(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸に取着されて回転軸と共に回転するハブと、該ハブ周囲に放射状に延設された複数枚の羽根とからなり、
その複数枚の羽根のそれぞれが、帯板の一方の長手方向の側縁がその中途部からその先端部にかけて帯板内方に斜め直線状にカットされると共に、その帯板の一方の長手方向の側縁中途部のカット開始点の反対側に位置する帯板の他方の長手方向の側縁中途部から前記斜め直線状にカットされた帯板の一方の長手方向の側縁中途部にかけて設定された斜め直線状の折り曲げ線を境に、帯板の先部が帯板の後部に対して斜め下方に折り曲げられた同一形状に形成され、
その帯板から形成された複数枚の羽根のそれぞれの後部が、該羽根の後部表面を前記ハブの軸心を垂直に横切る平面に対してほぼ均一の角度に傾斜させて、ハブの軸心に対してほぼ垂直な方向に向けて、ハブに取着されて、その複数枚の羽根のそれぞれの先端部表面の前記ハブの軸心を垂直に横切る平面に対しての傾斜角度βが、その羽根の後部表面のハブの軸心を垂直に横切る平面に対しての傾斜角度αよりも小角度に設定されたことを特徴とする撹拌用羽根車。
【請求項２】
前記ハブ周囲に延設された羽根の延設方向に対してほぼ垂直なハブの軸心を含む平面と、前記折り曲げ線を境に先部を折り曲げる前の平板状をなす帯板からなる羽根の先端部との間の距離をＤとした場合に、前記帯板から形成された羽根の後部の幅が約Ｄ／６に設定され、前記羽根の延設方向に対してほぼ垂直なハブの軸心を含む平面と前記帯板の一方の長手方向の側縁中途部のカット開始点との間の距離が約０．４Ｄに設定され、前記羽根の先端部の幅が約Ｄ／９に設定され、前記折り曲げ線の帯板の他方の長手方向の側縁に対しての傾斜角度λが約４５度に設定され、その折り曲げ線を境に下方に折り曲げられた帯板の先部の帯板の後部に対しての折り曲げ角度γが約１５度に設定され、前記ハブに取着された羽根の後部表面のハブの軸心を垂直に横切る平面に対しての傾斜角度αが約３０〜３２度に設定され、前記ハブに後部が取着された羽根の先端部表面のハブの軸心を垂直に横切る平面に対しての傾斜角度βが約２０〜２２度に設定された請求項１記載の撹拌用羽根車。
【請求項３】
前記羽根の後部が前記ハブに着脱自在に取着された請求項１又は２記載の撹拌用羽根車。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、撹拌槽内に収容された各種被撹拌物を撹拌するための、撹拌用羽根車に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の上記撹拌用羽根車として、Ｕ．Ｓ．Ｐａｔ．５，２９７，９３８、Ｕ．Ｓ．Ｐａｔ．４，４６８，１３０に係る羽根車がある。
これらの撹拌用羽根車によれば、従来汎用のパドル型の羽根車に比べて、その吐出量（回転する羽根車に対しての被撹拌流体等の軸方向流量）は、９０％などと若干減少するが、その羽根車を回転させる駆動動力を、従来汎用のパドル型の羽根車に比べて、ほぼ同一性能のもの（吐出量がほぼ同一のもの）で、ほぼ５０％以上も大幅にダウンさせることができる。そして、その羽根車の消費電力等のランニングコストを大幅に削減できる。
また、Ｕ．Ｓ．Ｐａｔ．５，２９７，９３８に係る羽根車によれば、従来汎用のパドル型の羽根車に比べて、その羽根車の軸方向流量が大きいために、撹拌槽の底部に位置する被撹拌物をも含めて、撹拌槽内全体の被撹拌物を万遍なく効率良く撹拌できる。それと共に、羽根バランスが向上するために、羽根車を支持して回転させる回転軸、該軸を回転させる電動モータ及び減速ギヤ等からなる駆動手段をコンパクト化できる。そして、その設備費等のコストを大幅に低減できる。
そのために、これらの羽根車は、近時の省エネ化、省資源化用の羽根車として、広く利用される可能性がある。
ここで、パドル型の羽根車とは、複数枚の平らな帯板状の羽根が、回転軸周囲に嵌着されて回転軸と共に回転するハブ周囲に、その羽根表面をハブの軸心を垂直に横切る平面に対して４５度等のほぼ均一角度に傾斜させて、ハブの軸心に対してほぼ垂直な方向に放射状に延設されてなる羽根車をいう。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のＵ．Ｓ．Ｐａｔ．５，２９７，９３８などの羽根車は、そのハブ周囲に放射状に延設された複数枚の羽根が、円弧状に複雑に湾曲した形状をしていて、その羽根の形成作業に、多大な手数と労力を要した。
そこで、本発明者は、鋭意研究の末、上記の羽根車における羽根の形成作業の容易化を図るためには、帯板に近い形状の平板を、円弧状ではなく、平面状に折り曲げて、上記の羽根車の羽根に似せた形状の羽根を形成すれば、良いことに想到した。
そして、上記のＵ．Ｓ．Ｐａｔ．５，２９７，９３８の羽根車の羽根に似せた形状をした、帯板に近い形状の平板の所定箇所を平面状に折り曲げてなる羽根を、複数枚形成した。そして、その複数枚の羽根をハブ周囲に放射状に延設してなる羽根車を試作した。そして、その試作した羽根車を用いて、撹拌槽内に収容され流体の撹拌実験を行った。
すると、その撹拌用羽根車が、上記のＵ．Ｓ．Ｐａｔ．５，２９７，９３８に係る羽根車とほぼ優劣のない性能を持つことが、判明した。
即ち、その試作した羽根車の駆動動力を、従来汎用のパドル型の羽根車に比べて、ほぼ同一性能のもので、ほぼ５０％以上も大幅にダウンさせることができることが、判明した。また、その試作した羽根車によれば、その軸方向流量が高まって、従来汎用のパドル型の羽根車に比べて、撹拌槽の底部に位置する被撹拌物をも含めて、撹拌槽内全体の被撹拌物を万遍なく効率良く撹拌できることが、判明した。それと共に、羽根バランスが向上して、その試作した羽根車を支持する回転軸、該軸を回転させる電動モータ及び減速ギヤ等からなる駆動手段を大幅にコンパクト化できることが、判明した。
そして、このような試験結果に基づいて、帯板に近い形状の平板の所定箇所を平面状に折り曲げた単純な形状をした複数枚の羽根がハブ周囲に放射状に延設されてなる、駆動動力を大幅に低減できると共に、撹拌効率を大幅に向上させることのできる、撹拌用羽根車を開発した。
【０００４】
即ち、本発明は、帯板に近い形状の平板の所定箇所を平面状に折り曲げた単純な形状の複数枚の羽根がハブ周囲に放射状に延設されてなる、駆動動力を大幅に低減できると共に、撹拌効率を大幅に向上させることのできる、撹拌用羽根車を提供することを目的している。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
このような目的のために、本発明の撹拌用羽根車は、回転軸に取着されて回転軸と共に回転するハブと、該ハブ周囲に放射状に延設された複数枚の羽根とからなり、
その複数枚の羽根のそれぞれが、帯板の一方の長手方向の側縁がその中途部からその先端部にかけて帯板内方に斜め直線状にカットされると共に、その帯板の一方の長手方向の側縁中途部のカット開始点の反対側に位置する帯板の他方の長手方向の側縁中途部から前記斜め直線状にカットされた帯板の一方の長手方向の側縁中途部にかけて設定された斜め直線状の折り曲げ線を境に、帯板の先部が帯板の後部に対して斜め下方に折り曲げられた同一形状に形成され、
その帯板から形成された複数枚の羽根のそれぞれの後部が、該羽根の後部表面を前記ハブの軸心を垂直に横切る平面に対してほぼ均一の角度に傾斜させて、ハブの軸心に対してほぼ垂直な方向に向けて、ハブに取着されて、その複数枚の羽根のそれぞれの先端部表面の前記ハブの軸心を垂直に横切る平面に対しての傾斜角度βが、その羽根の後部表面のハブの軸心を垂直に横切る平面に対しての傾斜角度αよりも小角度に設定されたことを特徴としている。
【０００６】
この撹拌用羽根車においては、その複数枚の羽根のそれぞれを、帯板の一方の長手方向の側縁をその中途部からその先端部にかけて帯板内方に斜め直線状に単純にカットすると共に、その帯板の一方の長手方向の側縁中途部のカット開始点の反対側に位置する帯板の他方の長手方向の側縁中途部から斜め直線状にカットした帯板の一方の長手方向の側縁中途部にかけて設定された斜め直線状の折り曲げ線を境に、帯板の先部を帯板の後部に対して斜め下方に平面状に単純に折り曲げるのみで、手数と労力を掛けずに容易かつ迅速に形成できる。
【０００７】
本発明の撹拌用羽根車においては、前記ハブ周囲に延設された羽根の延設方向に対してほぼ垂直なハブの軸心を含む平面と、前記折り曲げ線を境に先部を折り曲げる前の平板状をなす帯板からなる羽根の先端部との間の距離をＤとした場合に、前記帯板から形成された羽根の後部の幅が約Ｄ／６に設定され、前記羽根の延設方向に対してほぼ垂直なハブの軸心を含む平面と前記帯板の一方の長手方向の側縁中途部のカット開始点との間の距離が約０．４Ｄに設定され、前記羽根の先端部の幅が約Ｄ／９に設定され、前記折り曲げ線の帯板の他方の長手方向の側縁に対しての傾斜角度λが約４５度に設定され、その折り曲げ線を境に下方に折り曲げられた帯板の先部の帯板の後部に対しての折り曲げ角度γが約１５度に設定され、前記ハブに取着された羽根の後部表面のハブの軸心を垂直に横切る平面に対しての傾斜角度αが約３０〜３２度に設定され、前記ハブに後部が取着された羽根の先端部表面のハブの軸心を垂直に横切る平面に対しての傾斜角度βが約２０〜２２度に設定された構造とすることを好適としている。
【０００８】
この撹拌用羽根車にあっては、その羽根車の駆動動力を、従来汎用のパドル型の羽根車に比べて、ほぼ同一性能のもので、ほぼ５０％以下にダウンさせることができる。
また、従来汎用のパドル型の羽根車に比べて、その撹拌能力を大幅に向上させることができる。それと共に、羽根バランスを向上させて、その羽根車を支持する回転軸、該軸を回転させる電動モータ及び減速ギヤ等からなる駆動手段を大幅にコンパクト化できる。
【０００９】
本発明の撹拌用羽根車においては、前記羽根の後部が前記ハブに着脱自在に取着された構造とすることを好適としている。
【００１０】
この撹拌用羽根車にあっては、ハブ周囲に延設された羽根が、破損したり、摩耗したりして、その性能が低下した場合に、その破損したり摩耗したりした羽根の後部をハブから容易かつ迅速に取り外すことができる。そして、そのハブに、新品の羽根の後部を容易かつ迅速に取着し直すことができる。そして、その破損したり摩耗したりした羽根の交換を容易かつ迅速に行える。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１と図２は本発明の撹拌用羽根車の好適な実施の形態を示し、図１はその平面図、図２はその正面図である。以下に、この撹拌用羽根車を説明する。
【００１２】
この撹拌用羽根車では、図１に示したように、ハブ１０周囲に放射状に延設される複数枚（図では３枚）の羽根２０のそれぞれを、均等幅の帯板２２の一方の長手方向の側縁２４を、その中途部からその先端部２３にかけて帯板２２内方に斜め直線状にカットすると共に、その帯板の一方の長手方向の側縁２４中途部のカット開始点２５の反対側に位置する帯板の他方の長手方向の側縁２６中途部から斜め直線状にカットされた帯板の一方の長手方向の側縁２４中途部にかけて設定された斜め直線状の折り曲げ線２８を境に、帯板の先部２７を帯板の後部２９に対して斜め下方に折り曲げた同一形状に形成している。
【００１３】
帯板２２から形成された同一形状をした複数枚の羽根のそれぞれの後部２９は、図２に示したように、該羽根の後部２９表面をハブの軸心１２を垂直に横切る平面１４に対してほぼ均一の角度に傾斜させて、ハブの軸心１２に対してほぼ垂直な方向に向けて、ハブ１０に溶接等により取着している。そして、その複数枚の羽根２０のそれぞれの先端部２３表面のハブの軸心１２を垂直に横切る平面１４に対しての傾斜角度βを、その羽根の後部２９表面のハブの軸心１２を垂直に横切る平面１４に対しての傾斜角度αよりも小角度に設定している。
【００１４】
ハブ１０は、筒状をしていて、回転軸３０周囲に嵌挿して、ハブ１０周壁に螺挿されたねじ４０等を締め付けることにより、回転軸３０の所定部位に取着できる構造をしている。
【００１５】
この撹拌用羽根車においては、その複数枚の羽根２０のそれぞれを、帯板２２一方の側縁の先部を帯板２２内方に斜め直線状に単純にカットしたり、帯板２２中途部に設定された斜め直線状の折り曲げ線２８を境に、帯板の先部２７を帯板の後部２９に対して斜め下方に平面状に単純に折り曲げたりするのみで、手数と労力を掛けずに容易かつ迅速に形成できる。
【００１６】
図１と図２に示した撹拌用羽根車においては、図３、図４及び図５に示したように、ハブ１０周囲に延設された羽根２０の延設方向に対してほぼ垂直なハブの軸心１２を含む平面１８と、折り曲げ線２８を境に先部２７を折り曲げる前の平板状をなす帯板２２からなる羽根の先端部２３との間の距離をＤとした場合に、その帯板２２から形成された羽根の後部２９の幅を約Ｄ／６に設定し、羽根２０の延設方向に対してほぼ垂直なハブの軸心１２を含む平面１８と帯板２２の一方の長手方向の側縁２４中途部のカット開始点２５との間の距離を約０．４Ｄに設定し、その羽根の先端部２３の幅を約Ｄ／９に設定し、その折り曲げ線２８の帯板２２の他方の長手方向の側縁２６に対しての傾斜角度λを約４５度に設定し、その折り曲げ線２８を境に下方に折り曲げた帯板の先部２７の帯板の後部２９に対しての折り曲げ角度γを約１５度に設定し、そのハブ１０に取着した羽根の後部２９表面のハブの軸心１２を垂直に横切る平面１４に対しての傾斜角度αを約３０〜３２度に設定し、そのハブ１０に後部２９を取着した羽根の先端部２３表面のハブの軸心１２を垂直に横切る平面１４に対しての傾斜角度βを約２０〜２２度に設定すると良い。
【００１７】
実験結果によれば、このように設定した撹拌用羽根車（Ｉ）にあっては、下記の表１に示したように、その羽根車の駆動動力（負荷動力）を、従来汎用のパドル型の羽根車（Ｐ）に比べて、ほぼ同一性能のもの（吐出量がほぼ同一のもの）で、ほぼ５０％以下にダウンさせることができることが、判明した。
また、従来汎用のパドル型の羽根車に比べて、その撹拌能力を大幅に向上させることができることが、判明した。それと共に、羽根バランスを向上させて、その羽根車を支持する回転軸、該軸を回転させる電動モータ及び減速ギヤ等からなる駆動手段を大幅にコンパクト化できることが、判明した。
【００１８】
【表１】
0003555942.tif 000002
【００１９】
図６と図７は本発明の撹拌用羽根車の他の好適な実施の形態を示し、図６はその平面図、図７はその正面図である。以下に、この撹拌用羽根車を説明する。
【００２０】
この撹拌用羽根車では、羽根の後部２９を、ハブ１０に延設された支持腕１６に複数本のボルト１８等を用いて着脱自在に取着している。その他は、図１と図２に示した前述の撹拌用羽根車と同様に構成している。
【００２１】
この撹拌用羽根車にあっては、ハブ１０周囲に延設された羽根２０が、破損したり、摩耗したりして、その性能が低下した場合に、そのハブ１０に延設された支持腕１６にボルト１８等を用いて取着された破損したり摩耗したりした羽根の後部２９をボルト１８を緩める等してハブ１０から容易かつ迅速に取り外すことができる。そして、そのハブ１０に延設された支持腕１６に、新品の羽根の後部２９を複数本のボルト１８等を用いて容易かつ迅速に取着し直すことができる。そして、その破損したり摩耗したりした羽根２０の交換を容易かつ迅速に行える。
【００２２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の撹拌用羽根車によれば、そのハブ周囲に放射状に延設する羽根のそれぞれを、帯板の一方の側縁の先部を帯板内方に斜め直線状に単純にカットしたり、帯板中途部に設定された斜め直線状の折り曲げ線を境に、帯板の先部を帯板の後部に対して斜め下方に平面状に単純に折り曲げたりするのみで、手数と労力を掛けずに容易かつ迅速に形成できる。そして、撹拌用羽根車の製造工程の大幅な簡易化、容易化が図れる。
また、その撹拌用羽根車の駆動動力を、従来汎用のパドル型の羽根車に比べて、ほぼ同一性能のもので、ほぼ５０％以上も大幅にダウンさせることができる。また、従来汎用のパドル型の羽根車に比べて、撹拌槽の底部に位置する被撹拌物をも含めて、撹拌槽内全体の被撹拌物を万遍なく効率良く撹拌できる。それと共に、その撹拌用羽根車を支持する回転軸、該軸を回転させる電動モータ及び減速ギヤ等からなる駆動手段を大幅にコンパクト化できる。そして、省エネタイプの撹拌効率の良い羽根車を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の撹拌用羽根車の平面図である。
【図２】本発明の撹拌用羽根車の正面図である。
【図３】本発明の撹拌用羽根車の羽根の寸法図である。
【図４】本発明の撹拌用羽根車の羽根を折り曲げ線方向から見た図である。
【図５】本発明の撹拌用羽根車の羽根の正面図である。
【図６】本発明の撹拌用羽根車の平面図である。
【図７】本発明の撹拌用羽根車の正面図である。
【符号の説明】
１０  ハブ
１２  ハブの軸心
１４  ハブの軸心を垂直に横切る平面
１６  支持腕
１８  羽根の延設方向に対してほぼ垂直なハブの軸心を含む平面
２０  羽根
２２  帯板
２３  羽根の先端部
２５  カット開始点
２７  帯板の先部
２８  折り曲げ線
２９  帯板の後部
３０  回転軸
【図１】
0003555942.tif 000003
【図２】
0003555942.tif 000004
【図３】
0003555942.tif 000005
【図４】
0003555942.tif 000006
【図５】
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【図６】
0003555942.tif 000008
【図７】
0003555942.tif 000009