(57)【要約】【課題】重合反応や晶析反応を伴なう撹拌を行なう撹拌装置おいて、製品品質を均一にできると共に撹拌効果が良く、撹拌翼への撹拌液の付着も少ないような撹拌装置の撹拌翼を提供する。【解決手段】撹拌槽４の底面部４ａに少許の隙間を有して垂設されたボットム羽根部２ａと、該ボットム羽根部２ａの端部に立設された立ち上り羽根部２ｂと、該立ち上り羽根部２ｂの上に連設された吸い込み羽根部２ｃとからなる撹拌翼２において、前記ボットム羽根部２ａは横長の板状でその高さは撹拌槽４の内径の２５％以下に形成し、又、前記立ち上り羽根部２ｂは縦長の板状でその根部から上部にかけて羽根幅を同一に形成し、更に又前記吸い込み羽根部２ｃも縦長の板状で、その内側２ｃａを当該撹拌翼２の回転軸３から所定の間隔２ｅを存して直線状に形成すると共に該吸い込み羽根部２ｃの外側に三角形状に突出した吸い込み部２ｃｂを有する構造とした。【選択図】        図１
2004321967.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状の撹拌槽の内部に撹拌翼を回動自在に垂設してなる撹拌装置の撹拌翼において、前記撹拌翼は、撹拌槽の底面部に少許の隙間を有して垂直に配置されたボットム羽根部と、該ボットム羽根部の端部に立設された立ち上り羽根部と、該立ち上り羽根部の上に連設された吸い込み羽根部とからなり、前記ボットム羽根部は横長の板状に形成されており、又、前記立ち上り羽根部は縦長の板状で下部から上部にかけて羽根幅を同一、又は一様に減少する形状に形成されており、更に又、前記吸い込み羽根部は縦長の板状で、内側を当該撹拌翼の軸中心から所定の間隔を存して直線状に形成すると共に外側を上方に向って直線的に羽根幅が変化する先細の形状に形成したことを特徴とする撹拌翼。
【請求項２】
前記吸い込み羽根部は、外側を三角形状の山形に外方に突出させ、該山形の上方部において直線的に羽根幅が変化する先細の形状に形成したことを特徴とする請求項１に記載の撹拌翼。
【請求項３】
前記ボットム羽根部はその高さが前記撹拌槽の内径の２５％以下に形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の撹拌翼。
【請求項４】
前記ボットム羽根部と前記立ち上り羽根部と前記吸い込み羽根部は少なくとも１対形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１に記載の撹拌翼。
【請求項５】
前記ボットム羽根部と前記立ち上り羽根部の外側部分を共に当該撹拌翼の回転方向とは逆の方向へ折り曲げて、後退翼部を有する撹拌翼に形成したことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１に記載の撹拌翼。
【請求項６】
円筒状体の下端部に前記ボットム羽根部を形成すると共に該円筒状体の側面部に前記立ち上り羽根部と前記吸い込み羽根部とを形成して、中心部に円筒状の空洞部を有する撹拌翼としたことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１に記載の撹拌翼。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、重合反応や晶析反応を行なう撹拌装置において、撹拌中に撹拌槽内の液深やレイノルズ数が変化する液体の撹拌に最適な撹拌装置の撹拌翼に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の撹拌装置に用いられている撹拌翼の例を図５乃至図７に示す。
【０００３】
即ち、これら撹拌装置は、堅型円筒形の撹拌槽ｄの中心部に撹拌翼を垂設し、回転軸ｅを介して撹拌翼を回動させて、撹拌槽ｄ内の液体等の撹拌を行なう。
【０００４】
従来の撹拌翼として、図５乃至図７に示すようなａのアンカー型翼、ｂのヘリカルリボン型翼、及びｃの広幅翼等がある（例えば、非特許文献１参照。）。
【０００５】
【非特許文献１】
佐竹化学機械工業株式会社編「撹拌技術」、佐竹化学機械工業株式会社発行、１９９２年１２月１８日、Ｐ１３
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記従来の撹拌翼を重合反応や晶析反応を行なう撹拌装置として用いたとき、
１．撹拌効果が良くない（槽内の混合、分散及び伝熱作用が悪く動力損失が多い）
２．製品品質が均一でない
３．撹拌液の翼面への付着が多い
４．コストのより安いものが欲しい
等の問題点があった。
【０００７】
本発明はこれらの問題点を解消し、動力損失が少なく、製品品質が均一であり、しかも翼面への付着も少なくなる様な撹拌翼を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記の目的を達成すべく、円筒状の撹拌槽の内部に撹拌翼を回動自在に垂設してなる撹拌装置の撹拌翼において、前記撹拌翼は、撹拌槽の底面部に少許の隙間を有して垂直に配置されたボットム羽根部と、該ボットム羽根部の端部に立設された立ち上り羽根部と、該立ち上り羽根部の上に連設された吸い込み羽根部とからなり、前記ボットム羽根部は横長の板状に形成されており、又、前記立ち上り羽根部は縦長の板状で下部から上部にかけて羽根幅を同一、又は一様に減少する形状に形成されており、更に又、前記吸い込み羽根部は縦長の板状で、内側を当該撹拌翼の軸中心から所定の間隔を存して直線状に形成すると共に外側を上方に向って直線的に羽根幅が変化する先細の形状に形成した。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の撹拌翼を備えた撹拌装置の第１の実施の形態を図１により説明する。
【００１０】
図１は第１の実施の形態の撹拌装置１の縦断面図を示し、２は撹拌翼、３は該撹拌翼２を固定した回転軸、又、４は撹拌槽で、堅型円筒状を有する。
【００１１】
撹拌翼２は、撹拌槽４の上方にある駆動装置（図示せず）から撹拌槽４の中心部に向かって、前記回転軸３を介して垂設される。
【００１２】
前記撹拌翼２は、撹拌槽４の円弧状の底面部４ａと少許の隙間を有して垂直に配置された左右一対のボットム羽根部２ａ、２ａと、各ボットム羽根部２ａ、２ａの各一端部に立設された一対の立ち上り羽根部２ｂ、２ｂと、各立ち上り羽根部２ｂ、２ｂの上に連設された一対の吸い込み羽根部２ｃ、２ｃとからなる。
【００１３】
尚、２ｄは回転軸３と吸い込み羽根部２ｃとを結ぶステータである。
【００１４】
前記ボットム羽根部２ａは横長の板状で、回転軸３の中心から放射状に配置されており、その高さは撹拌槽４の内径の２５％以下に形成されている。
【００１５】
又、前記ボットム羽根部２ａの底辺部は、前記撹拌槽４の底面部４ａの円弧に合わせて円弧状に形成されており、又該ボットム羽根部２ａの上辺部は、水平な直線状に形成されている。
【００１６】
次に前記吸い込み羽根部２ｃ、２ｃは、撹拌翼２の上方に縦長の板状に形成され、前記ボットム羽根部２ａと同様の放射状に配置されている。
【００１７】
該吸い込み羽根部２ｃは、その内側の側縁部２ｃａと回転軸３との間を所定の間隔２ｅだけ離して、該回転軸３に平行な直線状に形成すると共に、該吸い込み羽根部２ｃの外側を外方に三角形状の山形に突出させて、吸い込み部２ｃｂを形成している。
【００１８】
次に前記立ち上り羽根部２ｂは、前記ボットム羽根部２ａの一端部と前記吸い込み羽根部２ｃとを接続する縦長の板状体で、下部から上部にかけて同一の羽根幅に形成されている。
【００１９】
又、前記ボットム羽根部２ａの一端部よりも前記吸い込み羽根部２ｃの方を撹拌翼２の軸中心寄りに配置して、該立ち上り羽根部２ｂが、下部から上部にかけて、軸中心へ向かって傾斜する配置としている。
【００２０】
次に本実施の形態の撹拌翼の作用及びその効果について説明する。
【００２１】
撹拌槽４内に材料を入れ、該撹拌槽４内で撹拌翼２を一方向回転又は往復反転させて、材料の撹拌を行なう。
【００２２】
このとき、撹拌翼２の上部の吸い込み羽根部２ｃは、周囲から流入した液体を吸い込んで下方のボットム羽根部２ａの方に送るように作用する。
【００２３】
該吸い込み羽根部２ｃは、突出した吸い込み部２ｃｂ、及び内側の側縁部２ｃａと回転軸３との間に所定の間隔２ｅを設けたことにより、前記下向流が生じ易いようになった。
【００２４】
又、この間隔２ｅや、前記吸い込み羽根部２ｃの羽根幅及び吸い込み部２ｃｂの山の高さの最適値は、撹拌する液体の種類や粘度によって異なってくる。
【００２５】
こうして吸い込み羽根部で生じた前記下向流は、ボットム羽根部２ａによって撹拌翼２の外方へ吐出され、撹拌槽４の内壁に沿って上昇する上昇流となる。
【００２６】
このように撹拌槽４内に下向流と上昇流とからなる対流が形成されて、製品品質が均一となるような混合が行なわれる。
【００２７】
又、前記ボットム羽根部２ａの翼高を撹拌槽の内径の２５％以下として従来よりも低い翼高としたこと、前記立ち上り羽根部２ｂを下部から上部にかけて軸中心へ向かって傾斜させた形状として上部の周速度を低下させたこと、前記吸い込み羽根部２ｃも、従来の広幅翼に比較して幅の狭い羽根としたこと等により、撹拌翼２が受ける撹拌抵抗が従来の撹拌翼よりも格段に減少した。これが撹拌翼の駆動動力の減少につながった。
【００２８】
又、撹拌槽２を構成する各羽根部の幅を小さくして、従来よりも小さな羽根面積としたので、撹拌液の撹拌翼２への付着も大幅に減少させることができた。
【００２９】
尚、本実施の形態では、撹拌翼２はボットム羽根部２ａ、立ち上り羽根部２ｂ及び吸い込み羽根部２ｃの各一対よりなるとしたが、これらは二対以上あってもよい。
【００３０】
本発明の第２の実施の形態を図２及び図３により説明する。
【００３１】
図２は本実施の形態の撹拌装置１１の縦断面図を示し、図３は図２におけるＡ矢視図である。
【００３２】
本実施の形態において、撹拌翼１２は、ボットム羽根部１２ａと立ち上り羽根部１２ｂとを、該撹拌翼１２の回転方向（矢印Ｂ）とは逆の方向へ折り曲げて、後退翼部１２ｆを形成した点、及び、前記立ち上り羽根部１２ｂを下部から上部にかけて羽根幅が一様に減少するように形成した点が、前記第１の実施の形態における撹拌翼２とは異なる。
【００３３】
このように後退翼部１２ｆを設けることによって、撹拌時に液体に与える剪断力を緩和する効果が得られる。
【００３４】
本発明の第３の実施の形態を図４により説明する。
【００３５】
図４は本実施の形態の撹拌装置２１の縦断面図を示し、撹拌翼２２は、円筒状体５の周囲に形成されている。
【００３６】
即ち、大径の円筒状体５の下端部に、該円筒状体５の直径よりも横長な一枚のボットム羽根部２２ａを垂設し、該ボットム羽根部２２ａの両端部に立設する立ち上り羽根部２２ｂ、２２ｂ及びこれら立ち上り羽根部２２ｂ、２２ｂに連設される吸い込み羽根部２２ｃ、２２ｃをそれぞれ前記円筒状体５の側面部から突設させた。
【００３７】
尚、これらボットム羽根部２２ａ、立ち上り羽根部２２ｂ及び吸い込み羽根部２２ｃは、連続した一枚の板状体になっている。
【００３８】
又、前記円筒状体５の下端部は開口部を有しており、該円筒状体５の上端部は蓋体５ａを有して密閉され、該蓋体５ａを介して上方部から垂設された回転軸３に接続している。
【００３９】
このように、中心部に上方部を密閉した円筒状体を配置したので、撹拌時に撹拌翼の中心部に生ずるワイゼンベルグ効果（撹拌液が軸中心部に盛り上がる現象）を防止することができる効果を得た。
【００４０】
【発明の効果】
このように本発明によれば、製品品質が均一となる撹拌が行なえると共に撹拌液の撹拌翼への付着も少なくなり、駆動動力も減少して省エネルギーであるような撹拌翼を提供できる効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の撹拌装置の縦断面図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態の撹拌装置の縦断面図である。
【図３】前記第２の実施の形態の撹拌装置の図２におけるＡ矢視図である。
【図４】本発明の第３の実施の形態の撹拌装置の縦断面図である。
【図５】
【図６】
【図７】従来の撹拌装置の各例の縦断面図である。
【符号の説明】
１、１１、２１        撹拌装置
２、１２、２２        撹拌翼
２ａ、１２ａ、２２ａ  ボットム羽根部
２ｂ、１２ｂ、２２ｂ  立ち上り羽根部
２ｃ、１２ｃ、２２ｃ  吸い込み羽根部
４                    撹拌槽
５                    円筒状体
１２ｆ                後退翼部
【図１】
2004321967.tif 000003
【図２】
2004321967.tif 000004
【図３】
2004321967.tif 000005
【図４】
2004321967.tif 000006
【図５】
2004321967.tif 000007
【図６】
2004321967.tif 000008
【図７】
2004321967.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成15年5月1日(2003.5.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図面の簡単な説明
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の撹拌装置の縦断面図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態の撹拌装置の縦断面図である。
【図３】前記第２の実施の形態の撹拌装置の図２におけるＡ矢視図である。
【図４】本発明の第３の実施の形態の撹拌装置の縦断面図である。
【図５】従来の撹拌装置の第１の例の縦断面図である。
【図６】従来の撹拌装置の第２の例の縦断面図である。
【図７】従来の撹拌装置の第３の例の縦断面図である。
【符号の説明】
１、１１、２１        撹拌装置
２、１２、２２        撹拌翼
２ａ、１２ａ、２２ａ  ボットム羽根部
２ｂ、１２ｂ、２２ｂ  立ち上り羽根部
２ｃ、１２ｃ、２２ｃ  吸い込み羽根部
４                    撹拌槽
５                    円筒状体
１２ｆ                後退翼部




【手続補正書】
【提出日】平成16年3月1日(2004.3.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図面の簡単な説明
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の撹拌装置の縦断面図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態の撹拌装置の縦断面図である。
【図３】前記第２の実施の形態の撹拌装置の図２におけるＡ矢視図である。
【図４】本発明の第３の実施の形態の撹拌装置の縦断面図である。
【図５】従来の撹拌装置に用いられる撹拌翼でアンカー型翼の縦断面図である。
【図６】従来の撹拌装置に用いられる撹拌翼でヘリカルリボン型翼の縦断面図である。
【図７】従来の撹拌装置に用いられる撹拌翼で広幅翼の縦断面図である。
【符号の説明】
１、１１、２１        撹拌装置
２、１２、２２        撹拌翼
２ａ、１２ａ、２２ａ  ボットム羽根部
２ｂ、１２ｂ、２２ｂ  立ち上り羽根部
２ｃ、１２ｃ、２２ｃ  吸い込み羽根部
４                    撹拌槽
５                    円筒状体
１２ｆ                後退翼部