(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
注入口（４）と排出口（５）とを備えているハウジング（１）と、同時に回転する２つの攪拌装置（２）、（３）と、攪拌装置（２）、（３）を作動させる駆動手段とで、少なくとも構成されるミキサーであって、
一方の攪拌装置（２）が、ハウジング（１）の中央に配置されており、且つ、
i.少なくとも１つの第１ドライブシャフト（６）と、
ii.上記少なくとも１つの第１ドライブシャフト（６）に取り付けられている少なくとも１つの横梁（７）と、
iii.各横梁用の、少なくとも１つの攪拌アーム（８、９）であって、少なくとも１つの攪拌アーム（８、９）が、横梁（７）の端部に取り付けられており、該少なくとも１つの攪拌アーム（８、９）が、取り付けられている横梁（７）の長さの半径の円筒形状の側面に沿う、らせん形状を有しているものと、
を含んでおり、
他方の攪拌装置（３）が、ハウジング（１）内の偏心した位置に設けられており、且つ、
a.少なくとも１つの第２ドライブシャフト（１１）と、
b. １又は複数の攪拌ブレード（１２）であって、上記少なくとも１つの第２ドライブシャフト（１１）の各々に沿って設けられており、上記少なくとも１つの攪拌アーム（８、９）に係合するらせんねじ形状を有しており、これによって、上記攪拌ブレード（１２）が、上記第１ドライブシャフト（６）の回転に伴う上記少なくとも１つの攪拌アーム（８、９）の動きによって、回転することができるようになっている、攪拌ブレード（１２）と、
を含んでおり、
更に、駆動手段による、上記少なくとも１つの第１ドライブシャフト（６）の回転に応じて、攪拌ブレード（１２）と、攪拌アーム（８、９）とが、互いに擦れ合っており、
攪拌装置（２）、（３）の、ドライブシャフト（６）、（１１）の回転速度に関する対称性は、以下の数学的関係式（Ｉ）に従い、
【数１】
0004738737.tif 000007
ｎ１は、攪拌アーム（８、９）の数を示し、ｎ２は、攪拌ブレード（１２）の数を示し、ω１は、中央の攪拌装置（２）の第１ドライブシャフト（６）の回転速度を示し、ω２は、偏心位置の攪拌装置（３）の第２ドライブシャフト（１１）の回転速度を示し、ｉ、ｊは、自然数であることを特徴とする、ミキサー。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、注入口と排出口とを備えている１のハウジングと、同時に回転する２つの攪拌装置と、該２つの攪拌装置を作動する駆動手段とで、少なくとも構成されるミキサーに関する。一方の攪拌装置は、ハウジングの中央に配置されている。各攪拌装置の一方の端において、一方の攪拌装置は、少なくとも１つのドライブシャフトと、他方の攪拌装置に合う横梁と、この横梁に取り付けられた少なくとも１つ、好ましくは２つの攪拌アームとからなる。
【０００２】
液体や固体を混ぜるためのミキサーにおいて、ミキシング部品により実行される表面の運動学上の清掃は、しばしば、壁や攪拌機構に物が付着するのを避けるために用いられる。上記装置の例には、２重のスクリュウを同時に回転させる押し出し成形機がある。
【０００３】
比較的長い間、対象物を残留させつつ、処理を行うため、大きな自由に使える容量を備えているミキサーが、更に求められる。この要求を満たす装置の例が、欧州特許出願EP0917941A1に開示されている。
【０００４】
表面をできるだけ完全にきれいにするため、２段階の自由な状態が求められる。欧州特許出願EP0917941A1の装置では、これは、２つのドライブシャフトにより達成される。
【０００５】
バス-コ・ニーダ (例えば、 合成樹脂を製造したり、加工するためのミキシング（独訳）「合成樹脂を前処理したり、処理する期間に行うミキシング（英訳）」、ドイツ・エンジニアリング連合による出版、ドイツ技術者協会（ＶＤＩ-Ｇｅｓ）：合成樹脂技法、ディユッセルドルフ、１９８６年、第２００頁）のようなミキサーの型を参照すると、ニーダ・シャフトの軸向きの発振動作は、回転動作に重ねられている。
【０００６】
高圧処理のために、八角形のハウジングを持つ装置（例えば、欧州特許出願EP0917941A1を参照）を利用するのは適切でない。
【０００７】
バッチ処理のため、軸回りに動作するミキシングを有している装置が、更に求められている。
【０００８】
従って、円筒形のハウジングを有しているミキサーであって、軸回りにミキシングを行い、できるだけ完全な自己清掃を行うミキサーが求められる。
【０００９】
本発明は、注入口と排出口とを備えている１のハウジングと、同時に回転する２つの攪拌装置と、２つの攪拌装置を作動する駆動手段とで、少なくとも構成されるミキサーに関し、特に、一方の攪拌装置が、ハウジングの中央に配置されており、該攪拌装置が、少なくとも１つのドライブシャフトと、もう一方の攪拌装置に合う、少なくとも１つ、好ましくは２つの横梁と、何れの場合においても、端部で、この横梁に取り付けられた少なくとも１つ、好ましくは２つの攪拌アームとで構成され、他方の攪拌装置は、少なくとも１つのドライブシャフトと、１以上の攪拌ブレードとで構成されていて、ハウジング内の偏心した位置に設けられている。
【００１０】
駆動手段による攪拌装置の回転中に、攪拌ブレードと攪拌アームとが、ハウジングの内壁に擦れない場合には、それらの端面以外の部分で互いに擦れ合うことを特徴とするミキサーが好ましい。
【００１１】
攪拌アームは、特に、攪拌シャフトの縦方向に伸びている。
【００１２】
ミキサーの攪拌ブレードと攪拌アームとは、らせん状に形成されているのが好ましい。この結果、良好な軸回りのミキシングを実行することができる。
【００１３】
好ましい実施例において、以下のように、攪拌装置は、回転軸について対称となるように形成されている。
【００１４】
攪拌装置のシャフトの回転速度に関する攪拌装置の対称性が、以下の数学的関係式（Ｉ)を満足する場合、ほぼ完全な相互清掃を行うことができる。
【００１５】
【数１】
0004738737.tif 000002
【００１６】
関係式（Ｉ)において、ｎ１は、中央の攪拌装置の回転対称を示し、ｎ２は、かみ合った偏心位置の攪拌装置の回転対称を示し、ω１は、中央のシャフトの回転速度を示し、ω２は、かみ合っているシャフトの回転速度を示し、ｉ，ｊは、それぞれ自然数である。
【００１７】
ミキサーは、関係式（Ｉ)において、ｉが１で、ｊが１であるのが特に好ましい。
【００１８】
関係式（Ｉ)において、ｉを１、ｊを１とする場合、通例の内側におけるかみ合わせを得ることができる。例えば、らせん状に巻いたかみ合わせなど、他の種々のかみ合わせを用いることができる。
【００１９】
ミキサーでは、関係式（Ｉ)において、ｊが１で、ｉが、１よりも大きく、最大値ｎ２であることが、また、特に好ましい。
【００２０】
ミキサーの変形例では、関係式（Ｉ)において、ｊが、１よりも大きく、最大値がｎ１であり、ｉが、１よりも大きく、最大値ｎ２であることが、特に好ましい。
【００２１】
安価な製品とするため、かみ合わせにおいて、攪拌ブレードは、半径方向に均一な厚みを有していることが好ましい。攪拌ブレードは、例えば、金属板から形成されても良い。
【００２２】
更に、攪拌アームの数が少なければ、安価な製品を容易に製造することができる。これは、関係式（Ｉ)において、ｉが１よりも大きく、ｊが１の場合に達成することができる。
【００２３】
ｉが最大値ｎ２に設定された場合、偏心位置の小さな回転子の側面の完全な清掃を実行し続けることができる。
【００２４】
攪拌ブレードの数は、ｊを１よりも大きくするために、減少される。ｊを最大値ｎ１とすることにより、中央の回転子の攪拌アームの清掃を実行し続けることができる。しかし、小さな回転子の攪拌シャフトは、もはや完全に清掃されることはない。
【００２５】
更に、ミキサーの変形例では、偏心位置の攪拌装置用の駆動手段が、中央の攪拌装置の駆動手段からみて、ハウジングの反対側の端面に設けられている。
【００２６】
ミキサーにおいて、攪拌ブレードと攪拌アームとは、駆動手段により回転している間、ハウジングの内壁で擦れない場合には、その端面以外の部分で、完全に互いに触れているのが好ましい。できる限り完全に実行するミキサーの自己清掃には関与しないが、特に短いミキシング時間を有効に利用することを、唯一の目的とする場合、ミキサーの構造は、幾分簡素化することができる。例えば、凹状、又は、凸状の表面領域は、平坦な表面領域により、近似されてもよい。
【００２７】
好ましいミキサーは、追加の攪拌アームが横梁の下側に配置され、少なくとも１つの追加の偏心位置の攪拌装置が、横梁の軸の真下の領域にあるハウジング内に設けられていて、また、安定した意匠を有している。
【００２８】
ミキサーにある程度まで詰め込む作業の実行に伴い、ミックスされてできる生成物に触れる全ての部品が運動学に従い清掃されるならば、中央の攪拌装置の横梁は、気相空間内にうまく収容されるはずである。これは、下側に設けられている偏心したシャフトを駆動するのに好ましいことである。
【００２９】
まず最初に、本発明によるミキサーの攪拌装置の外面的形態において、これらのミキサーのミキシング時間は、従来の、比較しうる攪拌装置の機構（らせん状の攪拌装置）と比べてかなり短いことを見いだすことができる。
【００３０】
横梁の領域内におけるミキシング動作は、更に、改善することができ、横梁に向き合うハウジングの壁は、本発明の好ましい構成において、横梁が、ハウジングの壁に付加されている溝や隆起に沿って方向付けられた側面を有している場合、できるだけ汚れないようにすることができる。溝や隆起は、半径方向輸送、例えば、攪拌シャフトの方向や後端から離れた方向への運搬を行うためのものである。
【００３１】
同じような効果が、本発明の好ましい構成において用いられている横梁の対応するらせん構造により得られる。
【００３２】
好ましいミキサーの変形例は、攪拌アームの外表面が、ハウジングの内壁に沿って向くように、中央の攪拌装置の半径方向に対して、少なくとも１０°、好ましくは少なくとも２０°であって、８０°よりも小さく、特に好ましくは少なくとも３０°であって、６０°よりも小さい角度αに設定されているものである。
【００３３】
この結果、外向き、即ち、ハウジングの壁の向きへの運搬は、攪拌装置が駆動された場合に実行されることになる。
【００３４】
更に、好ましいミキサーの変形例においては、加熱や冷却要素は、ハウジングの内壁に適合するように設けられている。
【００３５】
その他、ハウジングは、また、周知の冷却や加熱装置、例えば、熱変換媒体を循環させるものや電熱線等が通っている２重層の容器の内部に設けても良い。
【００３６】
本発明のミキサーは、攪拌用の反応器として使用する場合、化学製造工学における所望のミキシング作業を行うのに向いている。
【００３７】
ハウジングは、本発明の内部構成要素を完全に備えている必要はない。特定の（ガス抜き）処理のため、例えば、気相空間は、攪拌を行うための内部構成要素を、これらに干渉することなく覆うものであっても良い。
【００３８】
ミキサーにおいて、中央の攪拌アームは、それぞれ端部において、横梁を介してドライブシャフトに接続されていて、他方の端部は、それぞれ補強リングを介して他の端部に接続されている。
【００３９】
この輪への接続は、強固なフレーム構造を形成し、従って、（補強リングを使用しない物に比べて）高い粘度指数の製品を製造することができる。
【００４０】
本発明は、以下に例示する図面に基づいて、より詳しく説明される。
【００４１】
図１ａは、本発明のミキサーの正面図であり、断面図中にハウジング１を示す図である。
【００４２】
図１ｂは、図１ａのミキサーの側面図であり、断面図中にハウジングを示す図である。
【００４３】
図１ｃは、図１ａのミキサーの上面図であり、断面図中にハウジングを示す図である。
【００４４】
図２は、図１ａのミキサーの攪拌装置の等角投影図を示す図である。
【００４５】
図３は、図１ａのＡ-Ａ線に沿うミキサーの断面図を示す図であり、大きな回転子が半回転するまでの種々の地点における断面図を示す図である。
【００４６】
図４は、図１ａに示すのと同様のミキサーの変形例の回転子の等角投影図を示す図であり、より小さな偏心位置の回転子内に２つの攪拌ブレードを備えているものを示す図である。
【００４７】
図５は、図４に示すミキサーが通る、図１ａのＡ-Ａ線に沿う断面図を示す図である。
【００４８】
図６は、偏心位置の攪拌装置を、下側から駆動するミキサーの回転子の等角投影図を示す図である。
【００４９】
図７は、補強リングを備えたミキサーの外形を示す図である。
【００５０】
図８は、図１ａのミキサーの変形例であって、攪拌アームと攪拌ブレードを備えているミキサーの外形を示す図である。
【００５１】
図９は、中央に配置されている横梁と、梁の上下に設けられている攪拌アームとを備えているミキサーの別の外形を示す図である。
【００５２】
図１０は、２つの偏心位置の攪拌装置を備えているミキサーを示す図である。
【００５３】
図１１は、図４に示すのと同様のミキサーであって、矩形断面を有しているハンドル状のアームを備えているミキサーの半径方向の断面を示す図である。
【００５４】
実施例
実施例１
図１ａ，ｂ，ｃは、本発明のミキサーの正面図と、側面図と、上面図とを示す図であり、何れの図においてもハウジング１の断面が示されている。
【００５５】
円筒状のハウジング１と、らせん状の攪拌アーム８，９を有している横梁７に接合しているシャフト６を備えている中央の攪拌装置２と、６つのらせん状の攪拌ブレード１２が配設されているシャフト１１を備えている偏心位置の攪拌装置３とが、描かれている。入口４と、出口５とは、それぞれ、ハウジング１の頂部と底部とに設けられている。攪拌装置２，３用の駆動装置は、図示されていない。
【００５６】
攪拌ブレード１２は、半径方向に略均一な厚みを有している。（厚みは、均一な半径方向の断面を持ち、金属シートから回転子の中央に向けて、垂直方向の厚みが増加する。）
【００５７】
ｎ１は、攪拌アーム８，９の数であり、ｎ２は、攪拌ブレード１２の数であり、ω１は、中央のシャフトの回転速度であり、ω２は、偏心した位置に設けられているシャフトの回転速度であり、ｉ，ｊは、自然数であり、以下の関係式（Ｉ)に用いられる。
【００５８】
【数２】
0004738737.tif 000003
【００５９】
本例において、攪拌装置の構造上の各値は、以下の通りである。
ｎ１＝２
ｎ２＝６
ｉ＝７
ｊ＝１
【００６０】
ｉの最大値は、ｎ２である。
【００６１】
図２は、攪拌装置２，３を等角投影図法により示す図である。
【００６２】
図３は、図１のＡ-Ａ線に沿うミキサーの半径方向の断面を示す図であり、２つのシャフトの回転のそれぞれ異なる１５枚のスナップショットを示す図である。中央の攪拌装置２のそれぞれの回転角が示されている。
【００６３】
実施例２
図４は、図１，図２のミキサーの変形例であって、偏心位置のシャフト３’と、４枚の攪拌ブレード１２とを除去したものである。再び関係式（Ｉ)を適用するものである。
【００６４】
【数３】
0004738737.tif 000004
【００６５】
ここで、各値は、以下の通りである。
ｎ１＝２
ｎ２＝２
ｉ＝７
ｊ＝３
【００６６】
ｉの最大値はｎ２であり、ｊの最大値はｎ１である。
【００６７】
図５は、図４のミキサーの半径方向の断面図であって、各スナップショットを重ねて描いた図である。大きな攪拌装置２は、停止している。小さい方の攪拌装置３’の相対的な位置は、数回転する間の種々の時点について描かれたものである。
【００６８】
図１０は、図４のミキサーの形状の改良例を示す図であり、断面図において、２つの偏心位置の攪拌装置３’，３”は、中央の攪拌装置２に結合されている。
【００６９】
実施例３
図６は、３つの横梁７と、３つの攪拌アーム８，９，９’を持つミキサーの構成を示す図である。
【００７０】
図６の回転子に対して、以下の関係が適用される。
【００７１】
【数４】
0004738737.tif 000005
【００７２】
ここで、各値は、以下の通りである。
ｎ１＝３
ｎ２＝２
ｉ＝５
ｊ＝４
【００７３】
ｉの最大値はｎ２であり、ｊの最大値はｎ１である。
【００７４】
偏心位置の回転子の駆動は、下側から行われる。
【００７５】
実施例４
図７は、本発明のミキサーの攪拌装置であって、中央の攪拌装置の攪拌アームは、それぞれ端部において、横梁７を介してドライブシャフトに接続されていて、他方の端部は、それぞれ補強リングを介して他の端部に接続されている。
【００７６】
この輪１３への接続は、強固なフレーム構造を形成し、従って、補強リングを使用しない物に比べて、高い粘度指数の製品を製造することができる。
【００７７】
ここで、回転速度の比率は、２：５である。中央の攪拌装置は、３つの攪拌アームを持ち、偏心位置の攪拌装置３’は、３枚の攪拌ブレードを持っている。
【００７８】
図７の回転子のため、以下の関係が適用される。
【００７９】
【数５】
0004738737.tif 000006
【００８０】
ここで、各値は、以下の通りである。
ｎ１＝３
ｎ２＝３
ｉ＝５
ｊ＝２
【００８１】
ｉの最大値はｎ２であり、ｊの最大値はｎ１である。
【００８２】
実施例５
図８は、唯一の攪拌アーム８’と、偏心位置の攪拌装置３に設けられている１つの攪拌ブレード１２’とを組み合わせた攪拌装置を示す図である。
【００８３】
図９は、図６のミキサーの変形例であって、横梁７が、更に、下側に攪拌アーム１８，１９，２０を持っているものを描いている。下側部分には、更に、偏心位置の攪拌装置３”であって、攪拌アーム１８，１９，２０にかみ合い、下側から駆動されるものが、設けられている。
【００８４】
実施例６
図１１は、本発明のミキサーの変形例の攪拌装置２，３が通る半径方向の断面図を示す。このミキサーの構成は、図４に示したミキサーと基本的に同じ構成であるが、攪拌アーム２８，２９は、ブレードで形成されていて、矩形の断面を有している。シャフト６，１２の速度比は、１：２である。中央の攪拌装置２は、２本の攪拌アーム２８，２９を有しており、これらは、ブレードで形成されていて、偏心位置の攪拌装置３は、２枚の攪拌ブレード２２を持っている。攪拌アーム２８，２９の外表面は、それぞれ、半径方向からみて４５°傾いて設けられている。
【００８５】
攪拌装置２，３のこの形状は、内壁に加熱や冷却用のコイル２３を有している容器内に設けるのに、特に適している。中央の攪拌装置２が外側の部品を運搬するように、回転方向が設定されると、加熱や冷却用のコイル２３に対する強い流れを得ることができる。この結果、ミックスされる材料に対する熱伝導を改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１ａ】本発明のミキサーの正面図であり、断面図中にハウジングを示す図である。
【図１ｂ】図１ａのミキサーの側面図であり、断面図中にハウジングを示す図である。
【図１ｃ】図１ａのミキサーの上面図であり、断面図中にハウジングを示す図である。
【図２】図１ａのミキサーの攪拌装置の等角投影図を示す図である。
【図３】図１ａのＡ-Ａ線に沿うミキサーの断面図を示す図であり、大きな回転子が半回転するまでの種々の地点における断面図を示す図である。
【図４】図１ａに示すのと同様のミキサーの変形例の回転子の等角投影図を示す図であり、より小さな偏心位置の回転子内に２つの攪拌ブレードを備えているものを示す図である。
【図５】図４に示すミキサーが通る、図１ａのＡ-Ａ線に沿う断面図を示す図である。
【図６】偏心位置の攪拌装置を、下側から駆動するミキサーの回転子の等角投影図を示す図である。
【図７】補強リングを備えたミキサーの外形を示す図である。
【図８】図１ａのミキサーの変形例であって、攪拌アームと攪拌ブレードを備えているミキサーの外形を示す図である。
【図９】中央に配置されている横梁と、梁の上下に設けられている攪拌アームとを備えているミキサーの別の外形を示す図である。
【図１０】２つの偏心位置の攪拌装置を備えているミキサーを示す図である。
【図１１】図４に示すのと同様のミキサーであって、矩形断面を有しているハンドル状のアームを備えているミキサーの半径方向の断面を示す図である。
【図１ａ】
0004738737.tif 000008
【図１ｂ】
0004738737.tif 000009
【図１ｃ】
0004738737.tif 000010
【図２】
0004738737.tif 000011
【図３】
0004738737.tif 000012
【図４】
0004738737.tif 000013
【図５】
0004738737.tif 000014
【図６】
0004738737.tif 000015
【図７】
0004738737.tif 000016
【図８】
0004738737.tif 000017
【図９】
0004738737.tif 000018
【図１０】
0004738737.tif 000019
【図１１】
0004738737.tif 000020