方向に延伸する複数の第１翼とを有し、前記複数の第１翼は互いに間をおいて並ぶ２つの第１翼の間に形成された複数の隙間である第１吐出隙間を形成する、第１撹拌装置の撹拌条件の設定方法である。撹拌条件の設定方法は、前記第１混合槽と略相似形の円筒部分を有する第２混合槽と前記第２混合槽内に回転自在に配置された第２撹拌翼とを備え、前記第２撹拌翼は第２円盤部と前記第２円盤部の円周部分から上下方向に延伸した複数の第２翼とを有し、前記複数の第２翼は互いに間をおいて並ぶ２つの第２翼の間に形成された複数の隙間である第２吐出隙間を形成し、前記第２撹拌翼の直径及び前記第２吐出隙間の面積はそれぞれ前記第１撹拌翼の直径及び前記第１吐出隙間の面積とは異なる、第２撹拌装置を用いる。撹拌条件の設定方法は、前記第２撹拌翼の回転数を変化させ、前記内容物が所望の混合状態となる前記第２撹拌翼の回転数を求める第２撹拌翼回転数模索工程と、求められた前記第２撹拌翼の回転数と前記第２撹拌翼の直径と前記第１撹拌翼の直径とに基づいて、前記内容物が所望の混合状態となる前記第１撹拌翼の回転数を算出する第１撹拌翼回転数算出工程と、前記第１混合槽の円筒部分の内径と前記第２混合槽の円筒部分の内径とから、前記第１吐出隙間の面積を算出する第１吐出隙間面積算出工程と、を含む。
【００１１】
前記第１吐出隙間の面積は、前記上下方向における前記複数の第１翼の高さに基づいて算出することが好ましい。
【００１２】
前記第１吐出隙間の面積は、前記第１円盤部の円周方向における互いに間をおいて並ぶ２つの第１翼の間に形成された複数の隙間の幅に基づいて算出することが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、撹拌装置においてスケールアップ又はスケールダウンを大きくした場合であっても、基礎となった装置と同じ混合状態となるような撹拌条件の設定方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の撹拌条件の設定方法を適用できる代表的な撹拌装置の垂直断面図である。
【図２】図１に示した撹拌装置の撹拌翼の平面図である。
【図３】図２に示した撹拌翼の垂直断面図である。
【図４】図１に示した撹拌装置が作動した際の撹拌翼近傍の状態を説明する模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１から図３を参照して、本発明に係る撹拌条件の設定方法を説明する。
図１は、本発明の撹拌条件の設定方法を適用できる代表的な撹拌装置の垂直断面図である。本発明に係る設定方法が適用される第１撹拌装置１００と第２撹拌装置２００とは、互いに略相似形を有するので、以下の説明では、主に、第１撹拌装置１００について説明し、第２撹拌装置２００についての説明は、図面中に、第１撹拌装置１００に対応する部分にカッコ内に符号を付してその説明を省略することがある。
第１撹拌装置１００、第２撹拌装置２００で撹拌する内容物Ａとしては、撹拌時に液状のものであれば特に限定されるものではないが、例えば、クリーム、乳液、美容液、化粧水等の化粧料、口紅、アイシャドウ、アイライナー、油性ファンデーション等の油性メイクアップ化粧料である。
【００１６】
図１に示すように、第１撹拌装置１００は、第１混合槽１１０と、回転軸１２０と、第１撹拌翼１３０と、を備える。
第１混合槽１１０は、内径Ｄ１の円筒部分１１５と円筒部分１１５の一端部に形成された半球部分１１７とを有し、円筒部分１１５の他端部は、内容物Ａを投入することができる程度に開口している。
回転軸１２０は、回転軸１２０の端部が第１混合槽１１０の内側に位置するように、第１混合槽１１０に対して相対的に回転可能に、第１撹拌装置１００のフレーム（図示せず）に支持されている。
第１撹拌翼１３０は、第１撹拌翼１３０が第１混合槽１１０の中に回転自在に配置するように、回転軸１２０の端部に相対的に回転不能に組み付けられている。また、回転軸１２０には、後述するように、直径ｄ１、第１翼１３４の幅ｂ１、高さｈ１（図２及び図３参照）の第１撹拌翼１３０を組み付けることができる。回転軸１２０に組み付けることができる第１撹拌翼の大きさには特に制限がないので、例えば、直径ｄ１、第１翼１３４の幅ｂ１が互いに同じで、高さｈ１が互いに異なる２つ以上の第１撹拌翼を選択的に組み付けることができる。
【００１７】
図２及び図３に示すように、第１撹拌翼１３０は、直径ｄ１の第１円盤部分１３２と、第１円盤部分１３２の円周部分から上下方向に延伸する複数の第１翼１３４とを有する。
第１円盤部分１３２は、所定の厚さの円盤形状を有し、その中心に回転軸１２０が取り付けられる。
複数の第１翼１３４は、互いに同じ形状を有し、概ね、幅ｂ１、高さｈ１の矩形状とされている。複数の第１翼１３４は、第１円盤部分１３２の円周部から交互に上方向及び下方向に延在している。
同じ側に延在する複数の第１翼１３４のうち、互いに間をおいて並ぶ２つの第１翼１３４の間には、幅ｗ１の隙間である第１隙間部（第１吐出隙間）１３６が形成されている。したがって、各第１隙間部１３６は、概ね、幅ｗ１、高さｈ１の矩形状の隙間である。
第１撹拌翼１３０は、第１円盤部分１３２及び複数の第１翼１３４により、高さｈ１、直径ｄ１の仮想的な２つの円柱Ｍ１を形成する。各円柱Ｍ１において、各円柱Ｍ１の側面には、幅ｗ１、高さｈ１の複数の第１隙間部１３６が形成されていると捉えることができ、換言すると、複数の第１隙間部１３６の面積の総和である第１吐出隙間の面積の穴が形成されていると捉えることもできる。
【００１８】
本実施形態では、第１円盤部分１３２の形状は、１２角形となっているが、これに限定されず、他の多角形、円形であってもよい。同様に、第１翼１３４の枚数は１２枚であり、そのうち、６枚の第１翼１３４は、互いに間をおいて第１円盤部分１３２の上方向に延伸し、他の６枚の第１翼１３４は、互いの間に、上方向に延伸する第１翼１３４をおいて、第１円盤部分１３２の下方向に延伸している。
【００１９】
第１撹拌装置１００を作動させると、第１撹拌装置１００は、回転軸１２０を回転させることにより、第１撹拌翼１３０を内容物Ａ内において回転させて、内容物Ａの撹拌を行う。
【００２０】
図４を参照して、このときの撹拌状態の説明をする。
第１撹拌翼１３０の複数の第１翼１３４及び複数の第１隙間部１３６は、回転軸１２０の周りを回る。そうすると、先ず、仮想的な円柱Ｍ１が回転することにより、仮想的な円柱Ｍ１の高さ方向にある内容物Ａは、回転軸１２０の伸びる方向（仮想的な円柱Ｍ１の高さ方向）において仮想的な円柱Ｍ１に近づくよう移動し（矢印Ｆ１）、仮想的な円柱Ｍ１の内部領域に入る。
次に、仮想的な円柱Ｍ１の内部領域に入った内容物Ａは、第１撹拌翼１３０の回転による遠心力を受け、第１円盤部分１３２の中心から円周方向に移動し、複数の第１隙間部１３６から吐出する。
このとき、内容物Ａの状態としては、第１撹拌翼１３０の回転により、仮想的な円柱Ｍ１内にある内容物Ａがすべて複数の第１隙間部１３６から吐出すると捉えられる。そのため、各第１隙間部１３６から吐出する内容物Ａの吐出速度は、第１撹拌翼１３０の周速度と複数の第１隙間部１３６の面積に強く依存し、また、第１撹拌翼１３０の周速度は、第１撹拌翼１３０の回転数と第１撹拌翼１３０の直径ｄ１に依存することになる。
このため、撹拌状態は、各第１隙間部１３６から吐出する内容物Ａの吐出速度に強く依存するので、第１撹拌翼１３０の回転数、第１撹拌翼１３０の直径ｄ１、第１隙間部１３６の面積に依存するといえる。
【００２１】
本発明に係る設定方法は、例えば、実験用の小さな第２撹拌装置２００を用いて、内容物が所望の混合状態となる撹拌条件を求め、その求めた撹拌条件に基づいて工場生産に用いられる大きな第１撹拌装置１００の撹拌条件を求めることにより行う。このとき、第２撹拌装置２００の第２混合槽２１０の内径Ｄ２と第２撹拌翼２３０の直径ｄ２との比は、第１撹拌装置１００の第１混合槽１１０の内径Ｄ１と第１撹拌翼１３０の直径ｄ１との比と略同じに設定される。また、第１撹拌装置１００と第２撹拌装置２００との間においては、第１円盤部分１３２の周速度と第２円盤部分２３２の周速度とが同じになるように設定するか、又は、第１撹拌装置１００の単位体積当たりの撹拌動力（Ｐｖ）と、第２撹拌装置２００の単位体積当たりの撹拌動力（Ｐｖ）と略同じになるように、設定する。本実施形態では、第１撹拌装置１００と第２撹拌装置２００との間においては、第１円盤部分１３２の周速度と第２円盤部分２３２の周速度とが同じになるように設定したものとして説明する。
【００２２】
まず、実験用の小さな第２撹拌装置２００を用いて、内容物Ａの撹拌条件を模索する。具体的には、第２撹拌翼２３０の回転数を変化させ、内容物Ａが所望の混合状態となる第２撹拌翼２３０の回転数を求める（第２撹拌翼回転数模索工程）。内容物Ａが所望の混合状態となっているか否かの判断は、目視で行うことが好ましい。
【００２３】
次に、求められた第２撹拌翼２３０の回転数と第２撹拌翼２３０の直径ｄ２と第１撹拌翼１３０の直径ｄ１とに基づいて、内容物Ａが所望の混合状態となる大きな第１撹拌装置１００の第１撹拌翼１３０の回転数を算出する（第１撹拌翼回転数算出工程）。第２撹拌装置２００の第２混合槽２１０の内径Ｄ２と第２撹拌翼２３０の直径ｄ２との比が第１撹拌装置１００の第１混合槽１１０の内径Ｄ１と第１撹拌翼１３０の直径ｄ１との比と略同じに設定されているので、第１撹拌翼１３０の直径ｄ１は、両者の比に基づいて算出する。また、第１円盤部分１３２の周速度は、第２円盤部分２３２の周速度と同一に設定することから、第１撹拌翼１３０の回転数を算出することができる。
【００２４】
そして、算出された第１撹拌翼１３０の回転数と求められた第２撹拌翼２３０の回転数とから第１隙間部１３６の面積（第１吐出隙間の面積）を算出する（第１吐出隙間面積算出工程）。第１隙間部１３６から吐出する内容物Ａの吐出速度が第２隙間部２３６から吐出する内容物Ａの吐出速度と同じになるように、第１隙間部１３６の面積は、幅ｗ１、高さｈ１によって定まるので、第１隙間部１３６の面積は、幅ｗ１を一定にして、高さｈ１を変化させて算出したり、高さｈ１を一定にして幅ｗ１を変化させて算出したり、両者を組み合わせて算出したりする。
これら算出の方法としては、例えば、内容物Ａが低い粘度のものである場合に、疑似的に、第１撹拌翼１３０の回転数と第２撹拌翼２３０の回転数との比の２乗が、第１吐出隙間の面積と第２吐出隙間の面積との比と同じとの考えに基づいて算出する方法もある。
【００２５】
第１混合槽１１０内にある内容物Ａは、第１撹拌翼１３０の回転により、矢印Ｆ１の方向に流れ、第１円盤部分１３２及び複数の第１翼１３４により形成された仮想的な円柱Ｍ１の内部に入る。そして、第１撹拌翼１３０の回転により、第１円盤部分１３２及び複数の第１翼１３４により形成された仮想的な円柱Ｍ１の内部にある内容物Ａのすべてが遠心力により第１隙間部１３６から矢印Ｆ２の方向に吐出すると考えられるので、吐出速度は、第１円盤部分１３２の周速度と第１隙間部１３６の面積に依存するといえる。また、第１円盤部分１３２の周速度は、第１撹拌翼１３０の回転数と第１撹拌翼１３０の直径ｄ１とに依存する。そこで、第１撹拌翼１３０の回転数と第１撹拌翼１３０の直径ｄ１と吐出速度とから第１隙間部１３６の面積を算出する。
【００２６】
このように、スケールアップをした第１撹拌装置１００の撹拌状態が、その基礎となった第２撹拌装置２００の撹拌状態と同じ混合状態となるような撹拌条件を算出し、設定することができる。
【００２７】
また、別の撹拌条件の算出方法としては、第１吐出隙間面積算出工程として、第１撹拌翼１３０の直径ｄ１と第２撹拌翼２３０の直径ｄ２とから、第１隙間部１３６の面積を算出してもよい。
また、さらに別の撹拌条件の算出方法としては、第１吐出隙間面積算出工程として、第１混合槽１１０の円筒部分１１５の内径Ｄ１と第２混合槽２１０の円筒部分２１５の内径Ｄ２とから、第１隙間部１３６の面積を算出してもよい。
【００２８】
また、上述の第１撹拌装置１００を小さな撹拌装置とし、第２撹拌装置２００を大きな撹拌装置としたスケールダウンの場合も、同様に、撹拌条件を算出し、設定することができる。
【００２９】
上述した実施形態に関し、本発明はさらに以下の態様を開示する。
【００３０】
本発明は下記＜１＞、＜２＞又は＜３＞に記載の撹拌条件の設定方法である。
【００３１】
＜１＞内容物が投入され円筒部分を有する第１混合槽と前記第１混合槽内に回転自在に配置された第１撹拌翼とを備え、前記第１撹拌翼は第１円盤部と前記第１円盤部の円周部分から上下方向に延伸する複数の第１翼とを有し、前記複数の第１翼は互いに間をおいて並ぶ２つの第１翼の間に形成された複数の隙間である第１吐出隙間を形成する、第１撹拌装置の撹拌条件の設定方法であって、
前記第１混合槽と略相似形の円筒部分を有する第２混合槽と前記第２混合槽内に回転自在に配置された第２撹拌翼とを備え、前記第２撹拌翼は第２円盤部と前記第２円盤部の円周部分から上下方向に延伸した複数の第２翼とを有し、前記複数の第２翼は互いに間をおいて並ぶ２つの第２翼の間に形成された複数の隙間である第２吐出隙間を形成し、前記第２撹拌翼の直径及び前記第２吐出隙間の面積はそれぞれ前記第１撹拌翼の直径及び前記第１吐出隙間の面積とは異なる、第２撹拌装置を用いて、
前記第２撹拌翼の回転数を変化させ、前記内容物が所望の混合状態となる前記第２撹拌翼の回転数を求める第２撹拌翼回転数模索工程と、
求められた前記第２撹拌翼の回転数と前記第２撹拌翼の直径と前記第１撹拌翼の直径とに基づいて、前記内容物が所望の混合状態となる前記第１撹拌翼の回転数を算出する第１撹拌翼回転数算出工程と、
算出された前記第１撹拌翼の回転数と求められた前記第２撹拌翼の回転数とから前記第１吐出隙間の面積を算出する第１吐出隙間面積算出工程と、を含む、撹拌条件の設定方法。
【００３２】
＜２＞内容物が投入され円筒部分を有する第１混合槽と前記第１混合槽内に回転自在に配置された第１撹拌翼とを備え、前記第１撹拌翼は第１円盤部と前記第１円盤部の円周部分から上下方向に延伸する複数の第１翼とを有し、前記複数の第１翼は互いに間をおいて並ぶ２つの第１翼の間に形成された複数の隙間である第１吐出隙間を形成する、第１撹拌装置の撹拌条件の設定方法であって、
前記第１混合槽と略相似形の円筒部分を有する第２混合槽と前記第２混合槽内に回転自在に配置された第２撹拌翼とを備え、前記第２撹拌翼は第２円盤部と前記第２円盤部の円周部分から上下方向に延伸した複数の第２翼とを有し、前記複数の第２翼は互いに間をおいて並ぶ２つの第２翼の間に形成された複数の隙間である第２吐出隙間を形成し、前記第２撹拌翼の直径及び前記第２吐出隙間の面積はそれぞれ前記第１撹拌翼の直径及び前記第１吐出隙間の面積とは異なる、第２撹拌装置を用いて、
前記第２撹拌翼の回転数を変化させ、前記内容物が所望の混合状態となる前記第２撹拌翼の回転数を求める第２撹拌翼回転数模索工程と、
求められた前記第２撹拌翼の回転数と前記第２撹拌翼の直径と前記第１撹拌翼の直径とに基づいて、前記内容物が所望の混合状態となる前記第１撹拌翼の回転数を算出する第１撹拌翼回転数算出工程と、
前記第１撹拌翼の直径と前記第２撹拌翼の直径とから、前記第１吐出隙間の面積とを算出する第１吐出隙間面積算出工程と、を含む、撹拌条件の設定方法。
【００３３】
＜３＞内容物が投入され円筒部分を有する第１混合槽と前記第１混合槽内に回転自在に配置された第１撹拌翼とを備え、前記第１撹拌翼は第１円盤部と前記第１円盤部の円周部分から上下方向に延伸する複数の第１翼とを有し、前記複数の第１翼は互いに間をおいて並ぶ２つの第１翼の間に形成された複数の隙間である第１吐出隙間を形成する、第１撹拌装置の撹拌条件の設定方法であって、
前記第１混合槽と略相似形の円筒部分を有する第２混合槽と前記第２混合槽内に回転自在に配置された第２撹拌翼とを備え、前記第２撹拌翼は第２円盤部と前記第２円盤部の円周部分から上下方向に延伸した複数の第２翼とを有し、前記複数の第２翼は互いに間をおいて並ぶ２つの第２翼の間に形成された複数の隙間である第２吐出隙間を形成し、前記第２撹拌翼の直径及び前記第２吐出隙間の面積はそれぞれ前記第１撹拌翼の直径及び前記第１吐出隙間の面積とは異なる、第２撹拌装置を用いて、
前記第２撹拌翼の回転数を変化させ、前記内容物が所望の混合状態となる前記第２撹拌翼の回転数を求める第２撹拌翼回転数模索工程と、
求められた前記第２撹拌翼の回転数と前記第２撹拌翼の直径と前記第１撹拌翼の直径とに基づいて、前記内容物が所望の混合状態となる前記第１撹拌翼の回転数を算出する第１撹拌翼回転数算出工程と、
前記第１混合槽の円筒部分の内径と前記第２混合槽の円筒部分の内径とから、前記第１吐出隙間の面積を算出する第１吐出隙間面積算出工程と、を含む、撹拌条件の設定方法。
【００３４】
本発明は、さらに以下の撹拌条件の設定方法であることが好ましい。
【００３５】
＜４＞前記第１吐出隙間の面積は、前記上下方向における前記複数の第１翼の高さに基づいて算出する、＜１＞から＜３＞のいずれかに記載の撹拌条件の設定方法。
【００３６】
＜５＞前記第１吐出隙間の面積は、前記第１円盤部の円周方向における互いに間をおいて並ぶ２つの第１翼の間に形成された複数の隙間の幅に基づいて算出する、＜１＞から＜４＞のいずれかに記載の撹拌条件の設定方法。
【００３７】
以上の説明から明らかなように、本発明に係る撹拌条件の設定方法によれば、スケールアップ又はスケールダウンをした撹拌装置の撹拌状態が、その基礎となった撹拌装置の撹拌状態と同じ混合状態となるような撹拌条件を設定することができる。なお、本発明は上記実施の形態に限定されないことは言うまでもない。
【符号の説明】
【００３８】
１００  第１撹拌装置
１１０  第１混合槽
１１５  円筒部分
１１７  半球部分
１２０  回転軸
１３０  第１撹拌翼
１３２  第１円盤部分
１３４  第１翼
１３６  第１隙間部（第１吐出隙間）
２００  第２撹拌装置
２１０  第２混合槽
２１５  円筒部分
２１７  半球部分
２２０  回転軸
２３０  第２撹拌翼
２３２  第２円盤部分
２３４  第２翼
２３６  第２隙間部（第２吐出隙間）
【図１】
2014128772.tif 000003
【図２】
2014128772.tif 000004
【図３】
2014128772.tif 000005
【図４】
2014128772.tif 000006