JPH0824608A - 攪拌処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 攪拌処理流体に対する剪断作用が小さく攪拌
熱発生による熱劣化を生じないよう構成した攪拌処理装
置を提供する。 【構成】 容器１内に２本の回転軸２ａ，２ｂが平行に
配設されていて同期して同一方向に回転される。回転軸
２ａ，２ｂには複数のパドル３ａ，３ａ’…，３ｂ，３
ｂ’…が軸方向に間隔をおいて配置されている。これら
のパドルの先端部には、擬三角形断面形状のスクレーパ
４ａ−１，４ａ−２；４ａ''−１，４ａ''−２；…と、
擬台形断面形状のスクレーパ４ａ’−１，４ａ’−２；
４ｂ−１，４ｂ−２；…が取付けられている。容器１の
内筒壁とパドル３ａ，３ａ’…とスクレーパ４ａ−１，
４ａ−２…は互いにセルフクリーニングされるが、スク
レーパの一部を擬台形断面としたことにより攪拌処理物
に対して与えられる剪断力が小さくなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、高粘度流体、スラリー
状物質、粉体などの物質を攪拌混和する攪拌処理装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】化学工業界や食品工業界では高粘度流
体、スラリー状物質、粉体などを混合したり、反応させ
たりするために、攪拌装置が多用される。このような物
質を処理するには、混合性能、伝熱性能が高く、さらに
付着物が生成しない機能、すなわちセルフクリーニング
機能を持った装置が望まれることが多い。このため、従
来から付着性の強い物質の処理用としてセルフクリーニ
ング機能を持つ攪拌装置が提案されている。ここで一般
に言われているセルフクリーニング機能は２方式に区分
される。

【０００３】第１の方式は、２軸以上の回転軸を持ち、
それに取付けられた攪拌体相互、及び攪拌体と容器内壁
が僅かなクリアランスを保ちながら相対速度を持って移
動することにより、機械的に付着物の生成を完全に防止
しようとするものである。第２の方式は、取扱い物質の
流動状態を考慮し、流体自体の剪断作用により付着物質
の生成を抑制しようとするものである。

【０００４】近年、化学工業界では、製品品質が厳しく
追求されるようになり、更に取扱い物質の性状が多岐に
亘るようになっているため、付着に対しては、第２方式
のものは不充分であることが多く、第１の方式の装置の
要求が増大してきている。

【０００５】第１の方式の機能を持つ装置としては、多
軸のネジスクリューを噛み合せたものやTodd.D.BらがCh
em.Eng.Progr. Vol.65,P.85(1969) で紹介している凸レ
ンズ状断面を持ったパドルを噛み合わせたものや、擬三
角形断面を持ったパドルを噛み合せた多軸の攪拌装置が
ある。

【０００６】ところが従来この種の装置の最大の欠点
は、容器内に設けられたネジスクリュー状、凸レンズ
状、擬三角形状の攪拌体の占める体積が大きく、それを
除いた有効容積が数％〜６０％と小さいことにある。そ
の結果、処理物質の仕込み量に対して総容積が大きくな
りコスト高となるため、実用上の適用が困難な場合が生
じていた。特に処理に要する滞溜時間が長い場合には処
理量に対比して装置の総容積が膨大となり、装置コスト
上致命的な欠点となっていた。

【０００７】この問題を解決するものとして、特願昭62
-64113号による攪拌処理装置が提案されている。

【０００８】この特許出願に係る攪拌処理装置は、容器
内に平行に配設されて同期して回転駆動される複数の回
転軸とその各々の回転軸に固定されて攪拌作用をなす複
数のパドルとを具えており、そのパドルは軸方向に間隔
をおいて配置されていて、そのパドルの先端にこの間隔
にほぼ相当する長さを有するスクレーパが回転軸と平行
に取付けられている。

【０００９】この装置では、回転軸の駆動回転によりパ
ドル及びスクレーパが容器内で移動し、容器内の処理物
が攪拌混和される。パドルは間隔をおいて配設され、か
つ、スクレーパをパドル先端に設けられているだけであ
るので、それらが容器内で占める体積は小さく、従って
有効容積率は増大する。また、パドル及びスクレーパの
移動により、隣接するもの同志が近接して相対移動し、
容器内の各部がセルフクリーニングされる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】前記した特願平62-641
13号に係る装置は、高粘度流体、液体等を攪拌処理する
ことに優れた性能を発揮するものであるが、セルフクリ
ーニング性を重視しているため流体に対して剪断作用が
大きく、その剪断作用の際の攪拌熱によって処理流体の
熱劣化を発生するという懸念がある。

【００１１】本発明は前記問題点を解決し、攪拌処理体
に対する剪断作用が小さく攪拌熱発生による熱劣化を生
じさせない構成の攪拌処理装置を提供することを課題と
している。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は容器内に平行に
設置され同期して回転駆動される複数の回転軸と、この
各々の回転軸に垂直に取付けられた複数のパドルとを具
えており、このパドルが回転軸の軸方向に間隔をおいて
配置されると共に、パドルの先端部に前記した間隔にほ
ぼ相当する長さを有するスクレーパが前記回転軸と平行
に取付けられた攪拌部を有する攪拌処理装置における前
記課題を解決するため、そのスクレーパとして、容器半
径方向の断面形状が擬三角形のものと三角形状の頂部の
面取りを施した擬台形状のものとを組合せた構成を採用
する。

【００１３】

【作用】本発明による装置では、前記した構成を採用し
ており、回転軸の駆動回転によりパドル及びスクレーパ
が容器内で移動し、容器内の処理物が混和される。パド
ルは間隔をおいて配列され、かつ、スクレーパも、パド
ル先端に設けられているだけであるので、それらが容器
攪拌部内で占める体積は小さく、従って有効容積率は増
大する。また、パドル及びスクレーパの移動により隣接
するもの同志が近接して相対移動し、容器内各部がセル
フクリーニングされる。

【００１４】本発明による攪拌処理装置においては、そ
のスクレーパとして容器半径方向断面形状が従来型であ
る擬三角形状のものと擬台形状のものを組合せたことに
より、擬台形状のスクレーパ頂部と容器内壁との間隔が
広くなり攪拌処理体に対する剪断作用が小さくなるため
攪拌熱の発生が小さくなる。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の一実施例による攪拌処理装置
を図１ないし図４によって具体的に説明する。容器１の
攪拌室１−１には、処理物の入口１１、出口１２、熱媒
の出入口９，１０をもつジャケット１３、及び揮発分等
の排気口８とを備え、攪拌室１−１内には２本の回転軸
２ａ，２ｂが互いに平行に軸支されている。各回転軸２
ａ，２ｂは図示しない駆動源によって、図中矢印のよう
に同一回転方向に同一回転速度で互いに同期して回転駆
動されるようになっている。

【００１６】この攪拌室１−１の内壁は、図３に示すよ
うに、回転軸２ａ，２ｂをそれぞれ中心とする２個の円
筒壁１１１ａ，１１１ｂを繋げたような形の繭形断面を
有している。また、回転軸２ａ，２ｂはそれぞれ丸軸５
ａ，５ｂ及びその外周部に擬四角断面を持つ軸カバー６
ａ，６ｂとから構成されていて（図３参照）、この丸軸
５ａ，５ｂの両端はシール１４，１４によって密封され
ている。

【００１７】回転軸２ａには、所定の一定間隔を隔てて
複数のパドル３ａ，３ａ’，３ａ''，…が固定されてい
る。各パドル３ａ，３ａ’，３ａ''，…は中央部が膨ら
み、両端が尖った紡錘形（凸レンズ状）断面を持つ厚肉
板状に形成されており、各パドル３ａ，３ａ’，３
ａ''，…は、回転軸２ａに対してそれと直交する面内に
取付けられ、かつ、回転軸２ａの軸方向に並んで隣接す
るパドル３ａ，３ａ’，３ａ''，…はその軸回りに位相
が９０度ずれた状態となっている。

【００１８】また、これらのパドル３ａ，３ａ’，３
ａ''，…の各尖端は、その回転角度位置に応じて僅かな
クリアランスを隔てて攪拌室１−１の円筒壁１１１ａと
後述する対応するパドル３ｂ，３ｂ’，３ｂ''，…に対
向し得るようにその寸法が選定されている。

【００１９】一方、回転軸２ｂにも、同様に、紡錘形断
面の複数のパドル３ｂ，３ｂ’，３ｂ''，…が固定され
ている。各パドル３ｂ，３ｂ’，３ｂ''，…は、それぞ
れ前記パドル３ａ，３ａ’，３ａ''，…に対応して軸方
向と同じ位置に位置し、各々対応するパドル３ａ，３
ａ’，３ａ''，…に対して各々位相が９０度ずれた形で
回転軸２ｂに取付けられている。また、各パドル３ｂ，
３ｂ’，３ｂ''，…の先端は、その回転角度位置に応じ
て僅かなクリアランスを隔てて攪拌室１−１の円筒壁１
１１ｂと各々対応するパドル３ａ，３ａ’，３ａ''，…
に対向し得るようになっている。

【００２０】さらに、パドル３ａ，３ａ’，３ａ''，
…，３ｂ，３ｂ’，３ｂ''，…の先端部には、それぞ
れ、その先端部の断面形状に相当する擬三角形断面のス
クレーパ４ａ−１，４ａ−２；４ａ''−１，４ａ''−
２；…４ｂ’−１，４ｂ’−２；…が回転軸２ａ，２ｂ
と平行に固定されている。各スクレーパ４ａ−１，４ａ
−２；４ａ''−１，４ａ''−２；…４ｂ’−１，４ｂ’
−２；…の先端面は隣接するパドル３ａ，３ａ’，…，
３ｂ，３ｂ’，…に対して軸方向に僅かなクリアランス
を隔てて対向している。

【００２１】各スクレーパ４ａ−１，４ａ−２；…は同
様な構成であるので、いま代表としてパドル３ａ，３
ａ''，３ｂ’，のスクレーパについて詳説すると、パド
ル３ｂ’の両先端には、先端両面に向って回転軸２ｂの
軸方向へ延びるスクレーパ４ｂ’−１，４ｂ’−２が取
付けられていて、その先端はそれぞれパドル３ａ，３
ａ''の側面に近接して対向しうるようになっている。

【００２２】各スクレーパ４ｂ’−１，４ｂ’−２の回
転軸２ｂと反対側の先端稜線は、回転軸２ｂの軸心から
等距離の線上に位置しており、各スクレーパ４ｂ’−
１，４ｂ’−２の先端は、回転軸２ｂの回転角度位置に
応じて僅かなクリアランスを隔てて攪拌室１−１の円筒
壁１１１ｂと他方の回転軸２ａのパドルと連続する表面
を有する軸カバー６ａに対向しうる。

【００２３】また、パドル３ａ，３ａ''の両先端には、
それぞれパドル３ｂ’へ向って回転軸２ａの軸方向へ延
びるスクレーパ４ａ−１，４ａ−２，；４ａ''−１，４
ａ''−２が取付けられていて、その先端は、それぞれパ
ドル３ｂ’の側面に近接して対向し得るようになってい
る。各スクレーパ４ａ−１，４ａ−２；４ａ''−１，４
ａ''−２の回転軸２ａと反対側の先端稜線は、回転軸２
ａの軸線から等距離の線上に位置しており、各スクレー
パ４ａ−１，４ａ−２；４ａ''−１，４ａ''−２の先端
は、回転軸２ａの回転角度に応じて僅かなクリアランス
を隔てて攪拌室１−１の円筒壁１１１ａと他方の回転軸
２ｂのパドルと連続する表面を有する軸カバー６ｂに対
向し得る。

【００２４】図３に示すように、スクレーパ４ａ’−
１，４ａ’−２と軸カバー６ａとの間には、回転に応じ
て隣接する他方の回転軸２ｂのパドル３ｂ，３ｂ''に取
付けられたスクレーパ４ｂ−１，４ｂ−２；４ｂ''−
１，４ｂ''−２が互いに入り込むようになっており、そ
の入り込んだときにスクレーパ４ａ’−１，４ａ’−２
の軸中心側の周面とスクレーパ４ｂ−１，４ｂ−２；４
ｂ''−１，４ｂ''−２の軸中心側の周面とが僅かなクリ
アランスを隔てて近接するように寸法が選定されてい
る。以上のように構成されたパドルとスクレーパは、図
１及び図２に示すように回転軸２ａ，２ｂの軸方向に並
んで複数個設けられている。

【００２５】一方、パドル３ｂ，３ｂ''，３ａ’に取付
けられたスクレーパ４ｂ−１，４ｂ−２；４ｂ''−１，
４ｂ''−２；４ａ’−１，４ａ’−２は図４に示すよう
に容器１の半径方向断面形状が擬台形となっている。一
例として図４に示したＬ₁ の寸法は１２mmである。従っ
て、これらの擬台形断面のスクレーパの先端は、攪拌室
１−１の円筒壁１１１ａ，１１１ｂ及び軸カバー６ａ，
６ｂに対し、擬三角形の先端が削られて擬台形となった
分だけ擬三角形断面のスクレーパの場合より大きいクリ
アランスを隔て、対向することになる。その他の構成と
作用は擬三角形断面のスクレーパ４ａ−１，４ａ−２等
の場合と同じである。なお、７は、攪拌室１−１の処理
物出口１２と揮発分の排気口８との間に設けられた堰板
である。

【００２６】以上の本実施例に係る攪拌装置において、
攪拌処理される処理物は入口１１から容器の攪拌室１−
１内に入れられ、回転軸２ａ，２ｂが駆動回転すること
でパドル３ａ，３ａ’，３ａ''，…，３ｂ，３ｂ’，３
ｂ''，…及びスクレーパ４ａ−１，４ａ−２；…４ｂ−
１，４ｂ−２；…の移動による攪拌作用で攪拌され、そ
の後、出口１２から取出される。

【００２７】ここで、図３の断面図からも判るように回
転軸２ａ，２ｂとスクレーパ４ａ−１，４ａ−２；…４
ｂ−１，４ｂ−２；…が容器１内に占める体積が小さ
く、またパドル３ａ…，３ｂ，…も間隔をおいて取付け
られているので、攪拌室１−１内の有効容積率を従来の
セルフクリーニング式の攪拌装置に較べて大幅に増大さ
せることができる。

【００２８】ちなみに、図示例のものでは、有効容積は
総容積の７０〜７５％となっている。なお、必要に応じ
てパドル３ａ…，３ｂ…の取付間隔を拡げ、その分スク
レーパ４ａ−１，４ｂ−１；…４ａ’−１，４ｂ’−
１，…の長さを長くすることにより、有効容積率を更に
増大させることもできる。

【００２９】また、本実施例による攪拌処理装置では、
前記したように図４に示すような擬台形状の断面をもつ
スクレーパ４ｂ−１，４ｂ−２等を設けてあり、この擬
台形状のスクレーパ４ｂ−１，４ｂ−２等と従来型であ
る擬三角状断面のスクレーパ４ａ−１，４ａ−２の組合
せの作用を図２に基づいて説明する。パドル３ａ，３
ａ’，３ａ''，３ｂ，３ｂ’，３ｂ''に設けられたスク
レーパにおいて、擬台形状の断面をもつスクレーパは４
ａ’−１及び４ａ’−２と４ｂ−１，４ｂ−２及び４
ｂ''−１，４ｂ''−２である。その他は、従来型である
擬三角状の断面をもつスクレーパとした。

【００３０】これらが回転軸２ａ，２ｂの回転によって
移動攪拌する際、擬台形状断面スクレーパ４ａ’−１，
４ａ’−２等の突端と内筒壁１１１ａ，１１１ｂの間隔
が広くなった分セルフクリーニング性及び剪断作用はや
や低下するが、従来型の擬三角状断面スクレーパにおけ
るスクレーパ４ａ−１，４ａ−２等の突端と内筒壁１１
１ａ，１１１ｂとの間については、それを補うような構
造になっている。

【００３１】従って、本実施例では従来型に比べセルフ
クリーニングのほとんど差のない攪拌動力の少い、つま
り攪拌熱による熱劣化の起こりにくい攪拌処理装置を提
供できる。次に、本発明による攪拌処理装置について行
った実験例について説明する。

【００３２】（実験例）直径９６mm，厚さ１０mmのパド
ルの先端に１０mmの厚みを有したスクレーパをパドルの
片側に５０mmずつ配置した攪拌体を取付けた長さ６６０
mmの攪拌処理装置において、回分式で５０％レベルに１
０００Poise の水アメを仕込み攪拌動力を測定した所、
前記した実施例と同様の擬台形断面スクレーパを有する
処理装置は擬台形断面スクレーパを有しない従来型に比
べて動力が４０％低減した。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、特許請求
の範囲の前文に記載した構成のパドルとスクレーパを有
する攪拌処理装置において、前記したようにスクレーパ
断面を擬台形状としたものを一部に設けたことによって
容器内壁とスクレーパ突端間の間隔が増大した部分が出
来る。従って攪拌動力が少く、処理物の熱劣化の少い処
理が行える攪拌処理装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る攪拌処理装置の縦断面
図。

【図２】図１のII-II 矢視断面図。

【図３】図２のIII-III 矢視断面図。

【図４】擬台形状スクレーパを有する攪拌体を示す図面
で（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図。

【符号の説明】

１ 容器 １−１ 攪拌室 １−２ 排気室 ２ａ，２ｂ 回転軸 ３ａ，３ａ’，３ａ''，…，３ｂ，３ｂ’，３ｂ''
パドル ４ａ−１，４ａ−２，４ａ''−１，４ａ''−２，４ｂ’
−１，４ｂ’−２擬三角形断面スクレーパ ４ａ' −１，４ａ' −２，４ｂ−１，４ｂ−２，４ｂ''
−１，４ｂ''−２擬台形断面スクレーパ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 容器内に平行に配設され同期して回転駆
   動される複数の回転軸と、前記各々の回転軸に垂直に取
   付けられた複数のパドルとを具えており、前記パドルが
   回転軸の軸方向に間隔をおいて配置されると共に、前記
   パドルの先端部に前記間隔にほぼ相当する長さを有する
   スクレーパが前記回転軸と平行に取付けられた攪拌部を
   有する攪拌処理装置において、前記スクレーパは、容器
   半径方向断面形状が擬三角形状のものと三角形状の頂部
   の面取りを施した擬台形状のものとを組合せたことを特
   徴とする攪拌処理装置。