(57)【要約】【課題】真空環境下でなくとも気泡を発生することなく液体を良好に撹拌できる撹拌装置の提供。【解決手段】所定の容積を有する撹拌槽１と、その撹拌槽１内に設けられる回転自在な主軸６と、その主軸６に固着される偏平状のフィン７と、主軸６に正逆交互の回転角変位を与える駆動手段とを有する。駆動手段は、正逆に所定の角度ずつ回転される回転アクチュエータ１０を主軸６の一端部に連結するか、あるいは主軸６の一端部を撹拌槽１の外部上方に突出させて該突出部に揺動レバー１６を固着すると共に、該揺動レバー１６の先端部に直動アクチュエータ１５の伸縮ロッド部１５Ａを連結するなどして構成される。【選択図】図１
2008126102.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の容積を有する撹拌槽と、その撹拌槽内に設けられる回転自在な主軸と、その主軸に固着される偏平状のフィンと、前記主軸に正逆交互の回転角変位を与える駆動手段と、を有して成ることを特徴とする撹拌装置。
【請求項２】
駆動手段は、正逆に所定の角度ずつ回転される回転アクチュエータを主軸の一端部に連結して成ることを特徴とする請求項１記載の撹拌装置。
【請求項３】
駆動手段は、主軸の一端部を撹拌槽の外部上方に突出させて該突出部に揺動レバーを固着すると共に、該揺動レバーの先端部に直動アクチュエータの伸縮ロッド部を連結して成ることを特徴とする請求項１記載の撹拌装置。
【請求項４】
駆動手段は、主軸に連ねてその外周方向に突出する永久磁石を設けると共に、その永久磁石に対応して撹拌槽の外周部に励磁電流の方向が切り換えられる電磁石を配備して成ることを特徴とする請求項１記載の撹拌装置。
【請求項５】
駆動手段は、主軸に固着されたフィンの反対側に突片を突設し、その突片を挟んで膨張および収縮が可能な２つのエアバックを設け、その両エアバッグに対して給排気を交互に行う給排気手段を接続して成ることを特徴とする請求項１記載の撹拌装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体の撹拌や固液混合に用いられる撹拌装置に係わり、特に発泡性の高い液体でもその内部に気泡を発生させることなく良好な撹拌を行えるようにした撹拌装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、液体の撹拌や固液混合を行う撹拌装置では、一般的にシャフトに固着した羽根を回転させるようにしている。
【０００３】
その種の撹拌装置の構成例を図１１に示して概説すれば、３０は主として液体が収容される撹拌槽であり、この撹拌槽３０は有底円筒状の撹拌槽本体３１とその上端開口部に装着される開閉自在な上蓋３２とにより構成される。撹拌槽３０の内部には回転自在なシャフト３３が設けられ、そのシャフト３３には撹拌羽根３４が固着される。又、上蓋３２上にはモータ３５が設置され、その駆動軸にシャフト３３が直結又は減速機を介して連結される。
【０００４】
特に、撹拌槽３０の内壁にはバッフル板３６が取り付けられ、これにより撹拌羽根３４の回転による撹拌槽３０内での液体の回流に乱流を生じせしめて撹拌が良好に行われるようにしてある。
【０００５】
又、撹拌槽３０の底部にはポンプ３７を介在せしめた排出管３８が接続されると共に、その排出管３８から方向切換弁３９を介して給送管４０が分岐され、その給送管４０が撹拌槽３０の上部に接続されており、これにより撹拌槽３０内の液体をその内外で循環させて撹拌効果を上げられるようにしている。又、撹拌効果を高めるため、羽根付のシャフト３３を撹拌槽３０の偏心位置に配置することも行われている。
【０００６】
尚、上記のように撹拌槽３０の内壁にバッフル板３６を設けることは従来から一般に広く行われている（例えば、特許文献１）。
【０００７】
しかし、撹拌槽の内壁にバッフル板を設けたり、撹拌羽根を高速回転させたりすると、撹拌効果を上げることはできても、液体内に多量の気泡が生じてしまうという不都合がある。
【０００８】
そこで、撹拌に伴う発泡現象の発生を防止するため、撹拌槽内を真空とし、真空環境下において液体を撹拌することが行われている（例えば、特許文献２）。
【０００９】
【特許文献１】実開平５−８０５２９号公報
【００１０】
【特許文献２】実開平６−４１８３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、撹拌槽内を真空にするには真空発生装置を必要とすることのみならず、撹拌槽を高気密構造としなければならないし、負圧に対して十分な強度をもつ高耐圧性の撹拌槽にしなければならない。
【００１２】
このため、装置コストやランニングコストが高くなり、真空の発生やその圧抜きに費やす時間により撹拌処理全体の効率も悪化するという問題がある。
【００１３】
本発明は以上のような事情に鑑みて成されたものであり、その目的は真空環境下でなくとも気泡を発生することなく液体を良好に撹拌できる装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記の目的を達成するため、本発明に係る撹拌装置は、所定の容積を有する撹拌槽と、その撹拌槽内に設けられる回転自在な主軸と、その主軸に固着される偏平状のフィンと、前記主軸に正逆交互の回転角変位を与える駆動手段と、を有して成ることを特徴とする。
【００１５】
又、駆動手段は、
（１）正逆に所定の角度ずつ回転される回転アクチュエータを主軸の一端部に連結して成ること、
（２）主軸の一端部を撹拌槽の外部上方に突出させて該突出部に揺動レバーを固着すると共に、該揺動レバーの先端部に直動アクチュエータの伸縮ロッド部を連結して成ること、（３）主軸に連ねてその外周方向に突出する永久磁石を設けると共に、その永久磁石に対応して撹拌槽の外周部に励磁電流の方向が切り換えられる電磁石を配備して成ること、
（４）主軸に固着されたフィンの反対側に突片を突設し、その突片を挟んで膨張および収縮が可能な２つのエアバックを設け、その両エアバッグに対して給排気を交互に行う給排気手段を接続して成ること、
を特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係る撹拌装置によれば、撹拌槽内に設けられる主軸に偏平状のフィンが固着されると共に、その主軸に正逆交互の回転角変位を与える駆動手段を有することから、主軸に固着されるフィンに魚の尾鰭のような揺動運動を与え、撹拌槽の内容液を泡立てることなく、音の発生も少なくしながら良好に撹拌することができる。
【００１７】
特に、駆動手段として、主軸に連結される回転アクチュエータや直動アクチュエータを用いるものでは、高粘性の液体に浸漬された高負荷環境下のフィンも確実に作動させることができる。
【００１８】
又、主軸に連ねてその外周方向に突設される永久磁石と、その永久磁石に対応して撹拌槽の外周部に配備される電磁石とにより構成される駆動手段では、装置の全高を低くして設置スペースを省くことができるほか、主軸を撹拌槽に貫通させずに設置できるので高気密、高圧下での撹拌が必要な場合に用いて好適である。
【００１９】
更に、駆動手段として空気圧により膨張／収縮するエアバッグを用いるものでも装置の全高を低くして設置スペースを省くことができるほか、撹拌槽の付近に電気を使用する機器を配置する必要がなくなることから、引火性の高い液体の撹拌に適する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、図面に基づいて本発明を詳しく説明する。図１は本発明に係る撹拌装置の構成例を示した縦断面図である。図１において、１は所定の容積を有する撹拌槽であり、この撹拌槽１は有底円筒状の撹拌槽本体２と、その上端開口部に装着される開閉自在な上蓋３とにより構成される。
【００２１】
尚、撹拌槽本体２の底部には排出管４が接続されると共に、撹拌槽１の内部には撹拌槽本体２の上端開口部を通じて液体、若しくは液体および粉体が投入される。そして、それら内容物が後述の撹拌機構により撹拌され、撹拌済みの処理液が排出管４を通じて外部に排出されるようになっている。
【００２２】
５は上記の撹拌機構であり、この撹拌機構５は、撹拌槽１の内部に設けられる回転自在な主軸６、その主軸６に固着されるフィン７、及び主軸６に所定の運動を行わせる駆動部８（駆動手段）などから構成される。
【００２３】
本例において、主軸６は上下方向に向けられ、その上方側の一端部が上蓋３を貫通して撹拌槽１の外部上方に突出されている。そして、その突出部が上蓋３上に設置した架台９の部位で回転自在に支持される構成としてある。
【００２４】
又、フィン７は、ステンレス鋼などの耐食性に富む金属、あるいは可撓性を有するゴムやプラスチックなどから成る偏平状の板材で、その一端縁が溶接やボルト／ナットなどにより主軸６に沿ってその外周部に固着されている。
【００２５】
次に、図２により駆動部８の構成を説明すれば、１０は正逆回転可能な回転アクチュエータ（モータ）であり、この回転アクチュエータ１０は架台９の上部に設置され、その駆動軸には軸継手１１（カップリング）によって主軸６の一端部（上端部）が直結されている。又、架台９は主軸６を回転自在に支持する軸受ユニット１２を有し、主軸６が上蓋３を貫通する部分にはグランドシール１３が取り付けられて気密性が保たれる構造となっている。
【００２６】
尚、本例において、回転アクチュエータ１０は図示せぬ制御装置に信号線を介して接続され、その駆動軸が正逆に所定の角度ずつ回転するよう制御され、これによって主軸６に正逆交互の回転角変位が与えられる構成とされるが、これによる主軸６の角変位量は概ね６０度に設定される。但し、駆動部８が回転アクチュエータ１０で構成されるものによれば、主軸６の角変位量を最大１８０度まで設定することができる。
【００２７】
ここに、架台９は鋼板や型鋼などを結合するなどして成るボックス形で、その上面部に回転アクチュエータ１０がボルトで固定されていると共に、上記軸受ユニット１２は架台９の下部に固定されている。又、架台９は上蓋３のメンバ１４に着脱自在に固定されている。
【００２８】
以上のように構成される撹拌装置の作用を説明すると、図３に示されるように、フィン７は主軸６の正逆交互の回転角変位によって魚の尾鰭のような揺動運動を行うのであり、これによれば、撹拌槽本体２の内容液に気泡を生ずるような渦流を形成せずして、その内容液を良好に撹拌することができる。
【００２９】
次に、本発明の変更例について説明する。図４は、上記の回転アクチュエータ１０に代えて直動アクチュエータ１５を用いた例である。
【００３０】
図４において、１６は揺動レバーであり、この揺動レバー１６は上蓋３上における主軸６の一端突出部に直交状態で固着されている。そして、係る揺動レバー１６の先端に直動アクチュエータ１５（本例において復動型の油圧シリンダであるが、これに空気圧シリンダや電磁ソレノイドを用いることも可）の伸縮ロッド部１５Ａを接続して主軸６に正逆交互の回転角変位を与える上記の駆動部８（駆動手段）が構成されている。つまり、直動アクチュエータ１５に対し作動流体を給排してその伸縮ロッド部１５Ａを伸縮させることにより、その往復直線運動が揺動レバー１０を介して主軸６の回転角運動に変換されるようになっている。尚、直動アクチュエータ１５のシリンダ胴１５Ｂは、上蓋３にピン１７にて揺動自在に取り付けられている。
【００３１】
次に、図５は磁気駆動方式とした構成例を示す。図５において、撹拌槽本体２の内壁には上下一対のブラケット２０が固着されており、その両ブラケット２０，２０により主軸６がその上下両端部を回転自在に支持されている。特に、本例において、主軸６にはフィン７の反対方向に突出する突片２１が固着され、該突片２１の先端に永久磁石２２が装着される構成となっている。つまり、永久磁石２２は、突片２１により主軸６に連ねてその外周方向に突出する状態に設けられている。尚、永久磁石２２は一方の磁極（Ｎ極またはＳ極）が撹拌槽本体２の内壁に臨む状態で装置される。
【００３２】
一方、撹拌槽本体２の外周部には、永久磁石２２に対向して電磁石２３が配備される。その電磁石２３は制御器２４に導電接続されており、その制御器２４によって電磁石２３に対する励磁電流の方向が切り換えられるようになっている。
【００３３】
そして、本例では、電磁石２３に対する励磁電流の方向を周期的に切り換えることにより、永久磁石２２に作用する極性を交互反転せしめ、これにより突片２１を介して主軸６に正逆交互の回転角変位が与えられ、これによりフィン７が図６に示すような揺動運動を行うようにしている。
【００３４】
尚、本例においても、主軸６にはフィン７が固着され、撹拌槽本体２の上端開口部には開閉自在な上蓋が装着されるが、主軸６に回転角変位を与える駆動手段として電磁石２３を用いた構成のものでは、上記例のように撹拌槽１の上部に回転アクチュエータ１０やこれを搭載する架台９などを設ける必要がなくなるので、装置の全高を低くして設置スペースを省くことができる。
【００３５】
次に、本発明の他の構成例をついて説明する。図７において、撹拌槽本体２の内壁には上記例と同じく上下一対のブラケット２０が固着されており、その両ブラケット２０，２０により主軸６がその上下両端部を回転自在に支持されているほか、主軸６にはフィン７の反対方向に突出する突片２１が固着されている。
【００３６】
特に、図８および図９から明らかなように、本例によれば突片２１を挟んで２つのエアバッグ２５ａ，２５ｂが設けられる。エアバッグ２５ａ，２５ｂは、その内部に対する空気の給排により膨張／収縮するもので、その両エアバッグ２５ａ，２５ｂは撹拌槽本体２の内壁に固着された上部開放型のバッグケース２６内に収容されている。そして、それらエアバッグ２５ａ，２５ｂには給排気手段が接続される。
【００３７】
図９のように、係る給排気手段は、空気圧源２７（エアコンプレッサなど）、および該空気圧源２７とエアバック２５ａ，２５ｂとを繋ぐ管路２８（エアホース）を含み、その回路２８には電磁弁２９が介在される。
【００３８】
ここに、エアバッグ２５ａ，２５ｂには空気圧源２７から電磁弁２９を介して圧縮空気が交互に給排され、これによりエアバッグ２５ａ，２５ｂが交互に膨張と収縮を繰り返し行い、しかして両エアバッグ２５ａ，２５ｂで挟まれる突片２１を通じて主軸６に正逆交互の回転角変位が与えられてフィン７が図１０（Ａ），（Ｂ）のように揺動するようになっている。
【００３９】
尚、本例によれば、エアバッグ２５ａ，２５ｂに対する給排気のタイミングを変えることにより、フィン７の揺動回数や揺動角度を調整することができる。又、撹拌槽１の上部に回転アクチュエータ１０やこれを搭載する架台９などを設ける必要がなくなるので、装置の全高を低くして設置スペースを省くことができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明に係る撹拌装置の構成例を示す縦断面図
【図２】同装置の一部分（駆動部）を示す正面図
【図３】フィンの動作説明図
【図４】駆動手段の変更例を示す平面図
【図５】本発明に係る撹拌装置の変更例を示す部分断面図
【図６】図５のＸ−Ｘ線における部分断面図
【図７】駆動手段にエアバッグを用いた例を示す部分断面図
【図８】図７の部分断面図
【図９】エアバッグとその給排気系統を示す説明図
【図１０】エアバッグの膨張／収縮によるフィンの動作状態を示す説明図
【図１１】従来装置を示す説明図
【符号の説明】
【００４１】
１  撹拌槽
２  撹拌槽本体
３  上蓋
５  撹拌機構
６  主軸
７  フィン
８  駆動部（駆動手段）
９  架台
１０  回転アクチュエータ
１５  直動アクチュエータ
１６  揺動レバー
２１  突片
２２  永久磁石
２３  電磁石
２４  制御器
２５ａ，２５ｂ  エアバッグ
２６  バッグケース
２７  空気圧源
２８  管路
２９  電磁弁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2008126102.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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