(57)【要約】【課題】循環ポンプが不要な撹拌装置の循環構造の提供を目的とする。【解決手段】撹拌槽の底部に設けられた一対の撹拌羽根と、前記撹拌槽の底部と、前記撹拌槽の側部または上部との間に連通する循環用配管とを備えた循環構造であって、前記一対の撹拌羽根のうち一方の撹拌羽根が、前記撹拌槽の底部において前記撹拌槽の底部側から上部側に向けて撹拌対象を流動させ、前記一対の撹拌羽根のうち他方の撹拌羽根が、前記撹拌槽の底部から前記循環用配管に向けて撹拌対象を流動させることを特徴とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
撹拌槽の底部に設けられた一対の撹拌羽根と、
前記撹拌槽の底部と、前記撹拌槽の側部または上部との間に連通する循環用配管とを備えた循環構造であって、
前記一対の撹拌羽根のうち一方の撹拌羽根が、前記撹拌槽の底部において前記撹拌槽の底部側から上部側に向けて撹拌対象を流動させ、前記一対の撹拌羽根のうち他方の撹拌羽根が、前記撹拌槽の底部から前記循環用配管に向けて撹拌対象を流動させることを特徴とする循環構造。
【請求項２】
前記一対の撹拌羽根が対向して配設され、前記一方の撹拌羽根と前記他方の撹拌羽根との間の流路に、該流路に連通する粉体供給口が設けられてなることを特徴とする請求項１記載の循環構造。
【請求項３】
前記一対の撹拌羽根が同軸回りに回転することを特徴とする請求項１または２記載の循環構造。
【請求項４】
前記一対の撹拌羽根が、撹拌槽の底部に上下に対向して配設され、前記一方の撹拌羽根の外周を覆う略円筒状のカバーが設けられ、該略円筒状のカバーの側面、上面および下面に撹拌対象の流路を形成するための孔が設けられてなることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の循環構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撹拌装置の循環構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の撹拌装置の循環構造として、特許文献１に示されるような循環構造が開示されている。この循環構造１００は、図５に示されるような溶解槽１０１の下部に液体導出口１０２を備え、一端が当該液体導出口１０２に接続され、他端が溶解槽１０１の上部に接続される配管１０３により撹拌対象となる溶媒と高分子粉末を循環させる。配管１０３には循環ポンプ１０４が配管１０３の途中に設けられており、その循環ポンプ１０４により溶解槽１０１の下部から溶解槽１０１の上部側に撹拌対象を循環させる構成となっており、溶解槽１０１に取り付けられ、モータ等の動力により回転する回転軸１０５回りに回転する撹拌翼１０６により溶解槽１０１内部を撹拌する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−０２１３５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１の循環構造では、撹拌される粉体は溶解槽１０１の上部から供給され、溶媒である液体の量が十分でない場合には、粉体が撹拌されないまま、撹拌翼１０６に粉体が堆積したり、液体が撹拌翼１０６を覆っている場合であっても、撹拌されずにダマ、ママコの状態で撹拌翼１０６に堆積し、均一に撹拌されずに製品が不良品となってしまうおそれがある。また、溶解槽１０１の下部から上部への循環を、循環ポンプ１０４により行っているため、別途循環ポンプ１０４を設置しなければならず、コストが高くなることに加え、循環ポンプ１０４だけが故障等により作動しなくなった場合や、循環ポンプ１０４の効率が悪くなってしまった場合に、循環が止まったり、循環効率が下がったりしてしまい、製品の品質が悪くなってしまうおそれもある。
【０００５】
そこで、本発明は、上記問題点に鑑みて、循環ポンプが不要な撹拌装置の循環構造の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の循環構造は、撹拌槽の底部に設けられた一対の撹拌羽根と、前記撹拌槽の底部と、前記撹拌槽の側部または上部との間に連通する循環用配管とを備えた循環構造であって、前記一対の撹拌羽根のうち一方の撹拌羽根が、撹拌槽底部において前記撹拌槽の底部側から上部側に向けて撹拌対象を流動させ、前記一対の撹拌羽根のうち他方の撹拌羽根が、前記撹拌槽の底部から前記循環用配管に向けて撹拌対象を流動させることを特徴とする。
【０００７】
また、前記一対の撹拌羽根が対向して配設され、前記一方の撹拌羽根と前記他方の撹拌羽根との間の流路に、該流路に連通する粉体供給口が設けられてなることが好ましい。
【０００８】
また、前記一対の撹拌羽根が同軸回りに回転することが好ましい。
【０００９】
また、前記一対の撹拌羽根が、撹拌槽の底部に上下に対向して配設され、前記一方の撹拌羽根の外周を覆う略円筒状のカバーが設けられ、該円筒状のカバーの側面、上面および下面に撹拌対象の流路を形成するための孔が設けられてなることが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、一対の撹拌羽根を設けることにより、循環ポンプ等の他の循環手段を設けることなく、撹拌羽根により撹拌槽内の撹拌対象を撹拌槽の底部から上部に循環させることができる。また、撹拌対象を循環させるのに循環ポンプ等の他の循環手段を用いず、一つの駆動源により循環と撹拌の両方を行なうことができるため、循環させるための他の構造を別途設置する必要がなく、コストを削減し、部品点数を減らすことができるとともに、一方の部材の故障等により一方の性能が落ちることに起因する製品の不均一を防止することができる。
【００１１】
また、一対の撹拌羽根の間の流路に粉体供給口を設けることにより、撹拌槽の上方から粉体を供給しないでよいため、撹拌槽の内部に設けられた撹拌翼に粉体が堆積せず、均一な撹拌をすることができ、不良品の発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の循環構造を説明するための概略図である。
【図２】図１の循環構造の拡大図である。
【図３】本発明の循環構造に用いられる撹拌羽根の一例を示す図である。
【図４】本発明の循環構造の位置実施の形態を示す図である。
【図５】従来の循環構造を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、添付図面を参照し、本発明の循環構造を詳細に説明する。
【００１４】
図１は、本発明の循環構造を説明するための概略図である。図１に示されるように、本発明の循環構造１は、一対の撹拌羽根３、４と、撹拌槽２の底部に連通する、一対の撹拌羽根３、４を収容する円筒状のケーシングＣと、当該ケーシングＣと撹拌槽２の側部または上部２Ｕとの間に連通する循環通路である循環用配管５とから構成されている。図１に示される撹拌装置は、撹拌装置の撹拌槽２の上部に回転可能に軸支された回転軸２１から延びる複数の撹拌翼２２が設けられている。撹拌翼２２の構造については、特に限定されるものではなく、公知の撹拌翼を用いることができる。循環用配管５については、液体を循環させることができる配管であれば特に限定されるものではなく、循環用配管５の上側の接続位置については、図示される位置に限定されるものではなく、撹拌槽２の上部であってもよいし、側面であってもよい。また、側面においては、側面上方であっても、側面中央部であっても、側面下方であってもよく、後述する図４に示すように循環用配管５の撹拌槽２側面または上部への循環口は複数個所設けるものであってもよい。
【００１５】
つぎに、図２に示す、循環構造１の拡大図を用いて本発明を詳細に説明する。
【００１６】
図２に示されるように、撹拌槽２の底部２Ｌには、撹拌槽２の底部２Ｌの撹拌対象を循環用配管５に送るために、撹拌槽２と循環用配管５との間に配設されたケーシングＣが設けられている。ケーシングＣの上部は、一部撹拌槽２内に入り込んでおり、ケーシングＣの上端および撹拌槽２内のケーシングＣ側面は開口を有している。また、ケーシングＣには、一対の撹拌羽根３、４が対向して設けられている。図２中上方に設けられた一方の撹拌羽根３は、撹拌槽２の底部２Ｌから上方にやや離間して配設されており、ケーシングＣの撹拌槽２内の側面開口１０ａとケーシングＣの上端側開口１０ｂとの間に位置するように配設されている。撹拌羽根３は、撹拌槽２の底部２Ｌの撹拌対象を、図２の矢印Ａ１、Ａ２で示す、底部２Ｌ側から上方側に向けて流動させながら撹拌する。
【００１７】
また、ケーシングＣは、ケーシングＣの下部側から循環用配管５に連結され、さらに粉体が供給される粉体供給口９を有している。他方の撹拌羽根４は粉体供給口９よりも下部の位置に配設され、粉体供給口９から供給された粉体を撹拌するとともに、撹拌槽２の底部２Ｌの撹拌対象を、図２に矢印Ａ３、Ａ４で示す、ケーシングＣから循環用配管５側に向かって流動させながら撹拌する。ケーシングＣに設けられる開口は、撹拌対象となる流体の通路となるものであれば特に限定されるものではなく、複数の開口であってもよいし、連続する一つの開口であってもよい。
【００１８】
撹拌羽根３、４は、別々の駆動軸により駆動させることもできるが、図２に示されるように、撹拌羽根３、４の両方が同じ駆動軸により回転することにより、一つのモータＭ等の駆動源により両方の撹拌羽根３、４を回転させることができ、一つの駆動源により、撹拌槽２の底部の撹拌、撹拌槽２上部への循環の両方を行うことができるので、好ましい。この場合、上方側の一方の撹拌羽根３は、下部側の他方の撹拌羽根４と連結軸６により連結されており、下部側の他方の撹拌羽根４は、モータＭ等の駆動源に回転軸７により連結され、ベアリングＢ等により回転可能に軸支されている。
【００１９】
撹拌羽根３、４の形状は、それぞれの撹拌羽根３、４により、上方向と下方向に流れを発生させることができれば特に限定されるものではないが、たとえば、図３に示されるような形状の撹拌羽根３を採用することができる。この撹拌羽根３は回転軸７または連結軸６に取り付けられる略円筒状の基部３１と、当該基部３１の周囲に基部３１と一体的に設けられ、撹拌羽根３のブレードがその外周に設けられる略円筒状の第２の基部３２と、該第２の基部３２の外周から一体的に設けられるブレード３３とから構成されている。撹拌羽根３がモータＭの駆動により回転すると、撹拌羽根３のブレード３３により撹拌対象を図３中上方に向かって流動させながら、撹拌対象を撹拌することができる。撹拌羽根３のブレード３３は、ブレード３３の第２の基部３２の外周からの突出長さが、図３中上方から下方にいくにしたがって、長くなるように構成されており、側面から見た場合に、図２に示すように略台形形状となるように構成されている。撹拌羽根４は、図３の撹拌羽根３と同様の構成とすることができるし、その場合、図３の撹拌羽根３を上下逆転させて撹拌羽根４を配置することにより、撹拌対象を上方向と下方向の両方に向けて流動させることができる。なお、撹拌羽根３および４は、同一の形状に限られるものではなく、それぞれ別の形状の撹拌羽根３、４を用いることができることはいうまでもない。撹拌羽根を上方側の撹拌羽根３と下方側の撹拌羽根４の向きを逆にして一対設けることにより、上方の撹拌羽根３は、図２の矢印Ａ１、Ａ２で示す撹拌槽２の底部から上方への流れを発生させ、下方の撹拌羽根４は、図２の矢印Ａ３、Ａ４で示す下方、すなわち循環用配管５側への流れを発生させることができる。また、上方側の撹拌羽根３と下方側の撹拌羽根４の向きを逆にして一対設けることにより、撹拌槽２底部２Ｌの撹拌対象を、循環ポンプを用いずに撹拌槽２の上部側に循環させることができる。
【００２０】
撹拌羽根３、４の回転速度は、１５００〜３５００ｒｐｍであることが好ましく、２５００〜３５００ｒｐｍであることが特に好ましい。回転数が１５００〜３５００ｒｐｍであると、後述する、撹拌対象である粉体を一対の撹拌羽根３、４の間の流路に供給した場合であっても、循環する前に粉体が撹拌槽２の上部に循環される前に十分に撹拌され、撹拌槽２の内部に設けられた撹拌翼２２等に堆積したりすることがなく、さらに循環用配管５により循環される流体が必要な循環量を実現することができる。
【００２１】
また、図２に示すように、一対の対向する撹拌羽根３、４の間のケーシングＣ内の流路８には当該流路８に連通する粉体供給口９が形成されている。この粉体供給口９から粉体を供給することができるので、撹拌槽２の上方から粉体を供給しないでよいため、撹拌翼２２に粉体が堆積したりせず、均一な撹拌をすることができ、不良品の発生を防止することができる。
【００２２】
粉体供給口９から供給される粉体は、図２の矢印Ａ１〜Ａ４で示す流体の流動により流路８内が負圧となることを利用して流路８内に吸引される。すなわち、高速回転する撹拌羽根３、４により流路８内の流体は、上方と下方に移動し、流路８内が負圧状態となり、その負圧により粉体供給口９に接続された弁を開くと粉体供給口９から粉体が流路８内に吸引される。したがって、弁の開閉を制御するだけで、粉体の供給が可能となり、かつ撹拌槽２の上方から粉体を供給しないでよいので、撹拌翼２２に粉体が堆積することを防止することができる。また、一つの駆動源で、撹拌槽２の底部２Ｌの撹拌、撹拌槽２上部への循環に加え、粉体の供給まで行うことができるというメリットがある。
【００２３】
つぎに、図４を用いて、本発明の循環構造１を用いた粉体の供給方法を詳細に説明する。図４に示されるように、供給される粉体は、参照符号１１で示される粉体容器１１に収容されている。粉体容器１１内の粉体を粉体供給口９に供給するため、粉体供給口９と粉体容器１１との間には、粉体供給口９から延びる、耐真空ホースなどから構成される供給配管１２が配設されている。供給配管１２は、粉体供給口９側において粉体供給口９と気密に固定されており、粉体容器１１側には先細ノズルが設けられており、粉体容器１１内の粉体を、撹拌羽根３、４により生じる、ケーシングＣ内の負圧により吸引する。供給配管１２は、たとえば耐真空ホースなどを用いることができるが、粉体を供給することができるものであれば、特に限定されるものではない。また、供給配管１２には、粉体供給時に開弁され、粉体供給時以外に閉弁される粉体供給バルブ１３が設けられている。この粉体供給バルブ１３は、開度を調整することにより、供給される粉体の量を調節することもできるので、上部から投入するよりも正確に粉体の量を制御することができる。また、粉体供給時に、ケーシングＣ内の流路８が負圧になっているかを確認するための連成計１５が設けられている。ケーシングＣと循環用配管５との間には、循環用バルブ１４が設けられており、開弁、閉弁することにより循環させたり、循環を停止させたりすることができる。また、循環用バルブ１４は、バルブ開度により、ケーシングＣ内の真空度を調整することもできる。ケーシングＣには、供給配管１２側に連成計１５、循環用配管５側に圧力計１６が設けられており、ケーシングＣ内の圧力を計測し、ケーシングＣ内に負圧が発生していることを確認することができる。
【００２４】
撹拌羽根４により撹拌槽２底部から循環用配管５に送出される撹拌対象は、撹拌槽２の上部に循環され、撹拌槽２の側面に連結された循環用配管５の循環口５１から撹拌槽２内に再び戻る。図１においては循環口５１は１箇所だけ設けられているが、図４に示すように複数個所の循環口５１を設けることも可能である。また、それぞれの循環口５１にバルブ５２を設け、循環量を調節することも可能である。なお、撹拌装置を運転しながら排出口５３のバルブ５４を開くことにより、槽内の溶液を次工程に送ることができる。
【００２５】
また、循環用配管５と供給配管１２の間に洗浄用配管１７を設け、それぞれの配管側に設けられた循環洗浄バルブ１８を開くことにより、粉体供給口９を自己洗浄することができる。
【００２６】
以下、本発明の循環構造を用いた撹拌方法について説明する。
【００２７】
まず、図１に示されるように、撹拌槽２内に溶液を入れた状態で、撹拌装置を起動し、撹拌羽根３、４を回転させる。撹拌羽根３、４の回転により、撹拌槽２内の溶液は、循環用配管５内に送出され、撹拌槽２の上部側に循環される。撹拌羽根３、４がケーシングＣ内で逆向きに対向して配設されていることにより、撹拌羽根３、４の間の流路８内の溶液は、ケーシングＣの上部側に向いて流れるとともに、ケーシングＣの下側に向けて流れるので、撹拌羽根３と撹拌羽根４との間で負圧が発生し、その負圧により、粉体供給口９から粉体を吸入することができる。このとき、連成計１５、圧力計１６によりケーシングＣ内が負圧になっていることを確認し、必要であれば、循環用バルブ１４の開度を調整することにより、真空度を調整する。
【００２８】
この状態で、粉体供給バルブ１３を開弁し、供給配管１２の先端部に設けられた先細ノズルから粉体容器１１内の粉体をケーシングＣ内に吸入する。
【００２９】
粉体供給口９からケーシングＣ内に吸入された粉体はケーシングＣ内で溶液と混ざり、上方へ流れる撹拌対象は上部の撹拌羽根３により、下方へ流れる撹拌対象は、撹拌羽根４により撹拌される。供給される粉体は、撹拌槽２の上部に循環される前に、一度撹拌羽根４により撹拌されてから撹拌槽２内の撹拌羽根２２により撹拌されるので、粉体のままで撹拌槽２内に撹拌対象が供給されることがないため、撹拌羽根２２に粉体が付着したりするおそれがない。規定量の粉体がケーシングＣを介して撹拌槽２に入り、撹拌装置を連続運転することにより、溶液と粉体が均質に撹拌され、不良品の発生を防止することができる。
【００３０】
つぎに、循環構造１を用いた粉体供給口９の洗浄方法を説明する。
【００３１】
撹拌装置を起動した状態で、洗浄用配管１７の循環用配管５側および供給配管１２側の循環洗浄用バルブ１８を開く。循環洗浄用バルブ１８を開弁することにより、撹拌槽２の上部に循環していた溶液は、洗浄用配管１７内を循環する。洗浄用配管１７内を循環する溶液により、粉体供給口９に付着した粉体は、循環する溶液の圧力により自己洗浄される。したがって、洗浄用配管１７を設けることにより、撹拌対象を撹拌すると同時に、粉体供給口９を洗浄することもできる。
【００３２】
上述したように、本願発明は、一対の撹拌羽根３、４を設けることにより、循環ポンプ等の他の循環手段を設けることなく、撹拌羽根３、４により撹拌槽内の撹拌対象を撹拌槽２の底部で撹拌するとともに、撹拌槽２の底部から上部に循環させることができる。また、撹拌対象を循環させるのに循環ポンプ等の他の循環手段を用いず、一つの駆動源により循環、撹拌および送液を行なうことができるため、循環、送液させるための他の構造を別途設置する必要がなく、コストを削減し、部品点数を減らすことができる。さらに、一方の部材の故障等により一方の性能が落ちることに起因する製品の不均一を防止することができる。
【００３３】
また、一対の撹拌羽根３、４の間の流路８に粉体供給口９を設けることにより、撹拌槽２の上方から粉体を供給しないでよいため、撹拌槽２の内部に設けられた撹拌翼２２に粉体が堆積せず、均一な撹拌をすることができ、不良品の発生を防止することができる。
【符号の説明】
【００３４】
１、１００  循環構造
２  撹拌槽
２Ｌ  底部
２Ｕ  上部
３、４  撹拌羽根
３１  基部
３２  第２の基部
３３  ブレード
５  循環用配管
５１  循環口
５２、５４  バルブ
５３  排出口
６  連結軸
７、２１  回転軸
８  流路
９  粉体供給口
１０  カバー
１０ａ  側面開口
１０ｂ  上端側開口
１１  粉体容器
１２  供給配管
１３  粉体供給バルブ
１４  循環用バルブ
１５  連成計
１６  圧力計
１７  洗浄用配管
１８  循環洗浄バルブ
１０１  溶解槽
１０２  液体導出口
１０３  配管
１０４  循環ポンプ
１０５  回転軸
１０６  撹拌翼
Ｃ  ケーシング
【図１】
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【図２】
2012157841.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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