(57)【要約】【課題】撹拌槽の内部側壁に撹拌流体の流れ方向が規制される規制部材を設置することなく、撹拌槽内で上下方向の軸流が含まれる循環流を形成するように撹拌流体を撹拌可能とする。【解決手段】回転軸２の下端部に設けられ、回転軸２と共に回転して撹拌槽１内の撹拌流体Ｆを撹拌し、当該撹拌流体Ｆに下方に向かう流れを与える撹拌翼３と、回転軸２及び撹拌翼３と非接触に配置されるように撹拌槽１の底部１ｂに設けられ、撹拌翼３から下方に向かう撹拌流体Ｆを回転軸２の径方向外方に向けて案内する案内部４と、を備え、案内部４は、撹拌槽１の底部１ｂのうち撹拌翼３に対向する部位に設けられ、撹拌翼３から下方に向かう撹拌流体Ｆの流れ方向ｍ１を回転軸２の径方向外方ｍ２に向けて変更する方向変更部５と、方向変更部５の周囲に放射状に複数設けられ、方向変更部５の周囲の領域を複数の領域に仕切る仕切り部６と、を有する。【選択図】図１
2019025433.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有底の断面略円形状の空洞部を有し、当該空洞部に撹拌流体が収容可能な撹拌槽と、
前記撹拌槽の上部略中央から下方に向かって垂下し、前記撹拌槽の底部と非接触になるように設置される回転軸と、
前記回転軸の下端部に設けられ、前記回転軸と共に回転して前記撹拌槽内の撹拌流体を撹拌し、当該撹拌流体に下方に向かう流れを与える撹拌翼と、
前記回転軸及び前記撹拌翼と非接触に配置されるように前記撹拌槽の底部に設けられ、前記撹拌翼から下方に向かう撹拌流体を前記回転軸の径方向外方に向けて案内する案内部と、を備え、
前記案内部は、前記撹拌槽の底部のうち前記撹拌翼に対向する部位に設けられ、前記撹拌翼から下方に向かう撹拌流体の流れ方向を前記回転軸の径方向外方に向けて変更する方向変更部と、前記方向変更部の周囲に放射状に複数設けられ、前記方向変更部の周囲の領域を複数の領域に仕切る仕切り部と、を有することを特徴とする撹拌装置。
【請求項２】
請求項１に記載の撹拌装置において、
前記方向変更部は、前記撹拌槽の底部の略中央部分が他の部分に比べて山型状に隆起した隆起部として構成されていることを特徴とする撹拌装置。
【請求項３】
請求項２に記載の撹拌装置において、
前記方向変更部は、前記撹拌翼の翼径よりも大きい外径の山型状隆起部であることを特徴とする撹拌装置。
【請求項４】
請求項１に記載の撹拌装置において、
前記仕切り部は、前記方向変更部の周囲に等角度間隔に３以上設置されることを特徴とする撹拌装置。
【請求項５】
請求項１に記載の撹拌装置において、
前記仕切り部は、前記方向変更部内の領域から当該方向変更部外の領域に跨がって設けられていることを特徴とする撹拌装置。
【請求項６】
請求項１に記載の撹拌装置において、
前記仕切り部は、その上縁位置が前記回転軸の径方向外方に向かって連続的に斜め下方に変化することを特徴とする撹拌装置。
【請求項７】
請求項１に記載の撹拌装置において、
前記仕切り部は、前記方向変更部の最も上方に位置する部分よりも下方に位置することを特徴とする撹拌装置。
【請求項８】
請求項１に記載の撹拌装置において、
前記仕切り部は、前記方向変更部に面した領域で当該方向変更部の最も上方に位置する部分よりも上方に位置する部分を有することを特徴とする撹拌装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体撹拌（スラリー撹拌を含む）に好適な撹拌装置に係り、特に、軸流撹拌操作の下で、流体の混合、溶解、晶析、反応、スラリー懸濁などの撹拌処理を効率良く行うための軸流タイプ撹拌装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
撹拌装置には、周知のように、その目的に応じ種々の形態の撹拌翼が用いられており、流体の粘度等に応じて様々な種類の翼形状が採用される。例えば、撹拌槽壁面の液を強制的に移動させるアンカー翼、らせん状にブレードを設けたリボン翼などが採用されている。しかし、流体の粘度が比較的低いものについては、例えば特許文献１に示すように、回転軸の下端部及び中間部に平板状のパドル翼を上下に配置し、回転軸を円筒状の撹拌槽内に垂設し、当該撹拌槽の内部側壁に沿って複数個のバッフルを、上下縦長に設置して、上下への軸流を発生させる方式が多く採用されている。これは、簡易な構成でありながら、容易に均一な撹拌が達成できるからである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２１９０４６号公報（発明の実施の形態，図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記撹拌装置では、撹拌槽内の流体が上下の各パドル翼により当該撹拌槽内の中心部より周辺部へそれぞれ流動され、その結果部分的な循環流動のみが生じ、撹拌槽内に流体として粘度の高いスラリーを撹拌する際には、スラリーの濃度のバラツキを生じて、均一混合が得られないという懸念もある。
これに対し、特許文献１に開示された撹拌装置は、回転軸には軸流翼及びパドル翼が上下順次固定設置されており、バッフルが、当該撹拌槽の内部側壁に沿って複数個、上下縦長に設置されている（特許文献１の図１参照）。上記パドル翼の下辺は撹拌槽の内部底面との間にわずかな隙間を存して回動可能に形成されている。上記軸流翼はプロペラ翼式の軸流翼が用いられており、回転軸の回転と共に当該回転軸に沿って下方向きの流れを生ずるように形成されている。上記配置とすることにより、撹拌槽の中心部を上方から下方に向かって流れる下降流と、撹拌槽の壁面に沿って下方から上方に向かって流れる上昇流とからなり、全体が１つの循環流を形成できるとしている。
しかしながら、特許文献１のように、撹拌槽の内部側壁にバッフルを設置するためには、撹拌槽に生じた撹拌流体の流れによるバッフルにかかる荷重に耐えるだけの強度が撹拌槽の内部側壁に要求されるため、撹拌槽の内部側壁を強化するための補強工事等が必要であった。
【０００５】
本発明が解決しようとする技術的課題は、撹拌槽の内部側壁に撹拌流体の流れ方向が規制される規制部材を設置することなく、撹拌槽内で上下方向の軸流が含まれる循環流を形成するように撹拌流体を撹拌可能とすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者等は、上記課題を解決するために、軸流タイプの撹拌翼を備える軸流タイプ撹拌装置において、撹拌槽の内部側壁にバッフルが設置されていない構造で、変形やバッフルの設置が可能な当該撹拌槽の底面部の形状、各種バッフルの設置に着目して、鋭意検討を行い、多数の底面部形状、バッフル設置した場合について、当該撹拌槽内の流れをシミュレーションして解析することにより、撹拌槽の底部構造を工夫することで、撹拌槽の内部側壁にバッフルを設置した軸流タイプ撹拌装置と同様に、撹拌槽の中心部を上方から下方に向かって流れる下降流と、撹拌槽の壁面に沿って下方から上方に向かって流れる上昇流とからなり、全体が１つの循環流を形成できることを見出し、本発明に至った。
【０００７】
本発明の第１の技術的特徴は、有底の断面略円形状の空洞部を有し、当該空洞部に撹拌流体が収容可能な撹拌槽と、前記撹拌槽の上部略中央から下方に向かって垂下し、前記撹拌槽の底部と非接触になるように設置される回転軸と、前記回転軸の下端部に設けられ、前記回転軸と共に回転して前記撹拌槽内の撹拌流体を撹拌し、当該撹拌流体に下方に向かう流れを与える撹拌翼と、前記回転軸及び前記撹拌翼と非接触に配置されるように前記撹拌槽の底部に設けられ、前記撹拌翼から下方に向かう撹拌流体を前記回転軸の径方向外方に向けて案内する案内部と、を備え、前記案内部は、前記撹拌槽の底部のうち前記撹拌翼に対向する部位に設けられ、前記撹拌翼から下方に向かう撹拌流体の流れ方向を前記回転軸の径方向外方に向けて変更する方向変更部と、前記方向変更部の周囲に放射状に複数設けられ、前記方向変更部の周囲の領域を複数の領域に仕切る仕切り部と、を有することを特徴とする撹拌装置である。
【０００８】
本発明の第２の技術的特徴は、第１の技術的特徴を備えた撹拌装置において、前記方向変更部は、前記撹拌槽の底部の略中央部分が他の部分に比べて山型状に隆起した隆起部として構成されていることを特徴とする撹拌装置である。
本発明の第３の技術的特徴は、第２の技術的特徴を備えた撹拌装置において、前記方向変更部は、前記撹拌翼の翼径よりも大きい外径の山型状隆起部であることを特徴とする撹拌装置である。
本発明の第４の技術的特徴は、第１の技術的特徴を備えた撹拌装置において、前記仕切り部は、前記方向変更部の周囲に等角度間隔に３以上設置されることを特徴とする撹拌装置である。
本発明の第５の技術的特徴は、第１の技術的特徴を備えた撹拌装置において、前記仕切り部は、前記方向変更部内の領域から当該方向変更部外の領域に跨がって設けられていることを特徴とする撹拌装置である。
本発明の第６の技術的特徴は、第１の技術的特徴を備えた撹拌装置において、前記仕切り部は、その上縁位置が前記回転軸の径方向外方に向かって連続的に斜め下方に変化することを特徴とする撹拌装置である。
本発明の第７の技術的特徴は、第１の技術的特徴を備えた撹拌装置において、前記仕切り部は、前記方向変更部の最も上方に位置する部分よりも下方に位置することを特徴とする撹拌装置である。
本発明の第８の技術的特徴は、第１の技術的特徴を備えた撹拌装置において、前記仕切り部は、前記方向変更部に面した領域で当該方向変更部の最も上方に位置する部分よりも上方に位置する部分を有することを特徴とする撹拌装置である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の第１の技術的特徴によれば、撹拌槽の内部側壁に撹拌流体の流れ方向が規制される規制部材を設置することなく、撹拌槽内で上下方向の軸流が含まれる循環流を形成するように撹拌流体を撹拌することができる。
本発明の第２の技術的特徴によれば、撹拌槽の底部に方向変更部を容易に構築することができる。
本発明の第３の技術的特徴によれば、山型状隆起部の外径が撹拌翼の翼径以下である態様に比べて、方向変更部による撹拌流体の流れ方向の変更動作を安定させることができる。
本発明の第４の技術的特徴によれば、方向変更部にて方向変更された撹拌流体を放射方向に対して略均等に配分することができる。
本発明の第５の技術的特徴によれば、方向変更部内の領域に仕切り部を設けない態様に比べて、方向変更部にて方向変更された撹拌流体の流れ方向を正確に規制することができる。
本発明の第６の技術的特徴によれば、方向変更部にて方向変更した撹拌流体を撹拌槽の内部側壁に案内し、当該内部側壁に沿って撹拌流体を上昇させ易くすることができる。
本発明の第７の技術的特徴によれば、撹拌翼から下方に向かう撹拌流体を回転軸の径方向外方に向けて案内するときに、放射方向周辺に向けて方向変更後の撹拌流体を仕切って案内することができる。
本発明の第８の技術的特徴によれば、撹拌翼から下方に向かう撹拌流体を回転軸の径方向外方に向けて案内するときに、放射方向周辺に向けて撹拌流体を方向変更すると同時に仕切って案内することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】（ａ）は本発明が適用された撹拌装置の実施の形態の概要を示す説明図、（ｂ）は撹拌槽の底部に設けられた案内部の要部を示す斜視図である。
【図２】（ａ）は実施の形態１に係る撹拌装置の全体構成を示す説明図、（ｂ）は案内部周辺を示す斜視図である。
【図３】（ａ）は図２（ａ）に示す案内部周辺の拡大説明図で、案内部による撹拌流体の流れの案内作用を模式的に示す説明図、（ｂ）は案内部の平面説明図である。
【図４】（ａ）は実施の形態２に係る撹拌装置の全体構成を示す説明図、（ｂ）は案内部周辺を示す斜視図である。
【図５】（ａ）は図４（ａ）に示す案内部周辺の拡大説明図で、案内部による撹拌流体の流れの案内作用を模式的に示す説明図、（ｂ）は案内部の平面説明図である。
【図６】（ａ）（ｂ）は変形の形態１，２に係る撹拌装置の案内部の要部を示す説明図である。
【図７】（ａ）は実施例１に係る撹拌装置、（ｂ）は実施例２に係る撹拌装置、（ｃ）は比較例１に係る撹拌装置、（ｄ）は比較例２に係る撹拌装置を模式的に示す説明図である。
【図８】（ａ）は実施例１に係る撹拌装置を稼働させた際の撹拌流体の流れ方向のシミュレーション結果を示す説明図、（ｂ）は実施例２に係る撹拌装置を稼働させた際の撹拌流体の流れ方向のシミュレーション結果を示す説明図である。
【図９】（ａ）は比較例１に係る撹拌装置を稼働させた際の撹拌流体の流れ方向のシミュレーション結果を示す説明図、（ｂ）は比較例２に係る撹拌装置を稼働させた際の撹拌流体の流れ方向のシミュレーション結果を示す説明図である。
【図１０】（ａ）は実施例１に係る撹拌装置を稼働させた際に、撹拌槽の底部から０．６ｍの高さにおける流体の面上で、流体の流れる方向と鉛直上向き方向とのなす角度を求め、その角度が１５°以内である領域の分布を模式的に示す説明図及びその平面図であり、（ｂ）は実施例２に係る撹拌装置を稼働させた際に、撹拌槽の底部から０．６ｍの高さにおける流体の面上で、流体の流れる方向と鉛直上向き方向とのなす角度を求め、その角度が１５°以内である領域の分布を模式的に示す説明図及びその平面図である。
【図１１】（ａ）は比較例１に係る撹拌装置を稼働させた際に、撹拌槽の底部から０．６ｍの高さにおける流体の面上で、流体の流れる方向と鉛直上向き方向とのなす角度を求め、その角度が１５°以内である領域の分布を模式的に示す説明図及びその平面図であり、（ｂ）は比較例２に係る撹拌装置を稼働させた際に、撹拌槽の底部から０．６ｍの高さにおける流体の面上で、流体の流れる方向と鉛直上向き方向とのなす角度を求め、その角度が１５°以内である領域の分布を模式的に示す説明図及びその平面図である。
【図１２】（ａ）は比較例３に係る撹拌装置を稼働させた際に、撹拌槽の底部から０．６ｍの高さにおける流体の面上で、流体の流れる方向と鉛直上向き方向とのなす角度を求め、その角度が１５°以内である領域の分布を模式的に示す説明図及びその平面図であり、（ｂ）は比較例４に係る撹拌装置を稼働させた際に、撹拌槽の底部から０．６ｍの高さにおける流体の面上で、流体の流れる方向と鉛直上向き方向とのなす角度を求め、その角度が１５°以内である領域の分布を模式的に示す平面図と、撹拌翼直下に位置する底面バッフルが交わる部分の周辺における流体の流線を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
◎実施の形態の概要
図１（ａ）は本発明が適用された撹拌装置の実施の形態の概要を示し、同図（ｂ）はその要部を示す斜視図である。
同図において、撹拌装置は、有底の断面略円形状の空洞部１ａを有し、当該空洞部１ａに撹拌流体Ｆが収容可能な撹拌槽１と、撹拌槽１の上部略中央から下方に向かって垂下し、撹拌槽１の底部１ｂと非接触になるように設置される回転軸２と、回転軸２の下端部に設けられ、回転軸２と共に回転して撹拌槽１内の撹拌流体Ｆを撹拌し、当該撹拌流体Ｆに下方に向かう流れを与える撹拌翼３と、回転軸２及び回転翼３と非接触に配置されるように撹拌槽１の底部１ｂに設けられ、撹拌翼３から下方に向かう撹拌流体Ｆを回転軸２の径方向外方に向けて案内する案内部４と、を備え、案内部４は、撹拌槽１の底部１ｂのうち撹拌翼３に対向する部位に設けられ、撹拌翼３から下方に向かう撹拌流体Ｆの流れ方向ｍ１を回転軸２の径方向外方ｍ２に向けて変更する方向変更部５と、方向変更部５の周囲に放射状に複数設けられ、方向変更部５の周囲の領域を複数の領域に仕切る仕切り部６と、を有するものである。
【００１２】
このような技術的手段において、撹拌槽１は通常は有底の略円筒状のもので形成されるが、これに限られず、有底の断面略円形状の空洞部１ａを有していれば外形は問わない。ここで、断面略円形状の空洞部１ａとしては円柱状に限らず、逆円錐台状、円錐台状等をも広く含む。
また、回転軸２は撹拌槽１の略中央に配置されていればよく、撹拌槽１の上部略中央から垂下した状態で撹拌槽１の底部１ｂとは非接触に配置される方式が多く採用される。
更に、撹拌翼３は回転軸２の下端部に設けられていればよく、回転軸２の最下端位置が撹拌翼３よりも下方に突出する態様をも含む。また、撹拌翼３の種類としては、撹拌流体Ｆを撹拌して下方（鉛直方向は勿論、斜め下方も含む）に向かう流れを与えるものであれば、プロペラ翼、パドル翼など適宜選定して差し支えなく、また、回転軸２の軸方向に対して一若しくは複数設けられる。
【００１３】
更にまた、案内部４は、撹拌槽１の底部１ｂに設けられ、撹拌翼３から下方に向かう撹拌流体Ｆを回転軸２の放射方向に向けて案内するものであればよく、本件では、方向変更部５と仕切り部６とを、いずれか一方では所望の案内作用が得られないので、いずれも有することを要する。
また、方向変更部５は下方に向かう撹拌流体Ｆの流れ方向ｍ１を回転軸２の径方向外方ｍ２に変更する面を有するものであればよく、撹拌翼３に対向する部位全域が曲面状、多面平面状でもよいし、あるいは、撹拌翼３に対向する部位の一部に放射状に延びる凸条や凹溝を設け、これらに所望の面を形成するようにしてもよい。更に、方向変更部５は撹拌槽１の底部１ｂと一体的に形成してもよいし、別体のものを溶接等で固着してもよい。
また、仕切り部６はリブ状の均一の板材を用いてもよいし、あるいは、板厚が変化する板材を用いてもよいし、上下方向の高さ寸法も一律に決めてもよいし、回転軸２の径方向外方に向かって変化してもよい。更に、仕切り部６は方向変更部５と別体に設けてもよいし、一体的に形成してもよい。
【００１４】
このように、本例の案内部４は、前述したように、方向変更部５によって撹拌翼３から下方に向かう撹拌流体Ｆの流れ方向ｍ１を回転軸２の径方向外方ｍ２に向けて変更し、仕切り部６によって仕切られた領域毎に略均等に分配された撹拌流体Ｆを、撹拌槽１の内部側壁１ｃの下部に向けて導き、更に内部側壁１ｃ下部から撹拌槽１の内部側壁１ｃに沿って矢印ｍ３に向けて上昇方向に移動させ、撹拌翼３の撹拌動作に伴って上昇方向に移動した撹拌流体Ｆを撹拌流体Ｆの表面付近から回転軸２方向に移動させ、撹拌翼３の上側から再び吸い込む。このため、撹拌翼３によって下方に移動した撹拌流体Ｆを、撹拌槽１の案内部４を通じて撹拌槽１の内部側壁１ｃに向かって移動させ、更に、内部側壁１ｃ下部から撹拌槽１の内部側壁１ｃに沿って上昇移動させた後に撹拌流体Ｆの表面付近で回転軸２方向に移動させ、再び撹拌翼３に戻るという上下方向（回転軸２の軸方向に相当）の軸流が主体となり循環移動する循環流を生成することになる。
【００１５】
次に、本実施の形態に係る撹拌装置の代表的態様又は好ましい態様について説明する。
先ず、案内部４のうち方向変更部５の代表的態様としては、撹拌槽１の底部１ｂの略中央部分が他の部分に比べて山型状に隆起した隆起部として構成されている態様が挙げられる。本例は、撹拌槽１の底部１ｂの略中央部に山型状隆起部を形成できればよく、方向変更部５の形状については金型成形や溶接等で容易に形成することが可能である。尚、山型状隆起部については撹拌槽１の底部１ｂの肉厚を部分的に厚肉にした中実構造でもよいし、底部１ｂの厚さは変えずに隆起させるようにしてもよい。特に、前者の中実構造の態様では、山型状隆起部が撹拌槽１の底部１ｂの強度を高めるための補強部としても機能する。
この種の方向変更部５の好ましい態様としては、撹拌翼３の翼径よりも大きい外径の山型状隆起部である態様が挙げられる。本例は、山型状隆起部の外径が撹拌翼３の翼径よりも大きい態様であるので、撹拌翼３から下方に向かう撹拌流体Ｆの大部分は山型状隆起部の表面に当たり、その流れ方向ｍ１が回転軸２の径方向外方ｍ２に向かって変更される。尚、山型状隆起部の外径が撹拌翼３の翼径よりも小さい態様では、撹拌翼３と撹拌槽１の底部１ｂ平面部との間に、部分的な循環流動（渦流）が形成される虞れがあり、それを避けるように適宜条件設定することが好ましい。
【００１６】
また、案内部４のうち仕切り部６の好ましい態様としては、山型状隆起部の方向変更部５の周囲に放射状に伸びる３以上設置される態様が挙げられる。当該仕切り部６の配置は撹拌槽１の内部側壁１ｃに向かって放射状に配置されていれば特に限定されないが、隣り合う仕切り部６が極端に離れていれば方向変更部５の面上で渦流が発生する虞れがあるし、極端に接近している場合では仕切り部６間の間隙に渦流が発生する虞れが高くなるので、複数の仕切り部６は等間隔に配置されていることが好ましい。
本例は、方向変更部５にて方向変更された撹拌流体Ｆを仕切り部６の数分（３以上）の領域毎に略均等に放射させる態様である。ここで、仕切り部６の数が２であると、仕切られた領域が広く、当該領域内を円周方向に流れる流動が現れる懸念がある。
更に、仕切り部６の別の好ましい態様としては、方向変更部５内の領域から当該方向変更部５外の領域に跨がって設けられている態様が挙げられる。本例は、方向変更部５にて方向変更された撹拌流体Ｆを直ちに仕切り部６にて仕切られた流路に沿って案内する態様である。ここで、仕切り部６が方向変更部５の内外の領域に跨がっていない態様としては、方向変更部５外の領域にのみ設置される態様になるが、本態様では、方向変更された撹拌流体Ｆが仕切り部６による仕切り箇所に差し掛かる前に部分的な循環流動（渦流）が形成される懸念があることから、このような循環流動の発生を避けるように適宜条件設定することが好ましい。
【００１７】
更にまた、仕切り部６の別の好ましい態様としては、その上縁位置が回転軸２の径方向外方に向かって連続的に斜め下方に変化する態様が挙げられる。本例は、方向変更部５にて方向変更された撹拌流体Ｆの流れ方向を仕切り部６にて規制するが、撹拌槽１の内部側壁１ｃに近づくにつれて仕切り部６による仕切り効果を低減し、その分、撹拌流体Ｆが上方に向かって流れ易くなる態様である。
また、仕切り部６の別の好ましい態様としては、方向変更部５の最も上方に位置する部分よりも下方に位置する態様が挙げられる。本例は、方向変更部５による作用を重視した態様である。
更にまた、仕切り部６の別の好ましい態様としては、方向変更部５に面した領域で当該方向変更部５の最も上方に位置する部分よりも上方に位置する部分を有する態様が挙げられる。本例は、仕切り部６による作用を重視した態様である。
【００１８】
以下、添付図面に示す実施の形態に基づいて本発明を更に詳細に説明する。
◎実施の形態１
図２（ａ）は実施の形態１に係る撹拌装置の全体構成を示す説明図である。
−撹拌装置の全体構成−
同図において、撹拌装置１０は、所謂軸流タイプの撹拌装置であって、有底略円筒状の撹拌槽１１内の中心軸に沿った位置に、撹拌翼３０が具備された回転軸２０を垂設すると共に、撹拌槽１１の底部１１ｂには、撹拌翼３０から下方に向かう撹拌流体Ｆが回転軸２０の径方向外方に向けて案内可能な案内部４０を備えたものである。
【００１９】
−撹拌槽−
撹拌槽１１は上部に開口を有する中空な有底略円筒状の槽であり、流体の混合、溶解、晶析、反応、スラリー懸濁などの撹拌処理を行うため、槽内の空洞部１１ａに対象となる流体を収容するものである。流体の種類は特に制限されるものではなく、混合、溶解、晶析、反応、スラリー懸濁などの撹拌処理を必要とする２種以上の液体、あるいは、固体と液体の混合物である。
そして、撹拌槽１１の上部の中央には回転軸２０が下方に向かって垂下されており、回転軸２０の上部は図示しないモータに接続されると共に、回転軸２０の下端部は撹拌槽１１の底部１１ｂに対して非接触に配置されている。尚、撹拌槽１１の上部の開口は開放されたままでもよいが、必要に応じて蓋部材１２で塞ぐようにして差し支えないが、当該蓋部材１２には回転軸２０通過用の開口（孔や切欠）や対象となる流体の投入口等を確保するようにしておけばよい。
【００２０】
−撹拌翼−
本例では、回転軸２０の下端部には撹拌翼３０が撹拌槽１１の底部１１ｂとは非接触な状態で設けられており、撹拌翼３０を回転させることにより、撹拌槽１１内部の流体を撹拌するようになっている。
ここで、撹拌翼３０は、図２（ａ）に示すように、回転軸２０の下端部に嵌め込んで固定されるリング状の翼支持体３１を有し、この翼支持体３１の周囲には複数（本例では３つの）の翼部材３２を等角度間隔で放射状に設けるようにしたものである。
特に、本例では、撹拌翼３０としては傾斜パドル翼やプロペラ翼式の軸流翼を用いることが好ましく、回転軸２０の回転と共に当該回転軸２０に沿って下方向きの流れｍ１を生ずるようになっている。また、撹拌槽１１内の軸流を制御するために、回転軸２０の下端部に具備されている撹拌翼３０の上方の回転軸２０中間部に傾斜パドル翼やプロペラ翼を配置することも好ましい。
【００２１】
−案内部−
本実施の形態において、案内部４０は、図２（ａ）（ｂ）及び撹拌流体Ｆの流れ方向概略を示す図３（ａ）（ｂ）に示すように、撹拌翼３０から下方に向かう撹拌流体Ｆの流れ方向ｍ１を回転軸２０の径方向外方ｍ２に向けて変更する方向変更部５０と、方向変更部５０の周囲に放射状に複数設けられ、方向変更部５０の周囲の領域を複数の領域に仕切る仕切り部６０と、を備えている。
【００２２】
＜方向変更部＞
図２（ａ）に示すように、本例において、方向変更部５０は、撹拌槽１１の底部１１ｂのうち撹拌翼３０に対向する部位に設けられ、撹拌槽１１の底部１１ｂの略中央部分が他の部分に比べて山型状に隆起した山型状隆起部として構成されている。本例では、方向変更部５０としての山型状隆起部は撹拌槽１１の底部１１ｂの中心部を頂点とした曲面状の頂部５１を有し、当該頂部５１から撹拌槽１１の底部１１ｂの周辺に向かって緩やかな曲面をもって裾野へ広がるような形状を有している。このような山型隆起部を備えていることから、撹拌翼３０直下の吐出流の流れ方向ｍ１を撹拌槽１１の内部側壁１１ｃに向かう流れ方向ｍ２とすることができ、撹拌槽１１内で効率良く軸流が形成される。
そして、本例では、山型状隆起部の撹拌槽１１の底部１１ｂに接続する外径をｄｍ、撹拌翼３０の翼径をｄｗ、撹拌槽１１の空洞部１１ａの内径をｄｎとすれば、
ｄｍ＜ｄｎ        ……（１）
ｄｍ＞ｄｗ        ……（２）
の関係を満たすように設定されている。
ここで、各条件について補足する。
（１）については、山型状隆起部の撹拌槽１１の底部１１ｂに接続する位置が、撹拌槽１１の内部側壁１１ｃからは離間した位置に設定されることを意味するが、撹拌槽１１の内部側壁１１ｃに近接するまで裾野が広がっていても構わない。
また、（２）については、撹拌翼３０にて下方に向かって流れる撹拌流体Ｆの大部分が撹拌槽１１の底部１１ｂのうち山型状隆起部に当り、回転軸２０の径方向外方ｍ２に向かって撹拌流体Ｆの流れを変更する上で有効である。
【００２３】
山型状隆起部の形状は、特に限定されるものではなく、撹拌槽１１に投入される流体の混合、溶解、晶析、反応、スラリー懸濁などの撹拌処理が効率良く行われるように、回転軸２０の回転と共に当該回転軸２０に沿って撹拌槽１１の中心部を上方から下方に向かって流れる下降流と、撹拌槽１１の内部側壁１１ｃ面に沿って下方から上方に向かって流れる上昇流とからなり、全体が１つの循環流を形成できるように、撹拌翼３０直下の撹拌流体Ｆの下方に向かう吐出流の流れ方向ｍ１を回転軸２０の径方向外方ｍ２に変更して上昇流に移行すべく適宜選定される。そして、山型状隆起部の形状は、前述した循環流に、部分的な循環流動が発生しないように、回転軸２０の径方向に凹凸などが無い曲面で構成されていることが好ましい。
【００２４】
＜仕切り部＞
本例では、仕切り部６０は、図２（ａ）（ｂ）に示すように、方向変更部５０としての山型状隆起部の周囲に放射状に延びる底面バッフルからなり、この底面バッフルは山型状隆起部の裾野部及び撹拌槽１１の底面に対して略鉛直方向に立設するリブ状の板材にて構成され、山型状隆起部の裾野部及び撹拌槽１１の底面に例えば溶接等にて固着され、山型状隆起部の周囲に等角度間隔に３以上（本例では４つ）設置されている。当該仕切り部６０としての底面バッフルの配置は撹拌槽１１の内部側壁１１ｃに向かって放射状に配置されていれば特に限定されないが、隣り合う底面バッフルが極端に離れていれば山型状隆起部の面上で渦流が発生する虞れがあるし、極端に接近している場合では底面バッフル間の間隙に渦流が発生する虞れが高くなるので、複数の底面バッフルは等間隔に配置されていることが好ましい。
また、上記底面バッフルの設置数が多すぎると、軸流が含まれる循環流を生成するに当たって却って抵抗になる懸念もあり、６以下程度が好ましい。
また、本例では、図２に示すように、仕切り部６０としての底面バッフルは、方向変更部５０としての山型状隆起部の裾野部の領域から当該山型状隆起部外の撹拌槽１１の底面に跨がって設けられている。
ここで、上記底面バッフルのうち山型状隆起部領域に設けられている部分は、山型状隆起部の頂部５１よりも寸法ｇだけ下方に位置するように配置されている。そして、底面バッフルの上縁部のうち最も上方に位置する部位は、回転軸２０の下端部に設けられた撹拌翼３０の直下に位置するが、撹拌翼３０からはある程度の隙間をもって配置されている。
更に、底面バッフルの下縁部は、方向変更部５０としての山型状隆起部の裾野部及び撹拌槽１１の底面形状に則って、方向変更部５０の山型状隆起部の裾野部表面及び撹拌槽１１の底面形状に略接触するように作製配置されている。
更にまた、仕切り部６０としての底面バッフルの上縁部は、その上縁位置が回転軸２０の径方向外方に向かって連続的に斜め下方に変化するような形状になっている。つまり、上記底面バッフルは、撹拌槽１１の底面を基準位置として、上縁部高さが撹拌槽１１の底部１１ｂ中心から径方向外方に向けてｈ０からｈ１（ｈ１＜ｈ０）に徐々に減ずるようになっている。
【００２５】
−撹拌装置による撹拌動作例−
次に、本実施の形態１に係る撹拌装置の撹拌動作例について、図３を用いて説明する。
今、撹拌槽１１の空洞部１１ａ内に撹拌すべき撹拌流体Ｆを収容した後、回転軸２０を回転させることで撹拌翼３０による撹拌動作を開始すると、撹拌流体Ｆに対して以下のような撹拌動作が行われる。
先ず、撹拌翼３０は、図３（ａ）に流れ方向ｍ１で示すように、撹拌流体Ｆに対して下方に向かう流れを与える。この状態において、撹拌翼３０から下方に向かう撹拌流体Ｆは、方向変更部５０としての山型状隆起部の表面に衝突し、図３（ａ）（ｂ）の流れ方向ｍ２で示すように、山型状隆起部の表面で回転軸２０の径方向外方（放射方向）に流れ方向を変更する。この後、放射方向に方向変更された撹拌流体Ｆは、複数（４つ）の底面バッフルで仕切られた領域毎に分配され、撹拌槽１１の内部側壁１１ｃの下部に向かって流れていく。
特に、本例では、撹拌翼３０からの撹拌流体Ｆの下降流は方向変更部５０としての山型状隆起部に衝突する際には仕切り部６０としての底面バッフルによる仕切り作用を受けずに、山型状隆起部に沿って回転軸２０の径方向外方ｍ２に向かって方向変更することから、山型状隆起部の周囲において底面バッフルによる仕切り領域に撹拌流体Ｆを分配するときに、底面バッフルによる仕切り作用が弱く、各仕切り領域内に分配された撹拌流体Ｆ間での速度特性の差異は少ない。
【００２６】
更に、本例では、仕切り部６０としての底面バッフルは回転軸２０の径方向外方に向かって高さ寸法が次第に減ずる形状となっているため、底面バッフルによる仕切り領域に分配された各撹拌流体Ｆは、図３（ａ）（ｂ）にｍ２で示すように、撹拌槽１１の内部側壁１１ｃに向かって流れ、当該内部側壁１１ｃに衝突した後に、図３（ａ）に流れ方向ｍ３に示すように、内部側壁１１ｃに沿って上方に向かう上昇流に変化するが、各仕切り領域内に分配された撹拌流体Ｆは、底面バッフルの高さが低くなることから境界部分を早めに相互に補填しながら、撹拌槽１１の内部側壁１１ｃの周囲全体として略均一な上昇流として生成される。
そして、図３（ａ）に流れ方向ｍ３で示すように、内部側壁１１ｃに沿って上方に向かう上昇流となり、ある程度の位置に上昇した撹拌流体Ｆは、図３（ａ）に流れ方向ｍ４で示すように、撹拌翼３０による下降流への撹拌流体Ｆの流れに伴って撹拌翼３０よりも上方に位置する回転軸２０に沿った部位に生成される下降流に吸い込まれ、再び撹拌翼３０付近に戻るという循環動作を繰り返す。
【００２７】
このように、本実施の形態によれば、撹拌槽１１の底部１１ｂに前述したような案内部４０（方向変更部５０、仕切り部６０）を備えることにより、撹拌翼３０の直下で撹拌流体Ｆの流れが減速せず、かつ、流れが撹拌槽１１の外周方向に向き、その結果、撹拌槽１１の底部１１ｂから強力な上昇流を得ることができ、全体が１つの循環流を形成することができると理解される。
よって、特許文献１に示すように、撹拌槽の側壁にバッフルを設置した態様のように、撹拌槽の側壁にバッフルにかかる荷重に対応するための補強工事を行うことなく、撹拌槽の側壁にバッフルを設置した態様と同等の撹拌能力を得ることができる。
【００２８】
◎実施の形態２
図４（ａ）は実施の形態２に係る撹拌装置の全体構成を示す説明図、同図（ｂ）はその撹拌装置で用いられる案内部の斜視図である。
同図において、撹拌装置１０の基本的構成は、実施の形態１と同様に、撹拌槽１１、回転軸２０、撹拌翼３０及び案内部４０を備えているが、案内部４０の構成が実施の形態１と異なっている。尚、実施の形態１と同様な構成要素については実施の形態１と同様な符号を付してここではその詳細な説明を省略する。
本実施の形態において、案内部４０は、実施の形態１と略同様な構成の方向変更部５０を備えているが、仕切り部６０の構成が実施の形態１とは異なる構成になっている。
＜方向変更部＞
本例において、方向変更部５０は、実施の形態１と略同様に、撹拌翼３０に対向する部位に設けられ、撹拌槽１１の底部１１ｂの略中央部分が他の部分に比べて山型状に隆起した山型状隆起部として構成されている。本例では、山型状隆起部は撹拌槽１１の底部１１ｂの中心部を頂点とした曲面状頂部５１を有し、当該頂部５１から撹拌槽１１の底部１１ｂの周辺に向かって緩やかな曲面をもって裾野を形成し広がるような形状を有している。
尚、本例の山型状隆起部の寸法関係については実施の形態１と同様である。
【００２９】
＜仕切り部＞
仕切り部６０は、図４（ａ）（ｂ）に示すように、実施の形態１と略同様な形状を備えており、方向変更部５０としての山型状隆起部の周囲に放射状に延びる底面バッフルからなり、この底面バッフルは山型状隆起部の裾野部及び撹拌槽１１の底面に対して略鉛直方向に立設するリブ状の板材にて構成され、撹拌槽１１の底面に例えば溶接等にて固着され、山型状隆起部の周囲に等角度間隔に３以上（本例では４つ）設置されている。
実施の形態１と異なる点は、図４（ａ）（ｂ）に示すように、山型状隆起部の周囲に放射状に延びる底面バッフルが、撹拌翼３０直下であって、方向変更部５０としての山型状隆起部の頂部５１の中心部で全て連結固定されていることである。
また、仕切り部６０としての全ての底面バッフルの上縁部は、山型状隆起部の頂部５１の中心部から回転軸２０の径方向外方に向かって斜め下方に傾斜する形状を有している。このため、本例では、底面バッフルは、山型状隆起部の頂部５１表面よりも寸法ｋだけ高い高さを有して相互に連結固定されているが、回転軸２０の下端部に設けられた撹拌翼３０の下端部とは隙間をもって非接触に配置されている。
更に、上記底面バッフルの下縁部は、方向変更部５０としての山型状隆起部の裾野部及び撹拌槽１１の底面形状に則って、山型状隆起部の裾野部表面及び撹拌槽１１の底面形状に略接触するように作成配置される。
【００３０】
−撹拌装置による撹拌動作例−
次に、本実施の形態に係る撹拌装置による撹拌動作例について、図５を用いて説明する。
撹拌槽１１の空洞部１１ａ内に撹拌すべき撹拌流体Ｆを収容した後に、回転軸２０を回転させることで撹拌翼３０による撹拌動作を開始すると、撹拌流体Ｆに対して以下のような撹拌動作が行われる。
撹拌翼３０は、図５（ａ）に流れ方向ｍ１で示すように、撹拌流体Ｆに対して下方に向かう流れを与える。この状態において、撹拌翼３０から下方に向かう撹拌流体Ｆは、方向変更部５０としての山型状隆起部の表面に衝突し、流れ方向ｍ２で示すように、山型状隆起部の表面で回転軸２０の径方向外方（放射方向）に流れ方向を変更する。この後、放射方向に方向変更された撹拌流体Ｆは、複数（４つ）の底面バッフルで仕切られた領域毎に分配され、撹拌槽１１の内部側壁１１ｃの下部に向かって流れていく。
特に、本例では、撹拌翼３０からの撹拌流体Ｆの下降流は山型状隆起部に衝突する際には、山型状隆起部の頂部５１の中心部ですべて連結固定されている底面バッフルによる仕切り作用を受けて、山型状隆起部の表面にて放射方向に方向変更された撹拌流体Ｆは、各底面バッフルで仕切られた領域毎に分配されたまま、撹拌槽１１の内部側壁１１ｃの下部に向かって流れ、撹拌槽１１の内部側壁１１ｃに向かって略均等に到達する。
尚、仕切り部６０としての底面バッフルの上縁部は、その上縁位置が回転軸２０の径方向外方に向かって連続的に斜め下方に変化するような形状になっている。つまり、上記底面バッフルは、撹拌槽１１の底面を基準位置として、上縁部高さが撹拌槽１１の底部１１ｂ中心から径方向外方に向けてｈ０からｈ１（ｈ１＜ｈ０）に徐々に減ずるようになっているが、その作用については実施の形態１と略同様である。
そして、撹拌槽１１の内部側壁１１ｃの下部に到達した撹拌流体Ｆは、図５（ａ）に流れ方向ｍ３で示すように、内部側壁１１ｃに沿って略均等に上方に向かう上昇流となり、ある程度の位置に上昇した撹拌流体Ｆは、図５（ａ）に流れ方向ｍ４で示すように、撹拌翼３０による下降流への撹拌流体Ｆの流れに伴って撹拌翼３０よりも上方に位置する回転軸２０に沿った部位に生成される下降流に吸い込まれ、再び撹拌翼３０付近に戻るという循環動作を繰り返す。
【００３１】
◎変形の形態１，２
案内部４０としては、実施の形態１，２に示す態様に限られるものではなく、例えば図６（ａ）（ｂ）に示す変形の形態１，２を用いてもよいことは勿論である。
図６（ａ）に示す案内部４０は、例えば方向変更部５０としての山型状隆起部に多面平面状面部５５を形成したものである。
また、図６（ｂ）に示す案内部４０は、方向変更部５０としての山型状隆起部の表面に回転軸２０の径方向外方（放射方向）に延びる凹溝で分けられた複数の凸条部５６を設けたものである。
【実施例】
【００３２】
次に、実施例１，２及び比較例１，２に係る撹拌装置について、その撹拌動作状態を評価するためのシミュレーションを行った。
◎実施例１
実施例１は、図７（ａ）に示すように、実施の形態１に係る撹拌装置１０を具現化したもので、案内部４０として、仕切り部６０としての４つの底面バッフルが山型状隆起部の頂部で連結されておらず、方向変更部５０としての山型状隆起部を高くした態様である。
シミュレーション条件は以下の通りである。
（ａ）撹拌槽１１は、直径１．０ｍ、高さ１．５ｍの円筒型であり、回転軸２０は撹拌槽１１中心軸上鉛直方向に設置されている。
（ｂ）撹拌翼３０は、直径０．３ｍの傾斜パドル（３枚羽根）を用いた。撹拌翼３０の回転数は毎分３００回転とした。
（ｃ）初期状態では、撹拌すべき流体は高さ１．２ｍまで充填されているとした。用いた流体の特性値は、二次電池用正極活物質の前駆体であるニッケル複合水酸化物を製造する晶析槽のスラリーを念頭に置き、比重１１００ｋｇ／ｍ３、粘度０．００１３Ｐａ・ｓとした。
（ｄ）撹拌槽１１の底面部中心を頂点とした山型状隆起部の高さは０．２ｍとした。また、撹拌槽１１の底部１１ｂのうち山型状隆起部内外に跨がるように放射状に延びる４枚のリブ状の底面バッフルを配設した。
◎実施例２
実施例２は、図７（ｂ）に示すように、実施の形態２に係る撹拌装置１０を具現化したもので、案内部４０として、方向変更部５０としての山型状隆起部よりも仕切り部６０としての４つの底面バッフルを高くし、かつ、山型状隆起部の頂部の中心部にて各底面バッフルを連結固定した態様である。
シミュレーション条件については実施例１の（ａ）〜（ｄ）と同様である。
【００３３】
◎比較例１
比較例１の撹拌装置１０’は、図７（ｃ）に示すように、撹拌槽１１内の上部中心から下方に向けて撹拌翼３０が具備された回転軸２０を垂下し、撹拌槽１１内部には特別な加工を施していない態様である。
シミュレーション条件については実施例１の（ａ）〜（ｃ）と同様である。
◎比較例２
比較例２は、図７（ｄ）に示すように、比較例１と同様な撹拌装置１０’に加えて、撹拌槽１１の内部側壁１１ｃにバッフル１００を設置した態様である。
シミュレーション条件については実施例１の（ａ）〜（ｃ）に加えて、以下の（ｅ）を用いた。
（ｅ）撹拌槽１１の内部側壁１１ｃに備えられたバッフル１００については、バッフル高さは流体の高さ１．２ｍよりも高く、バッフル上部は液面よりも上に露出している状態とした。撹拌槽１１内に突出するバッフル幅は０．１５ｍとした。
◎比較例３
比較例３は、実施例１に係る撹拌装置１０の案内部４０のうち方向変更部５０としての山型状隆起部を残し、仕切り部６０としての底面バッフルを取り除いた態様である。
シミュレーション条件については実施例１の（ａ）〜（ｃ）及び（ｄ）の山型状隆起部の条件を用いた。
◎比較例４
比較例４は、実施例１に係る撹拌装置１０の案内部４０のうち方向変更部５０としての山型状隆起部を用いないで仕切り部６０としての底面バッフルのみを用いた態様である。
シミュレーション条件については実施例１の（ａ）〜（ｃ）及び（ｄ）の底面バッフル６０の条件を用いた。
【００３４】
−シミュレーション結果−
実施例１，２及び比較例１〜４について、それぞれの撹拌槽１１に流体を投入し、回転軸２０を回転して撹拌翼３０にて撹拌槽１１の流体を撹拌したときの流体の撹拌状態をシミュレーションによって比較・確認した。
シミュレーションには、解析ソフトとして、流体解析ソフト［ＣＦＸ：ＡＮＳＹＳ Ｉｎｃ．］を用いた。
【００３５】
◎実施例１
シミュレーション結果を図８（ａ）に示す。
同図においては、流線により流体の流れる方向を示し、流体の流速については異なる色相で表記したものをグレースケールで表記したものである。ここで、図８（ａ）の流速表示については、濃青色では流速はゼロに近く、緑色付近であると１．５ｍ／ｓの流速を有し、黄色付近では２．０ｍ／ｓの流速であることを示している。尚、グレースケールでは、濃青色＞緑色＞黄色の順に濃い表示として表記されている。
図８（ａ）に示すように、撹拌槽１１の底部１１ｂの案内部４０（方向変更部５０としての山型状隆起部、仕切り部６０としての底面バッフル）の設置効果により、撹拌槽１１の底部１１ｂに設置された山型状隆起部の形状にて撹拌翼３０下部に生じる逆流領域を縮小させて撹拌流体の流速を高めていることに加えて、撹拌槽１１の底部１１ｂに設置された底面バッフルにて、撹拌翼３０からの吐出流の旋回成分を撹拌槽１１の内部側壁１１ｃに向かう放射成分に変換することで軸流が主体となった循環流を生じていることがわかる。
また、撹拌槽１１の底部１１ｂから０．６ｍの高さ（流体の液面までの高さの半分の高さとなる）における流体の面を設定し、面上の各点における流体の流れる方向と鉛直上向き方向とのなす角度を求め、その角度が１５°以内である領域を赤色で、１５°を超える領域を青色で表記したものを、グレースケールで表記するようにした。
そして、赤色の領域が占める面積を計算した。このとき、赤色の領域が占める面積が大きいほど、撹拌槽１１の内部側壁１１ｃに沿って上方に向かう上昇流が多いことを示す。
結果を図１０（ａ）に示す。尚、グレースケールでは、青色の領域が黒に近い灰色、赤色の領域が薄い灰色として表記される。以降の例も同様である。
本例では、赤色の領域が占める面積は０．１２８ｍ２となった。撹拌槽１１の底部１１ｂに設置された底面バッフル間の案内部４０から、内部側壁１１ｃに沿って上方に向かう上昇流が発生していることがわかる。
以上の結果より、実施例１の構成の撹拌装置１０であれば、撹拌槽１１の内部側壁１１ｃにバッフル１００を設置した撹拌装置（比較例２参照）と同等の撹拌能力が得られることがわかる。
【００３６】
◎実施例２
シミュレーション結果を図８（ｂ）に示す。
同図においては、流線により流体の流れる方向を示し、流体の流速については異なる色相で表記したものをグレースケールで表記したものである。尚、図８（ｂ）の流速表示については図８（ａ）と同様である。
図８（ｂ）に示すように、撹拌槽１１の底部１１ｂの案内部４０（方向変更部５０としての山型状隆起部、仕切り部６０としての底面バッフル）の設置効果により、実施例１の結果（図８（ａ）参照）と略同様に、撹拌槽１１の底部１１ｂに設置された山型状隆起部の形状にて撹拌翼３０下部に生じる逆流領域を縮小させて撹拌流体の流速を高めていることに加えて、撹拌槽１１の底部１１ｂに設置された底面バッフルにて、撹拌翼３０からの吐出流の旋回成分を撹拌槽１１の内部側壁１１ｃに向かう放射成分に変換することで軸流が主体となった循環流を生じていることがわかる。
また、実施例１と同様に、撹拌槽１１の底部１１ｂから０．６ｍの高さ（流体の液面までの高さの半分の高さとなる）における流体の面を設定し、面上の各点における流体の流れる方向と鉛直上向き方向とのなす角度を求め、その角度が１５°以内である領域を赤色で、１５°を超える領域を青色で表記したものを、グレースケールで表記し、赤色の領域が占める面積を計算した。
結果を図１０（ｂ）に示す。本例では、赤色の領域が占める面積は０．１３１ｍ２となった。撹拌槽１１の底部１１ｂの案内部４０から、内部側壁１１ｃの全周に亘って、当該内部側壁１１ｃに沿って上方に向かう上昇流が発生していることがわかる。上昇流は、内部側壁１１ｃの全周に亘って、実施例１よりもより広範囲で均一に発生していることがわかる。
以上の結果より、実施例２の構成の撹拌装置１０であれば、撹拌槽１１の内部側壁１１ｃにバッフル１００を設置した撹拌装置（比較例２参照）と同等の撹拌能力が得られることがわかる。
【００３７】
◎比較例１
シミュレーション結果を図９（ａ）に示す。
同図においては、流線により流体の流れる方向を示し、流体の流速については異なる色相で表記したものをグレースケールで表記したものである。尚、図９（ａ）の流速表示については図８（ａ）と同様である。
図９（ａ）に示すように、回転軸２０の回転と共に撹拌翼３０（傾斜パドル翼）から吐出される流れが持っている撹拌槽１１の内部側壁１１ｃに沿った旋回速度成分が増強され、旋回流を生じており、液面に近い領域で旋回流の流速が比較的高まっていることがわかる。
また、実施例１と同様に、撹拌槽１１の底部１１ｂから０．６ｍの高さ（流体の液面までの高さの半分の高さとなる）における流体の面を設定し、面上の各点における流体の流れる方向と鉛直上向き方向とのなす角度を求め、その角度が１５°以内である領域を赤色で、１５°を超える領域を青色で表記したものを、グレースケールで表記し、赤色の領域が占める面積を計算した。
結果を図１１（ａ）に示す。本例では、赤色の領域が占める面積は０ｍ２となった。旋回流が主であることが確認された。
【００３８】
◎比較例２
シミュレーション結果を図９（ｂ）に示す。
同図においては、流線により流体の流れる方向を示し、流体の流速については異なる色相で表記したものをグレースケールで表記したものである。尚、図９（ｂ）の流速表示については図８（ａ）と同様である。
図９（ｂ）に示すように、撹拌槽１１の内部側壁１１ｃに備えられたバッフル１００の作用により、撹拌槽１１の内部側壁１１ｃに当たり底部から上昇流が形成され、軸流が主体となった循環流が生じていることがわかる。撹拌槽１１の内部側壁１１ｃに当たり底部からの上昇流の流速が比較的速いことがわかる。
また、実施例１と同様に、撹拌槽１１の底部１１ｂから０．６ｍの高さ（流体の液面までの高さの半分の高さとなる）における流体の面を設定し、面上の各点における流体の流れる方向と鉛直上向き方向とのなす角度を求め、その角度が１５°以内である領域を赤色で、１５°を超える領域を青色で表記したものを、グレースケールで表記し、赤色の領域が占める面積を計算した。
結果を図１１（ａ）に示す。本例では、赤色の領域が占める面積は０．１５０ｍ２となった。バッフル１００の作用により、撹拌槽１１の内部側壁１１ｃの全周に亘って、当該内部側壁１１ｃに沿って上方に向かう上昇流が発生していることがわかる。
【００３９】
◎比較例３，４
比較例３の撹拌装置では、実施例１のシミュレーション結果（図８（ａ）（ｂ）参照）に示すような軸流が主体となった循環流を生成することは見られなかった。
実施例１と同様に、撹拌槽１１の底部１１ｂから０．６ｍの高さ（流体の液面までの高さの半分の高さとなる）における流体の面を設定し、面上の各点における流体の流れる方向と鉛直上向き方向とのなす角度を求め、その角度が１５°以内である領域を赤色で、１５°を超える領域を青色で表記したものを、グレースケールで表記し、赤色の領域が占める面積を計算した。
比較例３についての結果を図１２（ａ）に示す。本例では、赤色の領域が占める面積は０ｍ２となった。方向変更部５０としての山型状隆起部を設置しただけでは、旋回流が主体となることがわかる。
また、比較例４についての結果を図１２（ｂ）に示す。本例では、赤色の領域が占める面積は０．１１９ｍ２となった。仕切り部６０としての底面バッフルのみを設置した態様では、底面バッフルの作用により、撹拌槽１１の内部側壁１１ｃの多くの領域で、当該内部側壁１１ｃに沿って上方に向かう上昇流が発生していることがわかった。
但し、図１２（ｂ）の流線図に示されるように、撹拌翼３０直下に位置する底面バッフルが交わる部分の周辺で流線が大きく折れ曲がったり捩れたりしていることがわかる。この流線の乱れにより、淀みや、流体中の固形物の堆積が発生する懸念があることがわかる。尚、図１２（ｂ）の流速表示については図８（ａ）と同様である。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明に係る撹拌装置においては、軸流撹拌操作の下で、流体の混合、溶解、晶析、反応、スラリー懸濁などの撹拌処理を効率良く行うことが可能である。
例えば、二次電池用正極活物質の前駆体であるニッケル複合水酸化物を、ニッケル塩を含有する水溶液と、中和剤および錯化剤とを、撹拌しながら供給して、晶析反応によって製造する方法で得るための反応容器として好適に用いることができる。
また、他の用途としては、原料であるニッケル混合硫化物に対して塩素ガスにより塩素浸出処理を施し、得られる塩素浸出液から電解採取法により電気ニッケルを製造する電気ニッケル製造プロセスにおける塩素浸出工程において、ニッケル酸化鉱の湿式製錬処理により得られたニッケル混合硫化物を原料とし、塩素ガスによってニッケルや銅等の金属成分を酸化浸出し、塩素浸出液（含銅塩化ニッケル溶液）を生成する反応槽にも好適に適用することができる。
【符号の説明】
【００４１】
１    撹拌槽
１ａ  空洞部
１ｂ  底部
１ｃ  側壁
２    回転軸
３    撹拌翼
４    案内部
５    方向変更部
６    仕切り部
Ｆ    撹拌流体
１０  撹拌装置
１０’  撹拌装置
１１  撹拌槽
１１ａ  空洞部
１１ｂ  底部
１１ｃ  側壁
１２  蓋部材
２０  回転軸
３０  撹拌翼
３１  翼支持体
３２  翼部材
４０  案内部
５０  方向変更部
５１  頂部
５５  多面平面状面部
５６  凸条部
６０  仕切り部
１００  バッフル
【図１】
2019025433.tif 000003
【図２】
2019025433.tif 000004
【図３】
2019025433.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2019025433.tif 000009
【図８】
2019025433.tif 000010
【図９】
2019025433.tif 000011
【図１０】
2019025433.tif 000012
【図１１】
2019025433.tif 000013
【図１２】
2019025433.tif 000014