(57)【要約】　　　（修正有）【課題】二軸撹拌翼による高粘性流体の撹拌装置について、撹拌される流体の連れ回りを確実に防止し、かつ、撹拌翼表面に付着して撹拌されない部分が発生することを確実に防止できるような、一対の撹拌翼の形状を提供する。【解決手段】一対の縦軸撹拌翼１を縦置き撹拌槽３内で自転させて、上記撹拌槽３内の高粘性流体を撹拌・混合する撹拌装置を前提として、撹拌翼１の水平断面が縦軸２を中心としたほぼ楕円形状であり、上記楕円形状の長径長さの１／２と短径長さの１／２の和が軸間距離に等しく、一方の撹拌翼１と他方の撹拌翼１の回転位相が９０度ずれていて、等角速度で同方向に回転し、撹拌翼１の側曲面形状が、全回転位置において一方の撹拌翼１の先端部が他方の撹拌翼１の側面部分にほぼ接する形状であること。【選択図】　図１
2004033813.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の縦軸撹拌翼を縦置き撹拌槽内で自転させて、上記撹拌槽内の高粘性流体を撹拌・混合する撹拌装置において、
撹拌翼の水平断面が縦軸を中心としたほぼ楕円形状であり、
上記楕円形状の長径長さの１／２と短径長さの１／２の和が軸間距離に等しく、
一方の撹拌翼と他方の撹拌翼の回転位相が９０度ずれていて、同角速度で同方向に回転し、
撹拌翼の側曲面形状が、全回転位置において一方の撹拌翼の先端部が他方の撹拌翼の側面部分にほぼ接する形状である撹拌装置。
【請求項２】
二つの撹拌軸が自転とともに公転する請求項１の撹拌装置。
【請求項３】
上記撹拌翼の楕円形状の長径長さが軸間距離の１／２よりも長く、軸間を結ぶ線上において縦撹拌槽に内接する長さにほぼ等しい、請求項２の撹拌装置。
【請求項４】
上記撹拌翼の側面が縦方向に直線的な面である請求項１の撹拌装置。
【請求項５】
上記撹拌翼の側面が螺旋形状の面である請求項１の撹拌装置。
【請求項６】
上記一対の撹拌翼の自転・公転駆動機構が、１対の同一遊星ギヤを備えた遊星歯車伝動機構のキャリヤに両撹拌翼軸を回転自在に支持させ、両撹拌翼軸を、上記遊星ギヤでそれぞれ駆動し、上記キャリヤを回転自在に支持部材に支持させ、当該キャリヤの回転中心を、位置決めされて固定された撹拌槽の中心に一致させたものである、請求項２の撹拌装置。
【請求項７】
上記遊星歯車伝動機構が、キャリヤをフリーにし、リングギヤまたは太陽ギヤを駆動ギヤとしたものである、請求項６の撹拌装置。
【請求項８】
上記遊星歯車伝動機構が、キャリヤを駆動部材とし、リングギヤまたは太陽ギヤを固定ギヤとしたものである、請求項６の撹拌装置。
【請求項９】
上記撹拌翼に対する撹拌槽の位置決め機構が、支持台上面に非円形凹部を設け、当該非円形凹部に同形状の撹拌槽の下端を嵌合させ、撹拌槽を支持台に着脱自在に固定したものである、請求項６の撹拌装置。
【請求項１０】
上記遊星歯車伝動機構の支持装置が、遊星歯車伝動機構を案内支柱に昇降自在に支持させ、送りねじ機構によって昇降駆動するようにしたものである、請求項５の撹拌装置。
【請求項１１】
支持部材に駆動ギヤを回転自在に支承させ、一対の撹拌軸及び中間軸を回転自在に支承させ、
上記駆動ギヤで一対の撹拌軸及び上記中間軸のピニオンを駆動し、
支持台に歯車付きの回転テーブルを設け、当該回転テーブルに撹拌槽を着脱自在に装着し、
回転テーブルの歯車を上記中間軸下端のピニオンで駆動する、請求項５の撹拌装置。
【請求項１２】
上記中間軸に無段変速装置を介在させた請求項１１の撹拌装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、比較的粘性度の高い流体を撹拌する撹拌装置に関するものであり、縦置きの円筒上の撹拌槽内の粘性流体を二つの撹拌翼で撹拌する撹拌装置について、撹拌槽の流体をむらなく均等に、能率的に撹拌・混合することができるものであり、比較的ゆっくりと撹拌翼を回転させながら、複数の高粘性流体を短時間で高精度かつ均等に混合することができるものである。
【０００２】
【従来の技術】
高粘性流体に限らず様々な流体を縦置きの円筒状撹拌槽に入れて、これを縦型の撹拌翼で撹拌する撹拌装置には様々な機構のものがある。その一つは一軸撹拌翼によるものであり、その一例が特開平８−７１３９８号公報に記載されている。このような撹拌装置における撹拌翼の形状構造は、螺旋状の細板によるもの、平板状の縦板によるものなど様々であるが、上記公報に記載されているものは、縦方向撹拌機能と横方向撹拌機能とを共に有する板状撹拌翼を、回転方向に位相を順次ずらして多段に設けたものであり、これによって、上下方向の撹拌能率を高めて、高粘性流体の撹拌性能を向上させたものである。
また、二軸撹拌翼を備えたものとして、例えば、特開２００２−１１３３４４号公報に記載されているものがあり、このものは、大小２つの螺旋状撹拌翼を自転させながら公転させることによって、撹拌効率を高めたものである。
【０００３】
一軸撹拌翼によるもの、二軸撹拌翼によるもののいずれについても、個々の撹拌翼が個々に独立して撹拌槽内で自転し、あるいは自転・公転してこれを回転方向、あるいは回転方向及び縦方向に撹拌するものである。
撹拌装置における撹拌翼は、その表面が撹拌槽内の流体に対して回転するものであって、翼表面に接している流体に剪断力が作用するけれども、比較的粘性度が高い流体（以下これを「高粘性流体」という）の場合は、その粘着性のために撹拌翼表面から剥離せず、そのため引きずられ、この引きずり力が広範囲に及んで、周りの流体が連れ回される（共回りする）ことになる。また、撹拌翼表面に付着したままの層もある。このため、全体として撹拌・混合能率が極めて悪く、また、ほとんど撹拌・混合されない部分が残存し、その結果、撹拌・混合精度が悪く、仮に撹拌時間を長くしても均一に撹拌・混合することができない場合もある。
【０００４】
【解決しようとする課題】
そこで、この発明は、二軸撹拌翼による高粘性流体の撹拌装置について、撹拌される流体の連れ回りを確実に防止し、かつ、撹拌翼表面に付着して撹拌されない部分が発生することを確実に防止できるように、一対の撹拌翼の形状を工夫することを、その課題１とするものである。
【０００５】
さらに、一対の撹拌翼で撹拌槽内の流体に、旋回方向及び縦方向の一定の経路に沿った流れを強制して、撹拌槽内の流体に均等な撹拌作用が与えられる様に、一対の撹拌翼の形状を工夫することを、その課題２とするものである。
【０００６】
さらに、一対の撹拌翼が、撹拌槽内の流体に均等に撹拌作用を及ぼす様に、その駆動機構を工夫することを、その課題３とするものである。
【０００７】
【課題を解決しようとする手段】
【解決手段１】（請求項１に対応）
上記課題１を解決するために講じた手段（解決手段１）は、一対の縦軸撹拌翼を縦置き撹拌槽内で自転させて、上記撹拌槽内の高粘性流体を撹拌・混合する撹拌装置を前提として、次の（イ）乃至（ニ）によって構成されるものである。
（イ）撹拌翼の水平断面が縦軸を中心としたほぼ楕円形状であること、
（ロ）上記楕円形状の長径長さの１／２と短径長さの１／２の和が軸間距離に等しいこと、
（ハ）一方の撹拌翼と他方の撹拌翼の回転位相が９０度ずれていて、等角速度で同方向に回転すること、
（ニ）撹拌翼の側曲面形状が、全回転位置において一方の撹拌翼の先端部が他方の撹拌翼の側面部分にほぼ接する形状であること。
なお、上記の「ほぼ楕円形状」は、いわゆる楕円形状ではなく、長径と短径とを有する楕円に似た形状を意味する。
また、上記の「高粘性流体」は、撹拌翼に粘着して、撹拌翼の表面に粘着した流体層が形成される程度の粘性度を有する流体を意味する。
【０００８】
【作用】
一対の撹拌翼が、その一方の先端部分が他方の側面にほぼ接した状態で同方向に回転するので、一方の撹拌翼の自転に連れて回る流れ（共回り）が、他方の撹拌翼によって遮断されるので、他方の撹拌翼の回転力の影響領域へ移り、その後、再び一方の撹拌翼の回転力の影響領域へ移動する。したがって、一つの撹拌翼の自転に引きずられて当該撹拌翼を中心とする旋回流が生じることはない。被撹拌流体は上記のような移動（流れ）を繰り返しながら撹拌槽の中で撹拌されることになる。
【０００９】
また、一方の撹拌翼の側面に対して他方の撹拌翼の先端部分がほぼ接した状態で、互いに反対方向に回転するので、一方の撹拌翼の側面に付着した層が他方の撹拌翼によって掻き落とされて、上記他方の撹拌翼による撹拌領域へ押しやられる。そして、上記一方の撹拌翼の両側面のそれぞれに対する掻き落としは、１回転毎に１回の割合で繰り返される。したがって、撹拌翼の側面に一旦付着した流体もその直後に確実に撹拌されることになる。
さらに、撹拌翼の断面形状の長径長さの１／２と短径長の１／２の和が軸間距離にほぼ等しいので、撹拌槽の中心部分も撹拌翼の自転による撹拌領域内にあることになる。
【００１０】
【実施態様１】（請求項２に対応）
実施態様１は、解決手段１の撹拌装置について、撹拌軸を自転とともに公転させることである。
【００１１】
【作用】
一対の撹拌翼が撹拌槽内で自転しながら公転するので、撹拌槽内の流体全体に撹拌作用が均等に及び、また、個々の撹拌翼が定位置で自転する場合に比して、粘性流体が連れ回る傾向が小さいので、撹拌速度が一層向上する。
【００１２】
【実施態様２】（請求項３に対応）
実施態様２は、上記実施態様１の撹拌翼について、その楕円形状の長径長さが軸間距離の１／２よりも長く、軸間を結ぶ線上において縦撹拌槽に内接する長さにほぼ等しいことである。
【００１３】
【作用】
撹拌翼は公転しながら、その自転によって撹拌槽の内面に繰り返し接するので、撹拌槽の内面についても、付着した流体が撹拌翼の先端で掻き落とされて、撹拌翼による撹拌領域へ戻されるので、一旦撹拌槽の内面に付着した流体も確実に撹拌されることになる。
したがって、撹拌槽の全ての部分が撹拌翼の自転・公転による撹拌領域になって均等に撹拌される。
【００１４】
【実施態様３】（請求項４に対応）
実施態様３は、上記解決手段１における撹拌翼の側面を縦方向に直線的な面にしたことである。
【００１５】
【作用】
撹拌翼の側面が縦方向に直線的な面であるから、粘性流体が撹拌翼の自転によって回転方向前方に押され、翼面にそって半径方向外方に押し出されながら撹拌される。このとき、一方の撹拌翼の先端部が他方の撹拌翼の側面に対して縦方向の直線に沿ってほぼ線接触した状態で、回転方向に摺動することになり、上記他方の撹拌翼の側面に付着している粘性流体を回転方向前方に向けて掻き出すことになる。
撹拌翼の側面が縦方向に直線的な面であるから、その形状は比較的単純であり、したがって、製作は比較的容易である。
【００１６】
【解決手段２】（請求項５に対応）
上記課題２を解決するために講じた手段（解決手段２）は、上記解決手段１における撹拌翼の側面が螺旋形状の面であることである。
【００１７】
【作用】
撹拌翼の側面が螺旋形状の面であるから、撹拌翼がスクリューとして機能し、粘性流体が撹拌翼の自転によって掻き回されるだけではなく、翼面にそって半径方向外方、及び斜め下方（回転方向によっては斜め上方）に押し出されながら撹拌される。このように、粘性流体が掻き回されながら積極的に上下方向に撹拌されるので、撹拌槽内に複雑な流れを生じ、これによって撹拌が促進される。
一方の撹拌翼の先端部は螺旋形状であって、他方の撹拌翼の螺旋状側面に対して縦方向の螺旋に沿ってほぼ線接触した状態で、螺旋方向に摺動することになり、上記他方の撹拌翼の側面に付着している粘性流体を回転方向前方かつ斜め下方に向けて掻き出すことになる。
【００１８】
なお、上記螺旋形状の螺旋ピッチは任意であるが、螺旋ピッチが小さいほど流体を下方に押し出す作用が増大し、他方抵抗も増大する。他方、螺旋ピッチが小さいほど下方への押し出し速度が低下する。このピッチと撹拌翼の撹拌性能との関係は、撹拌翼の回転速度、撹拌される流体の粘性度などの物性にもよるので、最適ピッチは一概には決められない。したがって、必要な撹拌度合い、撹拌時間等に応じて、個々に最適の螺旋ピッチを選択する他はない。
【００１９】
【解決手段３】（請求項６に対応）
上記課題３を解決するために講じた手段（解決手段３）は、上記解決手段１の実施態様１について、その一対の撹拌翼を自転及び公転させる駆動機構を、次の（イ）（ロ）及び（ハ）によって構成したことである。
（イ）一対の同一遊星ギヤを備えた遊星歯車伝動機構のキャリヤに両撹拌翼軸を回転自在に支持させたこと、
（ロ）両撹拌翼軸を、上記遊星ギヤでそれぞれ駆動すること、
（ハ）上記キャリヤを回転自在に支持部材に支持させ、当該キャリヤの回転中心を、位置決めされて固定された撹拌槽の中心に一致させたこと。
【００２０】
【作用】
遊星歯車伝動機構のキャリヤの回転中心が撹拌槽の中心に一致しているので、二つの撹拌翼が対となって同方向に等速度で自転しながら、撹拌槽に対する同心円に沿って公転する。したがって、一対の撹拌翼による撹拌作用が撹拌槽内の流体に均等に及び、撹拌槽内の流体が均等に撹拌される。
【００２１】
【実施態様１】（請求項７に対応）
実施態様１は、上記解決手段３の遊星歯車伝動機構について、キャリヤをフリーにし、リングギヤまたは太陽ギヤを駆動ギヤとしたことである。
【００２２】
【実施態様２】（請求項８に対応）
実施態様２は、上記解決手段３の遊星歯車伝動機構について、キャリヤを駆動部材とし、リングギヤまたは太陽ギヤを固定ギヤとしたことである。
【００２３】
【実施態様３】（請求項９に対応）
実施態様３は、上記解決手段３における撹拌翼に対する撹拌槽の位置決め機構について、支持台上面に非円形凹部を設け、当該非円形凹部に同形状の撹拌槽の下端を嵌合させ、撹拌槽を上記支持台に着脱自在に固定したことである。
【００２４】
【作用】
遊星歯車伝動装置の回転中心と支持台上面の非円形凹部の中心とを一致させた状態で遊星歯車伝動装置の支持装置と上記支持台とを固定することで、支持台上面の非円形凹部の中心と遊星歯車伝動装置の回転中心とが一致しているので、支持台上面の非円形凹部に同形状の撹拌槽の下端を嵌合させることによって、遊星歯車伝動装置の回転中心と撹拌槽の中心とは常に一致する。
したがって、メンテナンス時の撹拌槽の組み付けを簡単、容易にすることができる。
【００２５】
【実施態様４】（請求項１０に対応）
実施態様４は、上記実施態様３における遊星歯車伝動機構の支持装置について、遊星歯車伝動機構を案内支柱によって昇降自在に支持させ、送りねじ機構によって昇降駆動するようにしたことである。
【００２６】
【作用】
上記送りねじ機構で上記支持体を上昇させることによって、遊星歯車伝動機構とともに撹拌翼を引き上げて撹拌槽から上方に取り出すことができ、また下降させることによって、遊星歯車伝動機構とともに撹拌翼を押し下げて撹拌槽に上方から挿入することができる。この撹拌翼の撹拌槽に対する脱着操作の間も、撹拌翼と撹拌槽との位置関係は案内支柱によって維持されるから、再装着時に撹拌翼と撹拌槽の位置調整を行う必要はない。
【００２７】
【解決手段４】（請求項１１に対応）
上記課題３を解決するために講じた他の手段（解決手段４）は、上記解決手段２による撹拌装置の駆動機構を、次の（イ）乃至（ニ）によって構成したことである。
（イ）支持部材に駆動ギヤを回転自在に支承させ、一対の撹拌軸及び中間軸を回転自在に支承させたこと、
（ロ）上記駆動ギヤで一対の撹拌軸及び上記中間軸のピニオンを駆動すること、（ハ）支持台に歯車付きの回転テーブルを設け、当該回転テーブルに撹拌槽を着脱自在に装着すること、
（ニ）回転テーブルの歯車を上記中間軸下端のピニオンで駆動すること。
【００２８】
【作用】
一対の撹拌軸は上記駆動ギヤによって同方向に等速度で駆動される。他方、回転テーブルは、中間軸を介して上記駆動ギヤで駆動されるから、撹拌軸とは反対方向に駆動される。したがって、撹拌槽が撹拌翼とは反対方向に駆動される。
そして、撹拌槽の回転によってその中の粘性流体が撹拌翼とは反対方向に旋回するので、撹拌翼による撹拌効果が撹拌槽内の粘性流体に均等に及び、撹拌効果、撹拌速度が顕著に向上する。
【００２９】
【実施態様１】（請求項１２に対応）
実施態様１は、解決手段４の駆動機構について、上記中間軸に無段変速装置を介在させたことである。
【００３０】
【作用】
上記回転テーブルが中間軸の無段変速装置を介して上記駆動ギヤで駆動されるので、回転テーブルの回転速度が無段階で調整される。
解決手段４による撹拌装置の撹拌作用は、撹拌翼の自転速度と撹拌槽の回転速度とによって加減されるから、無段変速装置で回転テーブルの回転速度を加減することによって、被撹拌流体の種類、撹拌目的、撹拌経過時間などに応じて、適宜撹拌作用を調整することができる。
また、上記無段変速装置を逆転可能な変速装置にすれば、回転テーブルの回転方向を逆転させ、かつその回転速度を加減できるので、回転テーブルの回転制御によって、撹拌作用の強弱をさらに広範囲で調整することができる。
【００３１】
【実施の形態】
【実施例１】
遊星歯車伝動装置から軸間距離Ｌで２つの軸２，２が垂下されており、この一対の軸２，２に撹拌翼１がそれぞれ取り付けられている。この撹拌翼１，１は、その側面が縦方向に直線的な面であり、互いに直角の方向に向けられていて、軸２，２が等速度で同方向に回転する。
この例の撹拌翼１の長径１ａは７１ｍｍ、短径１ｂは３５ｍｍである。そして、撹拌翼の側面の曲面形状は適宜選択できるが、両撹拌翼１，１が回転するとき、全回転位置において一方の撹拌翼の長径端部が他方の撹拌翼の側面にほぼ接する関係にあるものである。
【００３２】
すなわち、撹拌翼１の形状と、２つの撹拌翼１，１の平面形状の一例を図１４（ａ）に示すとおりであり、このものにおける２つの撹拌翼が互いに直角の関係にあるときに、２つの撹拌翼の回転軸間距離をＬとし、撹拌翼側曲面の曲率半径をＲとし、撹拌翼の長径端部円弧半径をαとしたとき、Ｌ＝Ｒ＋α、Ｒ＝Ｌ−α、α＝Ｌ−Ｒであり、撹拌翼側曲面の曲率半径Ｒの中心と撹拌翼回転軸中心の距離をＣとしたとき、Ｃ＝√２（Ｌ／２−α）で算出することができる。また、この時の撹拌槽の内径をＤとすると、Ｄ＝２（Ｃ＋α）＋Ｌとなり、その中心は２つの回転軸間の中点となる。
図１４（ｂ）は軸間距離Ｌを５０とし、長径端部円弧半径αを３としたときの例であり、Ｒ＝５０−３＝４７、Ｃ＝√２（５０／２−３）＝３１．１１３、Ｄ＝２（３１．１１３＋３）＋５０＝１１８．２２６となる。
図１４（ｃ）は軸間距離Ｌを５０とし、長径端部円弧半径αを０とした長径端部がエッジ状の場合の平面形状を示すものであり、この場合のＲ＝５０−０＝５０、Ｃ＝√２（５０／２−０）＝３５．３５５、Ｄ＝２（３５．３５５＋０）＋５０＝１２０．７１となる。
【００３３】
上記一対の撹拌翼１，１で撹拌槽３の中の粘性流体を撹拌するのであるが、この例における撹拌槽２の内径Ａは１２４ｍｍであり、深さは５５ｍｍである。
一対の撹拌翼は、図３（ａ）（ｂ）（ｃ）の態様で同方向に相対回転する。このとき一方の撹拌翼１の先端部分が他方の撹拌翼１の側面に対して縦方向直線でほぼ接触し、接触した状態で上記側面を擦るように摺動する。したがって、一方の撹拌翼とともに図３の矢印方向に連れ回る粘性流体の流れは、他方の撹拌翼によって断たれ、また、その流れと逆の方向に押し返されることになる。また、他方の撹拌翼の側面部分に付着している粘性流体が一方の撹拌翼の先端部で掻き落とされる。そして、図３（ａ）（ｂ）（ｃ）の変化から解るように、二つの撹拌翼のうちの掻き落とす側と、掻き落とされる側とが回転によって順次交替し、また、一つの撹拌翼の掻き落とされる側面も撹拌翼の回転によって順次交替するので、二つの撹拌翼の両側面に付着する粘性流体は間欠的に掻き落とされることになる。
この例の撹拌翼１の長径端部が撹拌槽３の内面に間欠的に摺動し、かつ撹拌翼１，１は撹拌槽内で公転するので、撹拌槽の内面に付着した粘性流体も撹拌翼の先端によって間欠的に掻き落とされる。
【００３４】
平版印刷用インク（シアン）を１００ｃｃ（粘性度１００Ｐａ・ｓ）、平版印刷用インク（イエロー）を５０ｃｃ（粘性度８０Ｐａ・ｓ）だけ撹拌槽３に投入して、温度２５℃の下で、撹拌翼の自転速度７６回／分、公転速度２０回／分で撹拌するとき、従来の撹拌装置による場合（同条件）に比して、その撹拌時間がほぼ１／１０に短縮される。
また、従来技術では撹拌むらが避けられないが、この例では、撹拌むらが全く解消する。
【００３５】
次に、この実施例の遊星歯車伝動装置による撹拌翼駆動装置、及び撹拌装置の昇降機構などについて説明する。
撹拌翼駆動装置は、リングギヤ４が支持板１４に固定されていて、遊星ギヤのキャリヤが電動モータで駆動される形式の遊星歯車電動装置である。
支持板１４は２つの案内支柱２１，２１で昇降自在に案内されている。案内支柱２１，２１の間に縦のねじ軸２３があって、その下端が支持台２０にベアリングによって回転自在に支持され、上部が案内支柱２１，２１間の横板に軸受によって回転自在に支持されている。そしてねじ軸２３にねじスリーブ２２を螺合させてあり、このねじスリーブ２２が支持板１４に固定されている。
支持板１４の下面にリングギヤ４がネジ１４ａで固定されており、このリングギヤ４に円筒状のキャリア９の上端が、ベアリング１０を介して支持されている。
キャリア９は、ベアリング１０を介してリングギヤ４に回転自在に保持されており、このキャリア９に２つの縦軸２，２がベアリング８，８を介して回転自在に支持されている。
キャリア９の中心穴に駆動軸１５が挿入されて固着されており、その上端がカップリング１７を介して、電動モータ１８の軸に着脱自在に連結されている。
【００３６】
縦軸２，２の上端に遊星ギヤ５，５がそれぞれ固着されており、この遊星ギヤ５，５が上記リングギヤ４に噛み合っている。また、縦軸２，２はキャリア９の下端から下方に延びていて、その下端が上記撹拌翼１，１の中心穴に嵌め込まれている。この例では撹拌翼１の上端面に撹拌翼ホルダー７が固着されていて、この撹拌翼ホルダー７がピンによって縦軸２，２に着脱自在に固着されている。
上記のように、縦軸２，２はベアリング８，８を介してキャリア９に保持されており、キャリア９がベアリング１０を介してリングギヤ４に保持され、リングギヤ４がねじ１４ａによって支持板１４に固定されているので、ねじ軸２３をハンドル２４で回転させて支持板１４を昇降させると、これとともに駆動装置が昇降し、また、撹拌翼が昇降する。撹拌翼を上昇させることによって撹拌翼１が撹拌槽３から上方に脱出し、下降させることによって撹拌翼１が撹拌槽３内に挿入される。
【００３７】
撹拌槽３は円筒体であり、その下端にフランジ３ａがあって、このフランジ３ａに対抗する一対の平面部３ｂが設けられている。他方、支持台２０の上面に撹拌槽３のフランジ３ａが密に嵌まり込む形状の凹部があり、この凹部に上記フランジが嵌まり込んで、撹拌槽３が回転不能に支持台２０に保持されることになる。
【００３８】
電動モータの軸によってカップリング１７を介して駆動軸１５が駆動され、これによってキャリヤ９が駆動され、キャリヤ９の回転によって縦軸２，２が公転駆動される。縦軸２，２の上端に固着されている遊星ギヤが、リングギヤ４に噛み合っているので、縦軸２，２が自転しながら公転することになる。
そして、上記二つの遊星ギヤが同じものであり、同じリングギヤ４に噛み合っているので、両縦軸２，２の回転速度は等しく、同じ軌道上を公転する。
【００３９】
【実施例２】
次いで、解決手段２による撹拌装置の例について説明する。
この実施例２は撹拌翼の側面が螺旋形状の面である点を除き、上記実施例１と特に違いはない。このものの撹拌翼の上端面は下端面に対して９０度回転方向にずれた位置にあり、その間の側面及び端縁は螺旋形である。
このものの平面形状、側面形状は図９（ａ）（ｂ）に示すとおりであり、図９（ｂ）における断面Ａ−Ａ，Ｂ−Ｂ，Ｃ−Ｃ，Ｄ−Ｄ，Ｅ−Ｅは、図１０（Ａ）〜（Ｅ）にそれぞれ示すとおりであり、これらの断面形状は全て同じである。
この例の撹拌翼３１の端面の楕円形状（厳密な楕円をいうものではなく、ほぼ楕円に似た形状）の概略は、長径７１ｍｍ、短径３５ｍｍで、長径両端の半径４．７７ｍｍの仮想円ｘと中心の半径１７．５ｍｍの仮想円ｙに対する共通内接円弧ｚと、上記仮想円ｘの一部円弧とで描かれる形状である。また、この撹拌翼３１の高さは５０ｍｍである。このものの全体像は図１１に示すとおりである。
【００４０】
２つの撹拌翼３１，３１は２つのスクリュー（ねじ棒）が互いにかみ合う場合と同様の格好で互いに合わされて配置され、実施例１と同様に、同方向に等速度で回転する。このとき、流体は撹拌翼３１螺旋状の側面によって半径方向外方及び斜め下方（又は斜め上方）に押し出されながら撹拌される。そして、一方の撹拌翼に螺旋状の長径方向端部が他方の撹拌翼の螺旋状側面にほぼ当接した状態で互いに滑り合いながら、互いに反対方向に運動するので、上記他方の撹拌翼の螺旋側面に付着した粘性流体を上記一方の撹拌翼の長径方向端部で掻き落とす。
撹拌槽３内の粘性流体は撹拌翼３１によって、旋回方向の速度成分と縦方向の速度成分をもった方向に強く押し出されて、撹拌槽３と撹拌翼３１，３１との間に複雑な流れが生成されるので、撹拌効果が極めて高い。したがって、粘性度が大きく異なる物質を混合するときに発生する、いわゆるワイゼンベルグ効果（特異な流動現象：溶液中に棒を突っ込んで掻き回すと、ニュートン液体では液面がへこんでしまうが、非ニュートン液体では逆に盛り上がってきて棒に巻き付くようして上っていく現象）を抑制することができ、粘性度が大きく異なる物質を混合する場合でも極めて能率的に撹拌・混合がなされる。
【００４１】
図７、図８に示す撹拌装置の撹拌翼３１，３１は、図４乃至図６に示す遊星歯車伝動機構による駆動装置で駆動して、両撹拌翼を自転・公転させて、撹拌槽３内の粘性流体を撹拌できるのは勿論である。しかし、螺旋形状の二つの撹拌翼３１，３１は、その撹拌作用が強力であるので、自転のみで撹拌効果が十分発揮される。したがって、撹拌翼３１，３１の自転のみで粘性流体を短時間で十分に撹拌することができる。
撹拌翼３１，３１の自転のみによる撹拌駆動装置を図１２に示している。このものは、案内支柱４１，４１に昇降自在に支持されている支持板４２に駆動ギヤ４３が回転自在に支持されており、また撹拌翼３１，３１の縦軸が回転自在に支持されている。この縦軸にそれぞれピニオン４４が固着されていて、当該ピニオンが駆動ギヤ４３と噛み合っている。
駆動ギヤ４３の駆動軸４５を電動モータで駆動すると、ピニオン４４が同方向に等速度で駆動されるので、撹拌翼３１，３１が同方向に等速度で駆動される。
【００４２】
図１３を参照して他の駆動装置の例を説明する。この駆動装置は図１２の例が撹拌翼３１，３１を駆動するのに対して、撹拌翼と共に撹拌槽３をも同時に駆動するものである。ピニオン４４とは反対側に中間軸５１を支持板４２に回転自在に支持させてあって、この中間軸の上端に固着したピニオン５２を駆動ギヤ４３に噛み合わせている。他方、支持台６０に回転テーブル６１を回転自在に支持させてあり、この回転テーブル６１に撹拌槽３を実施例１と同様に着脱自在に嵌着させている。そして回転テーブル６１の外周面にギヤ６１ａを設けてあり、当該ギヤ６１ａに中間軸５１の下端に固着したピニオン５３が噛み合っている。
したがって、駆動ギヤ４３によって中間軸５１、ピニオン５２，５３を介して、回転テーブル６１が、撹拌翼３と反対方向に駆動され、したがって、撹拌翼３と反対方向に撹拌槽３が駆動される。
【００４３】
撹拌槽３の回転によって高粘性流体が矢印方向に共回りし、これとは反対方向に撹拌翼３１が自転するので、撹拌効果が一層向上する。撹拌翼の回転速度と撹拌槽３の回転速度とを調整することによって撹拌効果が変化するから、中間軸５１に、摩擦ローラ、Ｖベルトなどによる簡単な無段変速装置を介在させ、これによって撹拌槽３の回転速度を加減することによって、撹拌効果を撹拌槽３内の流体の性質、撹拌目的に応じて、微細に調整することができる。
【００４４】
【発明の効果】
この発明の効果を整理すれば次のとおりである。
１．第１番目の発明の効果
解決手段１による発明（請求項１に係る発明）は、一対の撹拌翼が同方向に回転し、一方の撹拌翼の長径端部が他方の撹拌翼の側面にほぼ当接した状態でこすり合いながら回転することによって、個々の撹拌翼の回転に連れて共回りする流体の流れを他方の撹拌翼によって遮断して、共回りを阻止し、当該共回り方向とは反対の方向に押し返すものである。このようにして押し返された流体は上記他方の撹拌翼の撹拌領域へ移動して、これによって撹拌される。また、上記他方の撹拌翼の側面に付着した流体の層を上記一方の撹拌翼の長径端部で掻き落とされて、一方の撹拌翼の撹拌領域へ誘導され、これによって撹拌される。
したがって、撹拌槽内の流体はまんべんなく均等に撹拌される。
【００４５】
２．第２番目の発明の効果
解決手段２による発明（請求項５に係る発明）は、撹拌翼の側面が螺旋面であって、一対の撹拌翼が同方向に回転し、一方の撹拌翼の長径端部が他方の撹拌翼の側面にほぼ当接した状態でこすり合いながら回転することによって、個々の撹拌翼の回転に連れて共回りする流体の流れを他方の撹拌翼によって遮断して、共回りを阻止し、当該共回り方向とは反対の方向に押し返すものである。
水平断面形状がほぼ楕円形状であって、その側面が螺線形であるから、その自転によって、流体の下方（回転方向によっては上方）に強く押し出されるので、粘性流体に上下方向の強い流れを生じる。
自転に伴う撹拌と、上下方向の流れによる撹拌とによって、粘性流体が方向を変えながら複雑な経路で流れるので、撹拌が一層促進される。
【００４６】
３．第３番目の発明の効果
解決手段３による発明（請求項６に係る発明）は、一対の撹拌撹拌翼を遊星歯車伝導装置によって駆動して、これを自転・公転させるものであるから、簡単な駆動機構によって一対の撹拌翼を等速度で回転させ、かつ同軌道上で公転させることができる。したがって、駆動機構の製造コストを低減でき、また、駆動装置の小型軽量化が図られる。
【００４７】
４．第４番目の発明の効果
解決手段４による発明（請求項１１に係る発明）は、撹拌翼を自転させるとともに撹拌槽を回転させるものであるから、撹拌翼の自転だけで撹拌効果を生じさせるものに比して、著しく撹拌効果が高く、撹拌槽の回転駆動機構を極めて単純であるから、自転・公転させる形式のものにして撹拌性能は格別違わないが、駆動装置を著しく単純にすることができる。
また、撹拌翼の回転速度を一定にしたままで、撹拌槽の回転速度を調整することによって撹拌性能を適宜調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】は実施例１の要部の平面図。
【図２】は実施例１の要部の斜視図。
【図３】は実施例１の動作状態を示す平面図。
【図４】は実施例１の撹拌翼駆動装置の要部平面図。
【図５】は実施例１の縦断面図。
【図６】は実施例１の撹拌翼駆動装置の要部の縦断面図。
【図７】は実施例２の要部の平面図。
【図８】は実施例２の要部の斜視図。
【図９】（ａ）は実施例２の撹拌翼の平面図、（ｂ）は同撹拌翼の側面図。
【図１０】（Ａ）〜（Ｅ）は、第９図（ｂ）における断面Ａ−Ａ〜Ｅ−Ｅの断面図。
【図１１】は実施例２の撹拌翼の全体外観図。
【図１２】は撹拌駆動装置の一例を示す実施例２の斜視図。
【図１３】は撹拌装置の他の例を示す実施例２の斜視図。
【図１４】（ａ）（ｂ）は、実施例における撹拌翼の平面形状の一例を説明するための平面図であり、（ｂ）は平面形状の他の例を説明するための平面図であり、（ｃ）はさらに他の例を説明するための平面図である。
【符号の説明】
１：撹拌翼
２：縦軸
３：撹拌槽
４：リングギヤ
５：遊星ギヤ
７：撹拌翼ホルダー
８：ベアリング
９：キャリヤ
１０：ベアリング
１４：支持板
１５：駆動軸
１７：カップリング
２０：支持台
２１：案内支柱
２３：ねじ軸
３１：撹拌翼
４１：案内支柱
４２：支持板
４３：駆動ギヤ
４４：ピニオン
４５：駆動軸
５１：中間軸
５２，５３：ピニオン
６０：支持台
６１：回転テーブル
６１ａ：ギヤ
【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】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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