(57)【要約】【課題】撹拌槽内壁における被撹拌物への接液面積を増加させることができ、被撹拌物の温度を迅速かつ確実に調整することができると共に、凹凸形状に起因する乱流の発生に伴う被撹拌物の撹乱により当該被撹拌物の温度および濃度を均一化することができる撹拌装置の提供を目的とする。【解決手段】本発明の撹拌装置１１は、温度を調整しながら被撹拌物ｂを撹拌する撹拌装置であって、被撹拌物ｂを内部に収容する撹拌槽２１と、撹拌槽２１の外部に設けられ、撹拌槽２１を介して被撹拌物ｂの温度を調整する温調手段５と、撹拌槽２１内に配置され、被撹拌物ｂを回転しながら撹拌する撹拌翼３と、撹拌軸４を介して撹拌翼３に接続され、撹拌翼３を回転駆動する駆動手段８とを備え、撹拌槽２１の内壁６１の少なくとも一部が所定の凹凸形状６１ａに形成されていることを特徴とする。【選択図】図１
2017217635.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
温度を調整しながら被撹拌物を撹拌する撹拌装置であって、
前記被撹拌物を内部に収容する撹拌槽と、
前記撹拌槽の外部に設けられ、前記撹拌槽を介して前記被撹拌物の温度を調整する温調手段と、
前記撹拌槽内に配置され、前記被撹拌物を回転しながら撹拌する撹拌翼と、
撹拌軸を介して前記撹拌翼に接続され、前記撹拌翼を回転駆動する駆動手段とを備え、
前記撹拌槽の内壁の少なくとも一部が所定の凹凸形状に形成されていることを特徴とする撹拌装置。
【請求項２】
撹拌槽の内壁の表面積が、前記内壁が平坦であると仮定したときの仮想内壁の表面積の１．１倍超である請求項１に記載の撹拌装置。
【請求項３】
撹拌槽の内壁の少なくとも一部の粗さが、算術平均粗さ（Ｒａ）で１．０μｍ以下である請求項１または請求項２に記載の撹拌装置。
【請求項４】
凹凸形状が撹拌軸方向に周期的に形成されている請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の撹拌装置。
【請求項５】
凹凸形状における凹部と凸部との高低差が１０ｍｍ以上４０ｍｍ以下であり、かつ前記凹凸形状の周期が１００ｍｍ以上である請求項４に記載の撹拌装置。
【請求項６】
撹拌槽を撹拌軸に直交する投影面に投影したときの投影像において、前記撹拌軸を横断する内壁間の寸法の最小値が、凹凸形状における凹部と凸部との高低差の最大値の４倍超である請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の撹拌装置。
【請求項７】
凹凸形状における凹部および凸部のそれぞれの形状が、球面形状、楕円面形状、円錐面形状および多角錐面形状からなる群より選ばれる少なくとも１種の形状の一部を含んでいる請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の撹拌装置。
【請求項８】
撹拌槽が、ステンレス鋼、銅またはアルミニウムを主成分とする金属材料で形成されている請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の撹拌装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撹拌装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
熱交換することにより被撹拌物の温度を調整しながら撹拌する撹拌装置として、伝熱特性向上の目的で撹拌槽内に伝熱コイルを配置し、上記伝熱コイルへの電力を調整して被撹拌物の昇温速度を制御するもの（例えば、特許文献１参照）、撹拌槽の外部に熱源を配置し撹拌槽を介して内部の被撹拌物の温度を調整するもの（例えば、特許文献２、３参照）が開示されている。また、被撹拌物の温度均一化等の目的で被撹拌物を強制的に撹拌する撹拌装置として、撹拌槽内にバッフル（邪魔板）を設けるもの（例えば、特許文献４、５参照）が提案されている。
【０００３】
これらのうち、伝熱コイルを配置するものは直接的な伝熱により温度調整能に優れ、撹拌槽の外部に熱源を配置するものは撹拌槽内への被撹拌物の収容量に優れている。また、撹拌槽内にバッフルを設けるものは、被撹拌物の反応によって生じた反応生成物や発生した熱エネルギーの拡散を促進して撹拌槽内の被撹拌物の温度および濃度ムラを抑制することができる点で優れている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１―２２４９５１号公報
【特許文献２】特許第５２２０５４４号公報
【特許文献３】特許第５２４９４１９号公報
【特許文献４】特開２００９−１８２７４号公報
【特許文献５】特開２０１３−１５１６２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した撹拌装置のうち、伝熱コイルを配置するものは、伝熱コイルとの物理的な接触を避けるために撹拌翼のサイズが制限されたり、伝熱コイル近傍で被撹拌物の滞留により温度や濃度ムラが生じたり、伝熱コイルの腐食（酸化劣化など）防止のために被撹拌物および伝熱コイルの組合せが制限されるという難点がある。
【０００６】
また、撹拌槽の外部に熱源を配置するものは撹拌槽のスケールアップに伴い伝熱効率が低下する傾向にあり、これにより高容量の熱源が必要になったり、温調に時間が掛かったりするという難点がある。さらに、撹拌槽内にバッフルを設けるものは、濃度および温度分布の均一化や、未反応部の低減が期待できるものの、バッフルの背面などにおいて局所的に被撹拌物の滞留部が発生する虞があり、加えてバッフルが設けられている分、撹拌翼の自由な形状選定の障害にもなり易い。
【０００７】
本発明は、以上のような事情に基づいてなされたものであり、その目的は、被撹拌物の温度を迅速かつ確実に調整することができると共に、上記被撹拌物の温度および濃度の均一化に優れる撹拌装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、
（１）温度を調整しながら被撹拌物を撹拌する撹拌装置であって、
前記被撹拌物を内部に収容する撹拌槽と、
前記撹拌槽の外部に設けられ、前記撹拌槽を介して前記被撹拌物の温度を調整する温調手段と、
前記撹拌槽内に配置され、前記被撹拌物を回転しながら撹拌する撹拌翼と、
撹拌軸を介して前記撹拌翼に接続され、前記撹拌翼を回転駆動する駆動手段とを備え、
前記撹拌槽の内壁の少なくとも一部が所定の凹凸形状に形成されていることを特徴とする撹拌装置、
（２）撹拌槽の内壁の表面積が、前記内壁が平坦であると仮定したときの仮想内壁の表面積の１．１倍超である前記（１）に記載の撹拌装置、
（３）撹拌槽の内壁の少なくとも一部の粗さが、算術平均粗さ（Ｒａ）で１．０μｍ以下である前記（１）または（２）に記載の撹拌装置、
（４）凹凸形状が撹拌軸方向に周期的に形成されている前記（１）から（３）のいずれか１項に記載の撹拌装置、
（５）凹凸形状における凹部と凸部との高低差が１０ｍｍ以上４０ｍｍ以下であり、かつ前記凹凸形状の周期が１００ｍｍ以上である前記（４）に記載の撹拌装置、
（６）撹拌槽を撹拌軸に直交する投影面に投影したときの投影像において、前記撹拌軸を横断する内壁間の寸法の最小値が、凹凸形状における凹部と凸部との高低差の最大値の４倍超である前記（１）から（５）のいずれか１項に記載の撹拌装置、
（７）凹凸形状における凹部および凸部のそれぞれの形状が、球面形状、楕円面形状、円錐面形状および多角錐面形状からなる群より選ばれる少なくとも１種の形状の一部を含んでいる前記（１）から（６）のいずれか１項に記載の撹拌装置、並びに
（８）撹拌槽が、ステンレス鋼、銅またはアルミニウムを主成分とする金属材料で形成されている前記（１）から（７）のいずれか１項に記載の撹拌装置
に関する。
【０００９】
なお、本明細書において「内壁」とは、撹拌槽の胴部表面のうちの被撹拌物に接液する表面を意味する。また、「凹部と凸部との高低差」とは、隣り合う凹部および凸部において、内壁に垂直な方向における凸部（最頂部）と凹部（最低部）との距離を意味する。また、「所定の凹凸形状」とは、特定の周期を有するあらかじめ定められた凹凸形状を意味し、「内壁の粗さ」とは、不規則に形成された内壁の形状を意味する。上記所定の凹凸形状と内壁の粗さとは異なる概念である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は、撹拌槽内壁における被撹拌物への接液面積を増加させることができ、被撹拌物の温度を迅速かつ確実に調整することができると共に、凹凸形状に起因する乱流の発生により被撹拌物の撹乱を促進することができ、上記被撹拌物の温度および濃度の均一化に優れる撹拌装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１の実施形態を示す概略断面図である。
【図２】図１の撹拌槽の内壁の凹凸形状を示す概略図であって、（ａ）は撹拌槽を切り出した一部の斜視図、（ｂ）は（ａ）の端面近傍の斜視図、（ｃ）は（ｂ）の端面の輪郭の一部を示す図である。
【図３】図１の撹拌槽の内壁の輪郭を拡大して示す概略図である。
【図４】本発明の第２の実施形態を示す概略断面図である。
【図５】本発明の第３の実施形態を示す概略断面図である。
【図６】比較例を示す概略断面図である。
【図７】図１、図４〜図５の各部の寸法を説明するための概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の撹拌装置は、温度を調整しながら被撹拌物を撹拌する撹拌装置であって、上記被撹拌物を内部に収容する撹拌槽と、上記撹拌槽の外部に設けられ、上記撹拌槽を介して上記被撹拌物の温度を調整する温調手段と、上記撹拌槽内に配置され、上記被撹拌物を回転しながら撹拌する撹拌翼と、撹拌軸を介して上記撹拌翼に接続され、上記撹拌翼を回転駆動する駆動手段とを備え、上記撹拌槽の内壁の少なくとも一部が所定の凹凸形状に形成されていることを特徴とする。
【００１３】
以下、本発明の第１〜第３の実施形態について図１〜図５を参照して説明するが、本発明は、当該図面に記載の実施形態にのみ限定されるものではない。
【００１４】
［第１の実施形態］
図１は、本発明の第１の実施形態を示す概略断面図である。当該撹拌装置１１は、図１に示すように、概略的に、撹拌槽２１と、温調手段５と、撹拌翼３と、駆動手段８とにより構成されている。
【００１５】
撹拌槽２１は、被撹拌物ｂを内部に収容する。この撹拌槽２１は、具体的には、略円筒形状の胴部２１ａと、この胴部２１ａの一端を閉塞するように接続された略半回転楕円面形状の槽底部２１ｂとを有している。
【００１６】
この撹拌槽２１は、撹拌槽２１の被撹拌物ｂに接液する内壁６１（以下、「接液部」ともいう）が、撹拌槽２１の内壁６１の少なくとも一部（本実施形態では内壁６１の接液部全体）が所定の凹凸形状６１ａに形成されている。
【００１７】
より具体的には、凹凸形状６１ａは、当該凹凸形状６１ａにおける凹部６１ｂおよび凸部６１ｃのそれぞれの形状が球面形状の一部を含んでいる形状、すなわち、図１および図２に示すような撹拌槽２１の断面における接液部側の輪郭が曲線となるように山谷状に形成されており、かつ上記凹凸形状６１ａが撹拌軸４方向に周期的に形成されている。このように凹凸形状６１ａが撹拌軸４方向に周期的に形成されていることで、被撹拌物ｂの温度を効果的に調整することができると共に、撹拌槽２１の内壁を容易に形成することができる。なお、凹凸形状６１ａが形成される部位は、接液部の一部であってもよいが、伝熱の促進並びに温度および濃度の均一化向上の観点から、本実施形態のように接液部全体であることが好ましい。
【００１８】
ここで、撹拌槽２１の内壁６１の凹凸形状６１ａは、図２に示すように、高低差７ａおよび周期長さ７ｂによって規定することができる。高低差７ａと周期長さ７ｂとの比は、特に限定されるものではないが、撹拌翼３（後述）の形状の自由度を向上させる観点から、下記式（１）で表される関係を満たすことが好ましく、下記式（２）で表される関係を満たすことがより好ましい。
（７ｂ／４）＞（７ａ／２）          （１）
（７ｂ／２）＞（７ａ／２）          （２）
【００１９】
また、凹凸形状６１ａにおける凹部６１ｂと凸部６１ｃとの高低差は、上記比と同様に撹拌翼３の形状自由度向上の観点から、１０ｍｍ以上４０ｍｍ以下が好ましく、２０ｍｍ以上３０ｍｍ以下がより好ましい。また、凹凸形状６１ａの周期は、製作容易性向上の観点から、１００ｍｍ以上が好ましく、１５０ｍｍ以上がより好ましく、乱流を効率よく発生させかつ十分な接液面積の確保して伝熱性を向上させる観点から、３００ｍｍ以下が好ましく、２００ｍｍ以下がより好ましい。
【００２０】
上記凹凸形状６１ａを形成する方法としては、例えば、機械加工、エッチング、鋳造、鍛造、溶接、研摩、冶金、打ち出し板金、叩き出し板金、金型成型プレスなどの方法を単独でまたは組み合わせて用いることができる。
【００２１】
また、図３に示すように、撹拌槽２１の内壁６１の少なくとも一部の粗さが、算術平均粗さ（Ｒａ）で１．０μｍ以下であることが好ましい。これにより、ダストが内壁に噛み込むのを防止することができ、撹拌槽２１の内壁６１への汚れの付着を抑制することができる。
【００２２】
上記粗さを有する内壁６１を形成する方法としては、例えば、電解研磨、メッキ、エッチングなどにより化学研摩を行う方法；砥石、バフなどにより研磨加工を行う方法；サンドペーパー処理、レーザー加工などにより物理研摩を行う方法、またはこれらを組み合わせた方法等が挙げられる。なお、Ｒａが１．０μｍ以下の粗さを有する内壁は、例えば、ＪＩＳ  Ｒ  ６０１０に規定されているＰ４００相当の粒度を有する研磨剤を用いて研磨した後、電解研磨を施すことによって得ることができる。
【００２３】
ここで、撹拌槽２１の内壁６１の表面積は、内壁６１が平坦であると仮定したときの仮想内壁の表面積の１．１倍超であることが好ましく、１．５倍超であることがより好ましく、２倍超であることがさらに好ましい。これにより、被撹拌物ｂの温度をより迅速かつ確実に調整することができる。
【００２４】
また、撹拌槽２１を撹拌軸４に直交する投影面に投影したときの投影像において、撹拌軸４を横断する内壁６１間の寸法の最小値が、凹凸形状６１ａにおける凹部６１ｂと凸部６１ｃとの高低差の最大値の４倍超であることが好ましい。これにより、撹拌翼３を配置可能な空間を広くとることができ、当該撹拌翼３の形状自由度を向上させることができる。
【００２５】
温調手段５は、撹拌槽２１の外部に設けられ、撹拌槽２１を介して被撹拌物ｂの温度を調整する。この温調手段５としては、撹拌槽２１の加熱冷却が可能であれば特に限定されず、例えば、ジャケット、ラバーヒータ、ペルチェ素子等を採用することができる。なお、ジャケットなどを採用して撹拌槽２１の外周から温度を調整する場合、上記撹拌槽２１の外周の少なくともジャケットなどが接する表面を、例えば上述した所定の凹凸形状のような形状に形成することで、可能な限り伝熱面積（ジャケットなどと撹拌槽との接触面積）を広くすることが好ましい。これにより、上記ジャケットなどと撹拌槽２１との間の伝熱を促進させることができる。
【００２６】
本実施形態の温調手段５は、ジャケット５１が採用されている。このジャケット５１は、具体的には、図１に示すように撹拌槽２１の外周にスパイラル状に捲かれるものであり、ジャケット５１の内部に流路５２が設けられ、熱媒体ｃがジャケット５１の下方に位置する入口５３を介して流路５２に投入され、この流路５２を流通しながら被撹拌物ｂと熱交換（被撹拌物ｂを加熱または冷却）した後にジャケット５１の上方に位置する出口５４から排出される。
【００２７】
熱媒体ｃは、入口５３での温度が一定であれば使い捨ての流体（一過水など）または再使用可能な流体（循環水など）のいずれであってもよい。この熱媒体ｃとしては、流路５２等の腐食劣化を防止する観点から、エチレングリコール、プロピレングリコールなどのグリコール類、水、塩水、シリコーンオイル、熱風、蒸気を好適に用いることができる。これらは、単独でまたは組み合わせて用いてもよい。
【００２８】
熱媒体ｃの流速としては、熱伝達性向上の観点から、０．３ｍ／秒〜３．０ｍ／秒であることが好ましく、１．０ｍ／秒〜２．０ｍ／秒であることがより好ましい。また、流路５２内における熱媒体ｃの流れの方向としては特に限定されないが、熱交換を効率よく行う観点から、撹拌翼３の回転方向と反対の方向であることが好ましい。また、流路５２内での熱媒体ｃの充填性向上の観点から、熱媒体ｃが撹拌槽２１の下方（入口５３）から上方（出口５４）に向かって流れるようにすることも好ましい。
【００２９】
撹拌翼３は、撹拌槽２１内に配置され、被撹拌物ｂを回転しながら撹拌する。この撹拌翼３は、被撹拌物ｂの混合（混合、撹拌、分散などを総称して「混合」と称する）および濃度分布の均一化や、温調手段５と被撹拌物ｂと間の伝熱を促進させる。撹拌翼３は板状の部材であり、後述する駆動手段８の動力を伝搬させるための撹拌軸４の一端側に垂直に固定されている。駆動手段８は、撹拌軸４を介して撹拌翼３に接続され、撹拌翼３を回転駆動する。駆動手段８としては、例えば、図１に示すモータ８１等を採用することができる。
【００３０】
上述した撹拌槽２１、撹拌翼３および撹拌軸４を構成する材料としては、特に限定されず、例えば、ステンレス鋼、鉄、銅、真鍮、アルミニウム、超硬などの金属系材料等を用いることができる。これらの中で、撹拌槽２１としては、ステンレス鋼、銅またはアルミニウムを主成分とする金属材料で形成されていることが好ましい。これにより、撹拌槽２１自体の伝熱を促進することができ、被撹拌物ｂの温度をより迅速に調整することができる。
【００３１】
また、これら撹拌槽２１、撹拌翼３および撹拌軸４の接液部には、上記金属系材料の表面にホワイトアルミナ、グレイアルミナ、アルミナ−チタニア、アルミナ−マグネシア、ジルコニア−カルシア、ジルコニア−イットリア、ジルコニア−マグネシア、クロミア−チタニア、クロミア−シリカ−チタニア、タングステン、チタニア、クロミア、イットリア、ジルコニア、クロムカーバイト、マグネシア、セリア、タングステンカ−バイトなどのセラミックスを溶射により表面処理したものや、フッ素系素材によりライニングしたもの等を採用してもよい。
【００３２】
以上のように、本実施形態では、上述した撹拌槽２１と温調手段５と撹拌翼３と駆動手段８とを備え、撹拌槽２１の内壁６１の少なくとも一部が凹凸形状６１ａに形成されているので、撹拌槽内壁６１における被撹拌物ｂへの接液面積を増加させることができ、被撹拌物ｂの温度を迅速かつ確実に調整することができると共に、凹凸形状６１ａに起因する乱流の発生により被撹拌物ｂの撹乱を促進することができ、被撹拌物ｂの温度および濃度の均一化に優れる。
【００３３】
［第２の実施形態］
図４は、本発明の第２の実施形態を示す概略断面図である。当該撹拌装置１２は、図４に示すように、概略的に、撹拌槽２２と、温調手段５と、撹拌翼３と、駆動手段８とにより構成されている。第２の実施形態は、撹拌槽２２の内壁６２における接液部の凹凸形状６２ａが第１の実施形態と異なっている。なお、温調手段５、撹拌翼３および駆動手段８は、第１の実施形態のものと同じ構成であるので、同一部分には同一符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００３４】
本実施形態では、撹拌槽２２の内壁６２における接液部の凹凸形状６２ａは、図４に示すように、当該凹凸形状６２ａにおける凹部６２ｂおよび凸部６２ｃのそれぞれの形状が三角錐面形状の一部を含んでいる形状、すなわち、撹拌槽２２の断面における接液部側の輪郭が折れ線となるように山谷状に形成されており、かつ上記凹凸形状６２ａが撹拌軸４方向に周期的に形成されている。
【００３５】
このように、本実施形態では、撹拌槽２２の断面における接液部側の輪郭が折れ線となるように山谷状に形成されているので、上述した第１の実施形態の効果に加え、撹拌槽２２の内壁６２を容易に形成することができる。なお、凹凸形状６２ａが形成される部位は、接液部の一部であってもよいが、伝熱の促進並びに温度および濃度の均一化の観点から、本実施形態のように接液部全体であることが好ましい。
【００３６】
［第３の実施形態］
図５は、本発明の第３の実施形態を示す概略断面図である。当該撹拌装置１３は、図５に示すように、概略的に、撹拌槽２３と、温調手段５と、撹拌翼３と、駆動手段８とにより構成されている。第３の実施形態は、撹拌槽２３の内壁６３の凹凸形状６３ａにおける凹部６３ｂと凸部６３ｃとの高低差が第１の実施形態と異なっている。なお、温調手段５、撹拌翼３および駆動手段８は、第１の実施形態のものと同じ構成であるので、同一部分には同一符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００３７】
本実施形態では、撹拌槽２３の内壁６３の凹凸形状６３ａにおける凹部６３ｂと凸部６３ｃとの高低差は、図５に示すように、撹拌槽２３の厚み以下となるように形成されている。なお、凹凸形状６３ａは、当該凹凸形状６３ａにおける凹部６３ｂおよび凸部６３ｃのそれぞれの形状が球面形状の一部を含んでいる形状、すなわち、第１の実施形態と同様に撹拌槽２３の断面における接液部側の輪郭が曲線となるように山谷状に形成されており、かつ上記凹凸形状６３ａが撹拌軸４方向に周期的に形成されている。
【００３８】
このように、本実施形態では、撹拌槽２３の内壁６３の凹凸形状６３ａにおける凹部６３ｂと凸部６３ｃとの高低差が撹拌槽２３の厚み以下となるように形成されているので、撹拌槽２３の厚みを凹凸形状６３ａに対して厚くして撹拌槽２３の強度（堅牢性）を高めることができ、その結果、槽容量の大型化を図ったり、比重の高い被撹拌物の撹拌を確実に行うことができる。
【００３９】
なお、本発明は、上述した実施形態の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
【００４０】
例えば、上述した第１および第３の実施形態では、撹拌槽２１、２３の内壁６１、６３の凹凸形状における凹部および凸部のそれぞれの形状が球面形状の一部を含んでいるような撹拌装置１１、１３、第２の実施形態では、撹拌槽２２の内壁６２の上記形状が円錐面形状の一部を含んでいるような撹拌装置１２について説明したが、撹拌槽内壁の凹凸形状における凹部および凸部のそれぞれの形状が、楕円面形状、円錐面形状および多角錐面形状からなる群より選ばれる少なくとも１種の形状の一部を含んでいる撹拌装置であってもよい。このように、撹拌槽の内壁を上記形状とすることで、被撹拌物の温度調整、並びに温度および濃度の均一化を効果的に行うことができる。
【００４１】
また、上述した実施形態では、内壁６１〜６３の凹凸形状６１ａ〜６３ａが球面形状の一部を含んでいるような撹拌装置１１、１３、および円錐面形状の一部を含んでいるような撹拌装置１２について説明したが、上記凹凸形状としては、撹拌時に被撹拌物の流れを阻害し難い形状であればよく、凹部および凸部を一つのユニットとし、このユニットが並列されている構造であればよい。また、凹部および凸部のそれぞれは、対称形状ではなくてもよい。
【００４２】
また、上述した実施形態では、凹凸形状６１ａ〜６３ａが撹拌軸４方向に周期的に形成されている撹拌装置について説明したが、上記凹凸形状が非周期的に形成された撹拌装置や、一部のみが周期的に形成されている撹拌装置であってもよい。
【００４３】
また、上述した実施形態では、バッフルを備えていない撹拌装置１１〜１３について示したが、本発明の効果を阻害しない範囲で、バッフルを備えている撹拌装置であってもよい。
【実施例】
【００４４】
以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明するが、本発明は、これらの実施例に限定されるものではない。なお、以下に示す撹拌装置の各部位は、図７に示す通りである。
【００４５】
［実施例１］
実施例１の撹拌装置は、撹拌槽が槽径Ｄ＝２００ｍｍ、板厚ｔ＝１．５ｍｍ、胴部高さＢ＝２５０ｍｍ（有効高さ２００ｍｍ）の略円筒形状であり、上記撹拌槽の槽底部Ａを略半回転楕円面形状とし、撹拌槽全体をＳＵＳ３１６Ｌ鋼で作製した。撹拌槽の内壁の凹凸形状は、高低差７ａ＝３０ｍｍ、周期長さ７ｂ＝１００ｍｍの、凹部と凸部とが半球面状に連続した周期的な山谷形状、かつ撹拌槽の断面における接液部側の輪郭が曲線であり、撹拌槽内壁の有効高さ２００ｍｍ内の部位に２４組の凹部および凸部を設けた（図１参照）。また、上記内壁は、ＪＩＳ  Ｒ  ６０１０に規定のＰ４００相当の粒度を有するバフを用いて研摩した後、電解研磨を施すことでＲａ＝１．０μｍに仕上げた。なお、上記有効高さとは、被撹拌物を受け入れ可能な撹拌槽内の胴部下端からの高さを意味する。上記Ｒａは、粗さ測定器（キーエンス社製レーザーマイクロスコープ、型番：ＶＫ−Ｘ１５０／１６０）を用いて測定したものである。
【００４６】
また、撹拌軸は、φ１０ｍｍとした。撹拌翼は、翼径ｄ＝１２０ｍｍ、翼高さｂ＝８０ｍｍ、板厚１．５ｍｍの２枚翼とし、翼底形状は槽底形状に合わせた。温調手段は、ジャケットを用い、ジャケット幅Ｘ＝１０ｍｍ、ジャケット高さＹ＝５０ｍｍとした。駆動手段は、モータとした。なお、バッフルは未設置とした。
【００４７】
［実施例２］
凹部と凸部とが同一の底面積および高さを有する円錐面形状に連続した周期的な山谷形状、かつ撹拌槽の断面における接液部側の輪郭が直線とした以外、実施例１と同様の構成とした（図４参照）。
【００４８】
［比較例］
撹拌槽の内壁のいずれの部位にも凹凸形状が形成されていないこと以外、実施例１と同様の構成とした（図６参照）。
【００４９】
＜評価＞
昇温時間および昇温速度比を測定し、その結果を表１に示す。
【００５０】
［昇温時間および昇温速度比］
ジャケットを温調手段として用いた被撹拌物の加熱において、下記条件下、上記被撹拌物の温度が２５℃から６０℃になるまでの時間を測定し、この測定値を昇温時間とした。また、昇温速度比は、比較例の昇温速度を１００％としたときの各実施例の昇温速度の割合（％）として算出した。
被撹拌物            ：純水４Ｌ、初期温度２０℃
熱媒体              ：水とエチレングリコールとの混合液（エチレングリコール７５質量％、残部水）、入口温度７０℃、流速１．０〜１．５ｍ／秒（０．５〜０．７５Ｌ／秒）、ジャケット下部から投入
撹拌軸の回転速度    ：８０ｒｐｍ
【００５１】
なお、撹拌槽内の被撹拌物の液面高さは、凹凸形状における凹部と凸部とが同数であるため、実施例および比較例共に、ほぼ同等であった。
【００５２】
【表１】
2017217635.tif 000003
【符号の説明】
【００５３】
１１、１２、１３  撹拌装置
ｂ  被撹拌物
２１、２２、２３  撹拌槽
３  撹拌翼
４  撹拌軸
５  温調手段
６１、６２、６３  内壁
６１ａ、６２ａ、６３ａ  凹凸形状
８  駆動手段
【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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