WO2015137411A1 - 攪拌装置 - Google Patents

Abstract

　攪拌装置（１）は、互いに隣接して配置される攪拌用回転体（１０）および流動抵抗体（２０）を備え、攪拌用回転体（１０）は、回転軸（Ｃ）を中心に回転する本体（１１）と、本体（１１）の表面に設けられる吸入口（１２）と、本体（１１）の表面において吸入口（１２）よりも回転軸（Ｃ）から遠心方向外側の位置に設けられる吐出口（１４）と、吸入口（１２）と吐出口（１４）を繋ぐ流通路（１６）と、を備え、流動抵抗体（２０）は、攪拌用回転体（１０）とは異なる形状もしくは異なる大きさに構成されている、または攪拌用回転体（１０）とは異なる姿勢に配置されている。この結果として、被攪拌物の状態によらず効率的な攪拌を行うことが可能な攪拌装置を提供する。

Description

攪拌装置

　本発明は、液体その他の各種流体を攪拌し、混合、分散等を行うための攪拌装置に関する。

　従来、例えば２種類以上の流体を混合したり、流体中に添加した各種粉末等を均一に分散させたりする場合には、流体中で羽根車を回転させる攪拌装置が使用されている。この羽根車には一般的にプロペラ翼やタービン翼が設けられており、回転することで流体を流動させて攪拌を行う。また、プロペラ翼やタービン翼を使用するのではなく、外形が六角柱状の筒体から羽根車を構成すると共に、側面に複数の孔を設けた攪拌装置等も提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開平５－１５４３６８号公報

　しかしながら、従来の攪拌装置は、軸方向または遠心方向等の画一的な流動しか発生させられないものが多く、一般に攪拌効率が低いという問題があった。例えば、比重の小さい粉末等を液体中に投入して均一に分散させるような場合、粉末等が凝集物（所謂ダマ）となって液面上に浮いた状態となりやすいところ、従来の攪拌装置では、この凝集物を液中に沈めると共に適宜に破砕して粉末を均一に分散させることが困難であった。

　特に、羽根車の回転数を上げて、流動を強くすることにより粉末等を液中に沈めようとした場合、周囲の空気等までも液中に巻き込んでしまう結果となるため、本来回避すべき気泡の混入や発泡等といった別の問題が新たに生じることとなっていた。さらに、従来の攪拌装置では、液面上の浮遊物のみならず、容器等の底の沈降物を適宜に巻き上げて（または、吸い上げて）液体中や気体中に分散させるといったことも、滞留物の性質等によっては困難な場合があった。

　本発明は、斯かる実情に鑑み、被攪拌物の状態によらず効率的な攪拌を行うことが可能な攪拌装置を提供しようとするものである。

　本発明は、互いに隣接して配置される攪拌用回転体および流動抵抗体を備え、前記攪拌用回転体は、回転軸を中心に回転する本体と、前記本体の表面に設けられる吸入口と、前記本体の表面において前記吸入口よりも前記回転軸から遠心方向外側の位置に設けられる吐出口と、前記吸入口と前記吐出口を繋ぐ流通路と、を備え、前記流動抵抗体は、前記攪拌用回転体とは異なる形状もしくは異なる大きさに構成される、または前記攪拌用回転体とは異なる姿勢に配置されることを特徴とする、攪拌装置である。

　本発明はまた、上記手段の攪拌装置において、前記攪拌用回転体および前記流動抵抗体は、前記回転軸方向に並べて配置されることを特徴とする。

　本発明はまた、上記手段の攪拌装置において、前記吸入口は、前記流動抵抗体側に向けて設けられることを特徴とする。

　本発明はまた、上記手段の攪拌装置において、前記流動抵抗体は、前記抵抗体回転軸を中心に回転することを特徴とする。

　本発明はまた、上記手段の攪拌装置において、前記流動抵抗体は、前記抵抗体回転軸を中心に回転する抵抗体本体と、前記抵抗体本体の表面に設けられる抵抗体吸入口と、前記抵抗体本体の表面において前記抵抗体吸入口よりも前記抵抗体回転軸から遠心方向外側の位置に設けられる抵抗体吐出口と、前記抵抗体吸入口と前記抵抗体吐出口を繋ぐ抵抗体流通路と、を備えることを特徴とする。

　本発明はまた、上記手段の攪拌装置において、前記流動抵抗体は、前記抵抗体吐出口を通過する流動の流速または流量が、前記吐出口を通過する流動の流速または流量よりも低くなるように構成されることを特徴とする。

　本発明はまた、上記手段の攪拌装置において、前記流動抵抗体は、前記抵抗体吸入口を通過する流動の流速または流量が、前記吸入口を通過する流動の流速または流量よりも低くなるように構成されることを特徴とする。

　本発明はまた、上記手段の攪拌装置において、前記抵抗体吸入口は、前記攪拌用回転体側に向けて設けられることを特徴とする。

　本発明はまた、上記手段の攪拌装置において、前記流動抵抗体は、前記抵抗体回転軸に直交する方向の最大寸法が、前記攪拌用回転体よりも小さく構成されることを特徴とする。

　本発明はまた、上記手段の攪拌装置において、前記流動抵抗体は、前記抵抗体回転軸方向に沿って前記攪拌用回転体に近づくにつれて漸次前記抵抗体回転軸から遠ざかる傾斜面を有する形状に構成されることを特徴とする。

　本発明に係る攪拌装置によれば、被攪拌物の状態によらず効率的な攪拌を行うことが可能という優れた効果を奏し得る。

本発明の実施の形態に係る攪拌装置の一例を示した正面図（側面図）である。 （ａ）攪拌用回転体の平面図である。（ｂ）攪拌用回転体の正面図（側面図）である。 （ａ）流動抵抗体の平面図である。（ｂ）流動抵抗体の正面図（側面図）である。 （ａ）および（ｂ）攪拌装置の作用の一例を示した図である。 （ａ）および（ｂ）攪拌装置の作用の他の例を示した図である。 （ａ）～（ｃ）流動抵抗体のその他の形状の例を示した図である。 （ａ）～（ｃ）攪拌用回転体および流動抵抗体のその他の配置構成の例を示した図である。 （ａ）～（ｃ）流動抵抗体に吸入口、吐出口および流通路を設けないようにした場合の例を示した図である。 （ａ）～（ｃ）攪拌装置に流動抵抗体を複数備えるようにした場合の例を示した図である。 （ａ）～（ｃ）流動抵抗体の攪拌力を攪拌用回転体よりも低くしないようにした場合の例を示した図である。

　以下、本発明の実施の形態を、添付図面を参照して説明する。

　まず、本実施形態に係る攪拌装置１の構造について説明する。図１は、攪拌装置１の一例を示した正面図（側面図）である。同図に示されるように、攪拌装置１は、被攪拌物中で回転することにより攪拌力を発生させる攪拌用回転体１０と、被攪拌物中で攪拌用回転体１０に向かう流動の抵抗となる流動抵抗体２０と、を備えている。この攪拌用回転体１０および流動抵抗体２０は、モータ等の駆動装置（図示省略）の駆動力を伝達する駆動軸３０に、所定の距離だけ離隔させた状態で同軸的に接続されている。

　すなわち、本実施形態の攪拌用回転体１０および流動抵抗体２０は、１つの駆動装置によって共に中心軸Ｃ周りに回転するように構成されている。なお、駆動装置は、攪拌用回転体１０側および流動抵抗体２０側のいずれに配置するようにしてもよい。換言すれば、攪拌装置１では、攪拌用回転体１０および流動抵抗体２０のいずれを駆動装置側に配置してもよく、用途に応じて使い分けることが可能となっている。

　図２（ａ）は、攪拌用回転体１０の平面図であり、同図（ｂ）は、攪拌用回転体１０の正面図（側面図）である。攪拌用回転体１０の本体１１は、略円柱状（円盤状）に構成されており、本体１１の表面は、略円形状の上面１１ａおよび底面１１ｂ、ならびに外周面である側面１１ｃから構成されている。本体１１を構成する材質は、特に限定されるものではなく、例えば金属やセラミックス、樹脂、ゴム、木材等、使用条件に応じた適宜の材質を採用することができる。

　本体１１の表面には、複数の吸入口１２および複数の吐出口１４が設けられ、本体１１の内部には、吸入口１２と吐出口１４を繋ぐように形成された流通路１６が設けられている。また、本体１１の中心部には、駆動軸３０が接続される接続部１８が設けられている。この接続部１８は、上面１１ａと底面１１ｂの間で貫通する貫通孔となっており、適宜の固定機構（図示省略）によって本体１１を駆動軸３０の任意の位置に固定可能に構成されている。なお、固定機構は、例えば止めネジや係合、クランプ等、既知のいずれの手法を使用するものであってもよい。

　吸入口１２は、流動抵抗体２０側の面、すなわち上面１１ａに設けられている。本実施形態では、４つの吸入口１２を、中心軸Ｃを中心とする円周上に等間隔に並べて配置している。また、本実施形態では、中心軸Ｃと略同一方向に吸入口１２を形成している。吐出口１４は、側面１１ｃのやや底面１１ｂ側に設けられている。本実施形態では、４つの吐出口１４を、各吸入口１２に対して本体１１の半径方向（遠心方向）外側となる位置（中心軸Ｃから中心軸Ｃに垂直な方向に離れた位置）にそれぞれ配置している。また、本実施形態では、中心軸Ｃに対して略直交する方向に吐出口１４を形成している。

　流通路１６は、１つの吸入口１２と１つの吐出口１４を繋ぐトンネル状の通路として形成されている。従って、本体１１の内部には、４つの流通路１６が形成されている。本実施形態では、各流通路１６は、吸入口１２から中心軸Ｃ方向に沿って直進した後に直角に曲がり、本体１１の遠心方向に向けて直進して吐出口１４に到達するように形成されている。

　攪拌用回転体１０は、流体である被攪拌物内において中心軸Ｃを中心に回転することにより、被攪拌物を攪拌するものである。流体中に攪拌用回転体１０を浸漬して回転させると、流通路１６内に進入した流体も攪拌用回転体１０と共に回転することとなる。すると、流通路１６内の流体に遠心力が作用し、図２（ａ）および（ｂ）に示されるように、流通路１６内の流体は攪拌用回転体１０の半径方向外側に向けて流動する。

　吐出口１４は、吸入口１２よりも攪拌用回転体１０の半径方向外側に設けられているため、吐出口１４では吸入口１２よりも強い遠心力が働くこととなる。従って、流体は、攪拌用回転体１０が回転している限り吸入口１２から吐出口１４に向けて流動する。すなわち、流通路１６内の流体が吐出口１４から噴出すると共に、外部の流体が吸入口１２から流通路１６内に吸引される。これにより、攪拌用回転体１０の周囲の流体には、吐出口１４のある攪拌用回転体１０の側面１１ｃから放射状に広がる流動と、吸入口１２に向かう流動が発生することとなる。なお、吸入口１２に向かう流動は、吸入口１２の回転により旋回流となる。

　また、攪拌用回転体１０の表面（すなわち、本体１１の表面である上面１１ａ、底面１１ｂおよび側面１１ｃ）近傍では、粘性の影響により流体が攪拌用回転体１０と共に回転することとなるため、この遠心力によっても攪拌用回転体１０の周囲の流体は、中心軸Ｃから放射状に広がるように流動することとなる。このように、攪拌用回転体１０は、吸入口１２への流体の流入および吐出口１４からの流体の流出に加え、粘性による表面近傍の流体の連れ回りにより、周囲の流体に複雑な流動（乱流）を発生させ、従来にない攪拌能力を得ることが可能となっている。

　なお、本実施形態では、本体１１を略円柱状に構成しているが、本体１１の形状はこれに限定されるものではなく、例えば球状や半球状、多角柱状等、その他の任意の形状を採用することができる。また、吸入口１２および吐出口１４の形状（断面形状）は円形状に限定されるものではなく、例えば楕円形状や多角形状等、その他の形状であってもよい。また、流通路１６の断面形状は、特に限定されるものではなく、吸入口１２および吐出口１４の形状や位置、または加工方法等に応じて適宜の形状に構成することができる。

　また、本実施形態では、加工のしやすさから流通路１６を略直角に曲折するＬ字状に構成しているが、滑らかに湾曲した曲線状の通路として流通路１６を構成するようにしてもよいし、吸入口１２と吐出口１４を直線的に繋ぐようにしてもよい。また、本実施形態では、本体１１の流通路１６以外の部分を中実に構成することで、本体１１の強度を高めるようにしているが、本体１１の流通路１６以外の部分を中空状に構成するようにしてもよい。

　図３（ａ）は、流動抵抗体２０の平面図であり、同図（ｂ）は、流動抵抗体２０の正面図（側面図）である。流動抵抗体２０の本体２１（抵抗体本体）は、略円錐台状に構成されており、本体２１の表面は、略円形状の上面２１ａおよび底面２１ｂ、ならびに傾斜した外周面である側面２１ｃから構成されている。本体２１を構成する材質は、攪拌用回転体１０と同様、特に限定されるものではなく、使用条件に応じた適宜の材質を採用することができる。

　流動抵抗体２０の本体２１には、攪拌用回転体１０と同様に、表面に複数の吸入口２２（抵抗体吸入口）および複数の吐出口２４（抵抗体吐出口）が設けられ、内部に吸入口２２と吐出口２４を繋ぐ流通路２６（抵抗体流通路）が設けられている。すなわち、流動抵抗体２０は、攪拌用回転体１０と同様に、流体中で回転することにより、吐出口２４から流体を噴出すると共に吸入口２２へ流体を吸引するように構成されている。また、本体２１の中心部には、攪拌用回転体１０と同様の構造の接続部２８が設けられており、これにより、流動抵抗体２０は駆動軸３０の任意の位置に接続される。

　吸入口２２は、攪拌用回転体１０側の面、すなわち底面２１ｂに設けられており、中心軸Ｃを中心とする円周上に４つの吸入口２２が等間隔に並べて配置されている。吐出口２４は、側面２１ｃに設けられ、各吸入口２２に対して本体２１の半径方向（遠心方向）外側となる位置（中心軸Ｃから中心軸Ｃに垂直な方向に離れた位置）に、４つの吐出口２４がそれぞれ配置されている。

　流通路２６は、１つの吸入口２２と１つの吐出口２４を繋ぐトンネル状の通路として形成されている。本実施形態では、各流通路２６は、吸入口２２から中心軸Ｃ方向に沿って直進した後に直角に曲がり、本体２１の遠心方向に向けて直進して吐出口２４に到達するように形成されている。

　流動抵抗体２０は、流体である被攪拌物内において攪拌用回転体１０に向かう流動の抵抗となることで、この流動を変化させるものである。すなわち、流動抵抗体２０は、攪拌用回転体１０に向かう流動を適宜に乱すことによって攪拌力を向上させるものである。本実施形態では、流動抵抗体２０の攪拌力が、攪拌用回転体１０の攪拌力よりも低くなるように設定している。換言すれば、本実施形態では、回転する２つの部材のうち、攪拌力の高い方を攪拌用回転体１０とし、攪拌力の低い方を流動抵抗体２０としている。

　攪拌用回転体１０および流動抵抗体２０の攪拌力は、主に吸入口１２、２２を通過する流動の流速または流量、および吐出口１４、２４を通過する流動の流速または流量によって決まる。従って、本実施形態では、流動抵抗体２０の本体２１の半径方向（遠心方向）の寸法を攪拌用回転体１０の本体１１よりも小さく構成すると共に、中心軸Ｃから吐出口２４までの距離Ａを短くすることで、遠心力の作用を低減し、吸入口２２を通過する流動の流速および吐出口２４を通過する流動の流速が攪拌用回転体１０のそれよりも低くなるようにしている。また、流動抵抗体２０の吸入口２２、吐出口２４および流通路２６の内径（断面積）を攪拌用回転体１０の吸入口１２、吐出口１４および流通路１６よりも小さく構成することで、吸入口２２を通過する流動の流量および吐出口２４を通過する流動の流量が攪拌用回転体１０のそれよりも低くなるようにしている。

　次に、攪拌装置１の作用について説明する。図４（ａ）および（ｂ）は、攪拌装置１の作用の一例を示した図である。図４（ａ）は、容器４０内に収容した液体の被攪拌物５０内に攪拌用回転体１０のみを浸漬させた状態で、上方に配置した駆動装置６０により回転させる場合を示している。また、図４（ｂ）は、容器４０内に収容した液体の被攪拌物５０内に攪拌用回転体１０および流動抵抗体２０を浸漬させた状態で、上方に配置した駆動装置６０によって回転させる場合を示している。

　図４（ａ）に示されるように、被攪拌物５０内で攪拌用回転体１０を回転させることにより、被攪拌物５０内には複雑な循環流が発生することとなる。すなわち、吐出口１４からの噴出等によって攪拌用回転体１０から遠心方向に放射状に広がる流動は、ある程度広がった後に上下に分かれ、一方が吸入口１２の吸引力等によって上方から上面１１ａに向かう比較的強い旋回流となり、他方が下方から底面１１ｂに向かう比較的弱い旋回流となる。

　そして、このような循環流を発生させることによって、被攪拌物５０の略全体に攪拌力を及ぼすことができるため、被攪拌物５０を効率的に攪拌することが可能となる。また、この例のように、吸入口１２を上方、すなわち液面５２側に向けることにより、例えば液面５２上に浮遊する粉末の凝集物等を、比較的強い旋回流によって液中に沈め、循環流によって被攪拌物５０中に均一に分散させるといったことも可能となる。

　図４（ｂ）に示されるように、攪拌用回転体１０に加えて、流動抵抗体２０を攪拌用回転体１０の吸入口１２側（上方）に配置することにより、上面１１ａに向かう比較的強い旋回流を一旦押し広げるように変化させて乱すことが可能となる。すなわち、流動抵抗体２０の存在によって中心軸Ｃ近傍の流動を遮ると共に、吐出口２４からの噴出および粘性による連れ回りの遠心力により、攪拌用回転体１０の上面１１ａに向かう比較的強い旋回流を外側に広げるようにして乱すことができる。さらに、流動抵抗体２０の背後（下側）に生じる負圧および吸入口２２による吸引によって、一旦外側に広がった比較的強い旋回流を中心軸Ｃ側に引き込むことができる。

　この結果、上方の液面５２から攪拌用回転体１０の上面１１ａに向かう比較的強い旋回流において、きわめて複雑な流動を発生させることが可能となる。これにより、液面５２上に粉末の凝集物等が大量に浮遊しているような場合にも、この複雑な流動によってこれらの凝集物等をきわめて短時間のうちに液中に沈めると共に適宜に破砕することができる。また、流動抵抗体２０によるきわめて複雑な流動は、周囲の循環流にも影響を及ぼすこととなるため、被攪拌物５０内の略全域に亘ってより複雑な流動を発生させ、より均一な攪拌、分散を行うことが可能となる。

　すなわち、本実施形態の攪拌装置１によれば、従来の攪拌装置では効率的に攪拌することが困難であった被攪拌物５０であっても、きわめて効率的に攪拌を行うことが可能となっている。さらに、本実施形態の攪拌装置１では、流動抵抗体２０の位置を適宜に設定することで液面５２を必要以上に乱さないようにすることができ、また、攪拌効率を高めるために攪拌用回転体１０の回転数を上げる等して流速を高める必要もないため、液面５２の乱れによる被攪拌物５０内への気泡の混入や発泡、液面５２の盛り上がりによる被攪拌物５０の漏出といった問題を生じることなく、攪拌効率を高めることが可能となっている。

　また、本実施形態では、流動抵抗体２０の半径方向の最大寸法、すなわち、中心軸Ｃに直交する方向の最大寸法を攪拌用回転体１０よりも小さくすることで、流動抵抗体２０の攪拌力を適宜に低くすると共に、攪拌用回転体１０に向かう流動を必要以上に遮らないようにしており、これにより、複雑な流動を効果的に発生させることを可能としている。

　さらに、本実施形態では、流動抵抗体２０の本体２１の形状を、円錐台状、より詳細には、中心軸Ｃ方向に沿って攪拌用回転体１０に近づくにつれて漸次中心軸Ｃから遠ざかる傾斜面（側面２１ｃ）を有する形状に構成することで、上方から流動抵抗体２０に向かう流動をスムーズ且つ効果的に外側に誘導することを可能としている。また、このように構成した傾斜面（側面２１ｃ）に吐出口２４を設けることで、周速の差によって吐出口２４からの噴流を乱すと共に、この噴流を直接的に上方からの流動に衝突させ、より複雑な流動を発生させることを可能としている。

　図５（ａ）および（ｂ）は、攪拌装置１の作用の他の例を示した図である。図４（ａ）および（ｂ）と同様に、図５（ａ）は、液体の被攪拌物５０内に攪拌用回転体１０のみを浸漬させた状態で回転させる場合を示しており、図５（ｂ）は、液体の被攪拌物５０内に攪拌用回転体１０および流動抵抗体２０を浸漬させた状態で回転させる場合を示している。また、この例では、図４（ａ）および（ｂ）の例とは逆に、攪拌用回転体１０を、上面１１ａおよび吸入口１２を下方、すなわち容器４０の底部４２に向けた姿勢に配置するようにしている。

　図５（ａ）に示されるように、吸入口１２を下方に向けた状態で、攪拌用回転体１０を適宜に底部４２に近接させることで、底部４２上に沈降した沈降物を下方から上面１１ａに向かう比較的強い旋回流によって適宜に巻き上げると共に、吸入口１２で吸い上げることが可能となる。そして、吸入口１２で吸引した沈降物を吐出口１４から噴出させることで、循環流によって沈降物を被攪拌物５０内に適宜に分散させることができる。

　図５（ｂ）に示されるように、攪拌用回転体１０に加えて、流動抵抗体２０を攪拌用回転体１０の吸入口１２側（下方）に配置することにより、図４（ｂ）に示した例と同様に、下方から上面１１ａに向かう比較的強い旋回流において、きわめて複雑な流動を発生させることが可能となる。従って、流動抵抗体２０を底部４２に適宜に近接させることで、この複雑な流動によって沈降物をより効率的に巻き上げ、より効率的に分散させることができる。

　このように、本実施形態の攪拌装置１によれば、攪拌力の低い流動抵抗体２０を攪拌用回転体１０と組み合わせることにより、両者が発生させる流動を相乗的に作用させることができるため、従来以上に攪拌効率を向上させることが可能であり、特に、浮遊物や沈降物等を被攪拌物５０中に均一に分散させるような場合に好適となっている。さらに、本実施形態では、流動抵抗体２０の本体２１の形状を略円錐台状とすることで、より一層の攪拌効率の向上を実現している。

　次に、攪拌装置１のその他の形態について説明する。まず、図６（ａ）～（ｃ）は、流動抵抗体２０のその他の形状の例を示した図である。流動抵抗体２０の本体２１の形状（外形状）は、上述の略円錐台状に限定されるものではなく、例えば図６（ａ）に示されるように、攪拌用回転体１０と同様に円柱状に構成するようにしてもよいし、図示は省略するが、その他にも例えば球状や半球状、多角柱状等、任意の形状を採用することができる。

　また、流動抵抗体２０は、図６（ｂ）に示されるように、本体２１の外形状が攪拌用回転体１０の本体１１の形状と同一であるが、吸入口２２、吐出口２４および流通路２６の内径（断面積）を小さくし、これらを通過する流動の流量を絞ることで、攪拌力を低くしたものであってもよい。また、流動抵抗体２０は、図６（ｃ）に示されるように、円筒状の本体２１の外径のみを攪拌用回転体１０の外径よりも小さくし、これらを通過する流動の流速を低下させることで、攪拌力を低くしたものであってもよい。さらに、図示は省略するが、流動抵抗体２０は、吸入口２２または吐出口２４の個数を減らすことによって、攪拌力を低くしたものであってもよい。

　また、図示は省略するが、流動抵抗体２０は、本体２１の外形状または本体２１の表面に設けた凹凸形状の有無等を攪拌用回転体１０と異ならせることで、攪拌力を低くしたものであってもよい。すなわち、吸入口２２や吐出口２４を通過する流動の流速または流量ではなく、本体１１、２１の表面近傍における連れ回り作用や、本体１１、２１の外形状による掻き回し作用等の違いによって流動抵抗体２０の攪拌力を低くするようにしてもよい。

　図７（ａ）～（ｃ）は、攪拌用回転体１０および流動抵抗体２０のその他の配置構成の例を示した図である。流動抵抗体２０は、図７（ａ）に示されるように、攪拌用回転体１０の反対側に吸入口２２を向けた状態で配置されるものであってもよい。例えば、より積極的に気泡を液体中に混入したいような場合には、流動抵抗体２０をこのような姿勢で配置することが効果的である。また、流動抵抗体２０は、図７（ｂ）に示されるように、攪拌用回転体１０の底面１１ｂ側（吸入口１２の反対側）に配置されるものであってもよい。この場合、底面１１ｂに向かう比較的弱い旋回流において複雑な流動を発生させることができる。

　さらに、図７（ｃ）に示されるように、攪拌用回転体１０は、上面１１ａおよび底面１１ｂの両方に吸入口１２が設けられたものであってもよく、図示は省略するが、流動抵抗体２０においても、上面２１ａおよび底面２１ｂの両方に吸入口２２を設けるようにしてもよい。

　このように、攪拌用回転体１０および流動抵抗体２０の姿勢や、両者の相対的な位置は、特に限定されるものではなく、攪拌装置１の用途等に応じて適宜に設定することができる。また、攪拌用回転体１０および流動抵抗体２０における吸入口１２、２２、吐出口１４、２４および流通路１６、２６の構成や配置等は、特に限定されるものではなく、攪拌装置１の用途等に応じて適宜に設定することができる。

　例えば、図示は省略するが、吸入口１２、２２および吐出口１４、２４の個数は４以外の数であってもよいし、１つの吸入口１２、２２に対して複数の吐出口１４、２４を繋ぐように流通路１６、２６を構成するようにしてもよい。また、吸入口１２、２２および吐出口１４、２４は、中心軸Ｃに対して斜め方向に向けられるものであってもよい。

　図８（ａ）～（ｃ）は、流動抵抗体２０に吸入口２２、吐出口２４および流通路２６を設けないようにした場合の例を示した図である。流動抵抗体２０は、攪拌用回転体１０に向かう流動を何らかの形で変化させるものであればよく、攪拌装置１の用途等によっては、流動抵抗体２０に吸入口２２、吐出口２４および流通路２６を設けないようにしてもよい。すなわち、流動抵抗体２０は、本体２１の外形状のみによって攪拌用回転体１０に向かう流動を変化させるように構成されるものであってもよい。

　この場合、流動抵抗体２０は、図８（ａ）に示されるように、駆動軸３０に接続されて回転するものであってもよいし、図８（ｂ）に示されるように、他の支持部材７０に支持されて駆動軸３０には接続されず、回転しないものであってもよい。また、図８（ｃ）に示されるように、流動抵抗体２０を複数に分割して配置するようにしてもよい。なお、この場合においても、攪拌装置１の用途等に応じて流動抵抗体２０を任意の形状に構成できることは言うまでもない。

　図９（ａ）～（ｃ）は、攪拌装置１に流動抵抗体２０を複数備えるようにした場合の例を示した図である。攪拌装置１が備える流動抵抗体２０の数は、特に限定されるものではなく、攪拌装置１の用途等によっては、２個以上の流動抵抗体２０を攪拌装置１に備えるようにしてもよい。

　この場合、図９（ａ）に示されるように、攪拌用回転体１０に対して中心軸Ｃ方向の両側に流動抵抗体２０を配置するようにしてもよいし、図９（ｂ）に示されるように、中心軸Ｃ方向のいずれか一側に複数の流動抵抗体２０を配置するようにしてもよい。また、複数の流動抵抗体２０は、図９（ａ）および（ｂ）に示されるように、全て同一のものであってもよいし、図９（ｃ）に示されるように、互いに異なる複数の流動抵抗体２０を設けるようにしてもよい。なお、各流動抵抗体２０の姿勢が特に限定されないことは言うまでもない。

　また、図示は省略するが、攪拌装置１に複数の攪拌用回転体１０を備えるようにしてもよい。この場合、攪拌用回転体１０ごとに１つまたは複数の流動抵抗体２０を設けるようにしてもよいし、対応する流動抵抗体２０を有さない攪拌用回転体１０を含ませるようにしてもよい。

　図１０（ａ）～（ｃ）は、流動抵抗体２０の攪拌力を攪拌用回転体１０よりも低くしないようにした場合の例を示した図である。上述のように、流動抵抗体２０の攪拌力を攪拌用回転体１０よりも低くすることは、浮遊物や沈降物等を分散させるような場合に特に効果的であるが、その他の用途においては、流動抵抗体２０の攪拌力を攪拌用回転体１０よりも低くしないことが好ましい場合も存在する。

　本願発明者の研究によれば、この場合においても、例えば図１０（ａ）に示されるように、流動抵抗体２０を攪拌用回転体１０とは異なる形状に構成する、または例えば図１０（ｂ）に示されるように、流動抵抗体２０を攪拌用回転体１０とは異なる大きさに構成することで、攪拌用回転体１０の発生する流動と流動抵抗体２０の発生する流動を相乗的に作用させ、攪拌効率を向上させることが可能となる。

　また、図１０（ｃ）に示されるように、２つの同一の攪拌用回転体１０ａ、１０ｂのうち、一方の攪拌用回転体１０ｂの姿勢を異ならせ、この攪拌用回転体１０ｂを流動抵抗体２０とするようにした場合にも、攪拌用回転体１０の発生する流動と流動抵抗体２０の発生する流動を相乗的に作用させ、攪拌効率を向上させることができる。

　すなわち、流動抵抗体２０は、攪拌用回転体１０よりも攪拌力が低いものに限定されず、攪拌用回転体１０とは異なる形状もしくは異なる大きさに構成される、または攪拌用回転体１０とは異なる姿勢に配置されるものであればよい。なお、攪拌力を低くした流動抵抗体２０は、攪拌用回転体１０とは異なる形状に構成されるもの、または攪拌用回転体１０とは異なる大きさに構成されるもののいずれかに含まれることは言うまでもない。また、攪拌用回転体１０とは異なる形状に構成されるものには、吸入口２２、吐出口２４または流通路２６のみを攪拌用回転体１０に対して異ならせたもの、および攪拌用回転体１０から吸入口１２、吐出口１４および流通路１６を削除のみしたものが含まれることは言うまでもない。

　その他、図示は省略するが、攪拌用回転体１０および流動抵抗体２０は、それぞれ異なる駆動軸３０に接続されて回転するものであってもよい。この場合、攪拌用回転体１０および流動抵抗体２０の回転数を異ならせるようにしてもよいし、回転方向を異ならせるようにしてもよい。また、この場合、攪拌用回転体１０および流動抵抗体２０の回転軸（中心軸Ｃ）をずらすようにしてもよい。

　以上説明したように、本実施形態に係る攪拌装置１は、互いに隣接して配置される攪拌用回転体１０および流動抵抗体２０を備え、攪拌用回転体１０は、回転軸（中心軸Ｃ）を中心に回転する本体１１と、本体１１の表面に設けられる吸入口１２と、本体１１の表面において吸入口１２よりも回転軸（中心軸Ｃ）から遠心方向外側の位置に設けられる吐出口１４と、吸入口１２と吐出口１４を繋ぐ流通路１６と、を備え、流動抵抗体２０は、攪拌用回転体１０とは異なる形状もしくは異なる大きさに構成されている、または攪拌用回転体１０とは異なる姿勢に配置されている。

　このような構成とすることで、被攪拌物の状態によらず効率的な攪拌を行うことができる。すなわち、攪拌用回転体１０の発生する流動を流動抵抗体２０によって適宜に乱すことが可能となるため、被攪拌物中により複雑な流動を発生させ、攪拌効率を向上させることができる。

　また、攪拌用回転体１０および流動抵抗体２０は、回転軸（中心軸Ｃ）方向に並べて配置されている。このようにすることで、攪拌用回転体１０に向かう流動を流動抵抗体２０によって効果的に乱すことが可能となるため、被攪拌物中により複雑な流動を発生させることができる。

　また、吸入口１２は、流動抵抗体２０側に向けて設けられるものであってもよい。このようにすることで、吸入口１２へ向かう比較的強い旋回流を流動抵抗体２０によって効果的に乱すことが可能となるため、被攪拌物中により複雑な流動を発生させることができる。

　また、流動抵抗体２０は、抵抗体回転軸（中心軸Ｃ）を中心に回転するものであってもよい。このようにすることで、攪拌用回転体１０の発生する流動を流動抵抗体２０によって効果的に乱すことが可能となるため、被攪拌物中により複雑な流動を発生させることができる。

　また、流動抵抗体２０は、抵抗体回転軸（中心軸Ｃ）を中心に回転する抵抗体本体２１と、抵抗体本体２１の表面に設けられる抵抗体吸入口２２と、抵抗体本体２１の表面において抵抗体吸入口２２よりも抵抗体回転軸（中心軸Ｃ）から遠心方向外側の位置に設けられる抵抗体吐出口２４と、抵抗体吸入口２２と抵抗体吐出口２４を繋ぐ抵抗体流通路２６と、を備えるものであってもよい。このようにすることで、攪拌用回転体１０の発生する流動と流動抵抗体２０の発生する流動を相乗的に作用させることが可能となるため、被攪拌物中により複雑な流動を発生させることができる。

　また、流動抵抗体２０は、抵抗体吐出口２４を通過する流動の流速または流量が、吐出口１４を通過する流動の流速または流量よりも低くなるように構成されるものであってもよい。このようにすることで、攪拌用回転体１０の発生する流動に対し、流動抵抗体２０の発生する流動を効果的に作用させることが可能となり、例えば浮遊物や沈降物等を被攪拌物中に分散させるような場合に特に好適となる。

　また、流動抵抗体２０は、抵抗体吸入口２２を通過する流動の流速または流量が、吸入口１２通過する流動の流速または流量よりも低くなるように構成されるものであってもよい。このようにすることで、攪拌用回転体１０の発生する流動に対し、流動抵抗体２０の発生する流動を効果的に作用させることが可能となり、例えば浮遊物や沈降物等を被攪拌物中に分散させるような場合に特に好適となる。

　また、抵抗体吸入口２２は、攪拌用回転体１０側に向けて設けられるものであってもよい。このようにすることで、攪拌用回転体１０の発生する流動に対し、流動抵抗体２０の発生する流動を効果的に作用させることが可能となるため、被攪拌物中により複雑な流動を発生させることができる。また、流動抵抗体２０を液面側に配置する必要がある場合においても、気泡の混入や発泡の防止と攪拌効率の向上を両立させることができる。

　また、流動抵抗体２０は、抵抗体回転軸（中心軸Ｃ）に直交する方向の最大寸法が、攪拌用回転体１０よりも小さく構成されるものであってもよい。このようにすることで、攪拌用回転体１０の発生する流動に対し、流動抵抗体２０の発生する流動を効果的に作用させることが可能となるため、被攪拌物中により複雑な流動を発生させることができる。

　また、流動抵抗体２０は、抵抗体回転軸方向（中心軸Ｃ方向）に沿って攪拌用回転体１０に近づくにつれて漸次抵抗体回転軸（中心軸Ｃ）から遠ざかる傾斜面を有する形状に構成されるものであってもよい。このようにすることで、流動抵抗体２０に向かう流動を適宜に誘導すると共に、攪拌用回転体１０の発生する流動に対し、流動抵抗体２０の発生する流動を効果的に作用させることが可能となるため、被攪拌物中により複雑な流動を発生させることができる。

　以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明の攪拌装置は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。また、上記実施形態において示した作用および効果は、本発明から生じる最も好適な作用および効果を列挙したものに過ぎず、本発明による作用および効果は、これらに限定されるものではない。

　本発明の攪拌装置は、各種流体の攪拌や分散・混合等の分野で利用することができる。

　１　攪拌装置
　１０　攪拌用回転体
　１１　攪拌用回転体の本体
　１２　攪拌用回転体の吸入口
　１４　攪拌用回転体の吐出口
　１６　攪拌用回転体の流通路
　２０　流動抵抗体
　２１　流動抵抗体の本体
　２２　流動抵抗体の吸入口
　２４　流動抵抗体の吐出口
　２６　流動抵抗体の流通路
　Ｃ　中心軸

Claims (10)

1. 　互いに隣接して配置される攪拌用回転体および流動抵抗体を備え、
   　前記攪拌用回転体は、
   　回転軸を中心に回転する本体と、
   　前記本体の表面に設けられる吸入口と、
   　前記本体の表面において前記吸入口よりも前記回転軸から遠心方向外側の位置に設けられる吐出口と、
   　前記吸入口と前記吐出口を繋ぐ流通路と、を備え、
   　前記流動抵抗体は、前記攪拌用回転体とは異なる形状もしくは異なる大きさに構成される、または前記攪拌用回転体とは異なる姿勢に配置されることを特徴とする、
   　攪拌装置。
2. 　前記攪拌用回転体および前記流動抵抗体は、前記回転軸方向に並べて配置されることを特徴とする、
   　請求の範囲１に記載の攪拌装置。
3. 　前記吸入口は、前記流動抵抗体側に向けて設けられることを特徴とする、
   　請求の範囲１または２に記載の攪拌装置。
4. 　前記流動抵抗体は、抵抗体回転軸を中心に回転することを特徴とする、
   　請求の範囲１乃至３のいずれかに記載の攪拌装置。
5. 　前記流動抵抗体は、
   　前記抵抗体回転軸を中心に回転する抵抗体本体と、
   　前記抵抗体本体の表面に設けられる抵抗体吸入口と、
   　前記抵抗体本体の表面において前記抵抗体吸入口よりも前記抵抗体回転軸から遠心方向外側の位置に設けられる抵抗体吐出口と、
   　前記抵抗体吸入口と前記抵抗体吐出口を繋ぐ抵抗体流通路と、を備えることを特徴とする、
   　請求の範囲４に記載の攪拌装置。
6. 　前記流動抵抗体は、前記抵抗体吐出口を通過する流動の流速または流量が、前記吐出口を通過する流動の流速または流量よりも低くなるように構成されることを特徴とする、
   　請求の範囲５に記載の攪拌装置。
7. 　前記流動抵抗体は、前記抵抗体吸入口を通過する流動の流速または流量が、前記吸入口を通過する流動の流速または流量よりも低くなるように構成されることを特徴とする、
   　請求の範囲５または６に記載の攪拌装置。
8. 　前記抵抗体吸入口は、前記攪拌用回転体側に向けて設けられることを特徴とする、
   　請求の範囲５乃至７のいずれかに記載の攪拌装置。
9. 　前記流動抵抗体は、前記抵抗体回転軸に直交する方向の最大寸法が、前記攪拌用回転体よりも小さく構成されることを特徴とする、
   　請求の範囲４乃至８のいずれかに記載の攪拌装置。
10. 　前記流動抵抗体は、前記抵抗体回転軸方向に沿って前記攪拌用回転体に近づくにつれて漸次前記抵抗体回転軸から遠ざかる傾斜面を有する形状に構成されることを特徴とする、
    　請求の範囲４乃至９のいずれかに記載の攪拌装置。

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