(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
攪拌運転により槽内の温度が上昇する攪拌槽と、この撹拌槽の上部に取り付けられた撹拌機と、この攪拌槽および撹拌機の周囲に設置された架構と、前記撹拌機と前記架構とを結合する結合部材とを備えた攪拌装置において、前記結合部材が、長さ方向に伸ばされるとその伸びに応じたテンションが発生する部材であって、前記結合部材が水平方向または前記撹拌機側が高い方向で前記撹拌機と前記架構とに接続されており、前記攪拌運転を開始することにより、前記攪拌槽が熱膨張し、前記結合部材と前記撹拌機との接続位置がより高い位置へ移動し、前記結合部材にかかるテンションが増加する攪拌装置。
【請求項２】
前記結合部材が、前記撹拌機と接続する一方の端部を軸にして上下に旋回可能に、前記撹拌機と接続されているとともに、前記結合部材が、前記架構と接続する他方の端部を軸にして上下に旋回可能に、前記架構とも接続されている請求項１に記載の攪拌装置。
【請求項３】
前記結合部材が、この結合部材のテンションを調節するテンション調節機構を備えている請求項１又は２に記載の攪拌装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、制振機構を備えた攪拌装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
攪拌装置は、撹拌機の回転に起因する振動数が、攪拌装置自身が持っている固有振動数と一致するか又は近い場合、共振を起し、撹拌装置が大きな振幅をもって振動するおそれがある。このような共振が起こるのを回避するため、攪拌装置の固有振動数を解析し、共振するおそれのない固有振動数を有するように、攪拌装置を設計することが行われている（例えば、特許文献１等）。
【特許文献１】特開平１１−３４２３９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
図６に、制振機構を備えた攪拌装置の一例を示す。この攪拌装置は、攪拌対象の液体１が入った撹拌槽２０の上部鏡２２の上に撹拌機１０が取り付けられている。攪拌機１０は、撹拌翼２２が設けられた回転軸１８を回転させるためのモータ１２及び減速機１４と、これらモータと減速機を支えるともに回転軸１８が貫通する架台１６とを備えている。そして、攪拌槽の上部鏡２２の上に、架台１６を支持するロッド状の制振用サポート５０を複数配置することで、撹拌装置の固有振動数を増大させ、攪拌機の回転に起因する振動数との共振域を回避している。
【０００４】
このような構成は有効な方法であるが、撹拌槽と撹拌機が別々のメーカにより設計、製造される場合、最終的に組み立てられた撹拌装置の固有振動数が、共振域を回避していないという場合も起こり得る。また、上部鏡２２上にノズル等の付属物が多数配置される場合、制振用サポート５０を取り付けるスペースが無いこともある。さらに、撹拌槽が攪拌運転により高温になる場合、例えば、攪拌槽を加熱器で加熱する場合や、攪拌により攪拌槽内の液体が発熱反応を起こす場合、攪拌槽に高温の液体を導入する場合など、制振用サポート５０の上部鏡２２における支持点Ａが、撹拌槽２０の熱膨張により外側に移動し、制振用サポート５０に応力が発生し、制振用サポート５０の上部鏡２２及び架台との支持点Ａ及びＢに大きな負荷が加わり、この設計が容易ではない場合もある。
【０００５】
そこで本発明は、上記の問題点に鑑み、撹拌槽と撹拌機が別々のメーカにより設計、製造される場合でも、組み立てた撹拌装置の固有振動数が共振域を回避することができ、攪拌槽の上部鏡上にスペースが無い場合でも、設置することができ、攪拌運転により攪拌槽が熱膨張する場合でも、大きな負荷が加わることのない制振機構を備えた攪拌装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するために、本発明に係る攪拌装置は、攪拌運転により槽内の温度が上昇する攪拌槽と、この撹拌槽の上部に取り付けられた撹拌機と、この攪拌槽および撹拌機の周囲に設置された架構と、前記撹拌機と前記架構とを結合する結合部材とを備えており、攪拌運転を開始することにより、前記結合部材にかかるテンションが増加するように、前記結合部材が前記撹拌機と前記架構とに接続されていることを特徴とする。
【０００７】
前記結合部材は、前記撹拌機と接続する一方の端部を軸にして上下に旋回可能に、前記撹拌機と接続されているとともに、前記架構と接続する他方の端部を軸にして上下に旋回可能に、前記架構とも接続されていることが好ましい。また、前記結合部材は、この結合部材のテンションを調節するテンション調節機構、例えば、ターンバックルを備えていることが好ましい。
【発明の効果】
【０００８】
このように、本発明によれば、攪拌槽および撹拌機の周囲に架構を設置し、この架構と撹拌機とを結合部材で結合するとともに、この結合部材の撹拌機と架構との接続を、攪拌運転により攪拌槽が熱膨張した際に、この結合部材にかかるテンションが増加するように接続することで、攪拌装置が結合部材を介して架構と強固に結合し、撹拌装置の固有振動数を大幅に上昇させることができる。よって、攪拌装置の固有振動数が、共振域又はその付近にあっても、攪拌運転時には、共振域から大きく外れることとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、添付図面を参照して、本発明に係る攪拌装置の一実施の形態について説明する。図１は、本発明に係る攪拌装置の一実施の形態を模式的に示す正面図である。図２は、本実施の形態の攪拌装置の模式的な平面図である。
【００１０】
図１及び図２に示すように、本実施の形態の攪拌装置は、撹拌機１０と、攪拌槽２０と、これら撹拌機及び攪拌槽の全体を囲むように設置された架構４０とから主に構成されている。撹拌機１０は、回転軸１８を回転させるためのモータ１２及び減速機１４と、これらを支える架台１６とを備えている。架台１６は、攪拌槽２０の上部鏡に取り付けられている。回転軸１８は、架台１６内を通って、攪拌槽２０内の底部付近まで延びている。架台１６内では、回転軸１８にはベアリングや軸シールが設けられている。また、攪拌槽２０内では、回転軸１８には、槽内の液体１を攪拌するための攪拌翼２４が設けられている。
【００１１】
架構４０は、通常、攪拌機１０や攪拌槽２０の保守のために設置され、架構２階部４２や架構３階部４３などの複数階層を有している。このうち、例えば架構３階部４３は、撹拌機の架台１６の高さに対応する高さに設置されている。そして、架構３階部４３と架台１６とは、４方向から延びる４本のテンションバー３０で結合されている。このテンションバー３０付近の構造を拡大して図３に示す。
【００１２】
図３に示すように、テンションバー３０の攪拌機側の一端は、攪拌機の架台１６に固定された攪拌機側ブラケット３１と、旋回可能に接続されている。その構造について説明する。図４は、テンションバー３０の構造を示す正面図であり、図５は、攪拌機側ブラケット３１の構造を示す平面図である。図４及び図５に示すように、テンションバー３０の両端には、水平方向に延びるピン穴３７が設けられており、また、攪拌機側ブラケット３１の２つの平行に延びる支持板３８にも、同様に、水平方向に延びるピン穴３９が設けられている。そして、この２つの支持板３８の間にテンションバー３０の一端が挟まれ、テンションバーのピン穴３７と攪拌機側ブラケットの２つのピン穴３９を、１本のピン３２が貫通している。このような構造によって、テンションバー３０は、ピン３２を軸に旋回することが可能に、攪拌機側ブラケット３１に接続される。テンションバー３０の架台側の他端も、上記と同様にして、架構３階部４３に固定された架台側ブラケット３６と、旋回可能に接続されている。
【００１３】
また、テンションバー３０は、攪拌機側バー３３と架構側バー３４の２本のバーと、これらを連結するターンバックル３５とを備えている。ターンバックル３５の両端には雌ネジが切られており、一方は右ネジ、他方は左ネジ（逆ネジ）になっている。また、上記の２本のバー３３、３４のターンバックル側の先端にはそれぞれ雄ネジが切られている。このような構造によって、ターンバックル３５を回転させることで、雄ネジを雌ネジに締め込んだり、緩めたりすることができ、テンションバー全体の長さを短くしたり、長くしたりすることができる。
【００１４】
以上の構成によれば、先ず、攪拌装置の停止時には、図３に示すように、攪拌機の架台１６に固定された架台側ブラケット３１ａは、架構３階部４３に固定された架構側ブラケット３６と同じ高さに位置し、テンションバー３０は水平方向に延びている。攪拌装置の攪拌運転を開始し、攪拌機１０のモータ１２を起動させ、回転軸１８の先端部に設けた回転翼２４を回転させることで、攪拌槽２０内の液体１を攪拌する。攪拌運転により、攪拌槽２０の温度が上昇すると、攪拌槽２０が熱膨張し、これにより攪拌機１０の位置が上方向に移動することとなる。すなわち、図３に破線で示すように、架台側ブラケット３１ｂは架構側ブラケット３６よりも高い位置へと移動する。
【００１５】
これにより、テンションバー３０は長さ方向に伸ばされることから、テンションバー３０にはこの伸びに応じた引張応力（テンション）が発生する。このようにして攪拌装置と架構とを結ぶテンションバー３０に大きなテンションをかかると、攪拌装置がテンションバー３０を介して架構４０と強固に結合し、撹拌装置の固有振動数が、撹拌装置が単独であった場合より大幅に上昇する。したがって、攪拌装置が、撹拌機１０の回転に由来する振動数との共振域を有するのを回避することができる。
【００１６】
テンションバー３０にかかるテンションは、テンションバーの伸び率が高い程、大きくなる。よって、撹拌機１０の上方への移動量Δｈが同一の場合、テンションバー３０の長さが短い方が、テンションバー３０に強いテンションを与えることができる。逆に、撹拌機１０の移動量Δｈが大きく、テンションが過大になる場合は、テンションバー３０の長さを長くする。テンションバー３０の長さは、架構４０における架構側ブラケット３６の設置位置を変えることにより対応できることから、その設計自由度は高い。例えば、攪拌装置が高さ約１２ｍ、幅約８ｍで、架構が幅約１５ｍである場合、テンションバー３０の長さは１〜２ｍに設計することが好ましい。また、ターンバックル３５によりテンションバー３０の長さを調整したり、ピン３２と撹拌機側バー３３のピン穴３７とのハメアイ公差を調整することにより、テンションバー３０にかかるテンションを調節することもできる。
【００１７】
さらに、撹拌機１０の上方への移動量Δｈが小さく、攪拌運転時にテンションバー３０にかかるテンションが小さい場合、ターンバックル３５により、テンションバー３０に前もってプレテンションを与えることもできる。これにより、攪拌運転による攪拌機１０の移動量Δｈが小さくても、攪拌機が架構と強固に結合される強さのテンションを、テンションバー３０にかかるようにすることができる。
【００１８】
なお、通常、架構等の大規模設備と強固に結合した状態の攪拌装置の固有振動数は、攪拌機の回転に由来する振動数と大きく異なるが、本発明の効果を確実に得るためには、撹拌機と架構とをテンションバーで強固に結合した状態における攪拌装置の固有値解析を行い、この状態の撹拌装置の固有振動数が、撹拌機の回転に起因する共振域を回避していることを確認しておく必要がある。
【００１９】
また、本実施の形態では、図２に示すように、４本のテンションバー３０で４方向から攪拌機１０を支えているが、このように均等な力で攪拌機１０を支えることができれば、特にテンションバーの数は限定されない。例えば、４方向以上で又は４本以上のテンションバーで、攪拌機と架構とを結合することが好ましい。
【００２０】
さらに、本実施の形態では、図３に示すように、攪拌運転前のテンションバー３０は、水平方向に延びるように設置されているが、熱により攪拌機１０の位置が上昇する際に、テンションバー３０にかかるテンションが増加するのであれば、水平方向に限定されず、例えば、攪拌機側が高い方向で設置されていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明に係る攪拌装置の一実施の形態を模式的に示す正面図である。
【図２】図１に示す攪拌装置を模式的に示す平面図である。
【図３】図１に示す攪拌装置のテンションバー付近の構成を拡大して示す正面図である。
【図４】図１に示すテンションバーを示す正面図である。
【図５】図１に示す攪拌機側ブラケットを示す平面図である。
【図６】従来の攪拌装置の一例を模式的に示す正面図である。
【符号の説明】
【００２２】
１  液体
１０  撹拌機
１２  モータ
１４  減速機
１６  架台
２０  撹拌槽
２２  上部鏡
２４  撹拌翼
２６  軸シール
３０  テンションバー
３１  撹拌機側ブラケット
３２  ピン
３３  撹拌機側バー
３４  架構側バー
３５  ターンバックル
３６  架構側ブラケット
３７  ピン穴
３８  支持部
３９  ピン穴
４０  架構
４２  架構２階部
４３  架構３階部
５０  制振用サポート
【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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