(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-03-08
(45)【発行日】2023-03-16
(54)【発明の名称】撹拌用回転体及び撹拌装置
(51)【国際特許分類】
B01F 27/96 20220101AFI20230309BHJP
B01F 27/80 20220101ALI20230309BHJP
【ＦＩ】
B01F27/96
B01F27/80
【請求項の数】
3
(21)【出願番号】P 2019080502
(22)【出願日】2019-04-04
(65)【公開番号】P2020006362
(43)【公開日】2020-01-16
【審査請求日】2021-03-31
(31)【優先権主張番号】P 2018135377
(32)【優先日】2018-07-02
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
【前置審査】
(73)【特許権者】
【識別番号】592035154
【氏名又は名称】株式会社田定工作所
(72)【発明者】
【氏名】田 益久
【審査官】長谷部 智寿
(56)【参考文献】
【文献】米国特許第０４０１８５９８（ＵＳ，Ａ）
【文献】特開平０９－３２７３８８（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許第０３９８６７０４（ＵＳ，Ａ）
【文献】特開平０５－１５４３６８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特許第４４１８０１９（ＪＰ，Ｂ２）
【文献】特開昭５０－０３７０６１（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１６／１５２８９５（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２０１４－１４７８８３（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１７／００８８２４４（ＵＳ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ０１Ｆ ２７／００－２７／９６
Ｂ０１Ｆ ２３／４０－２３／４７
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
中心軸線に沿って所定距離離間した状態で、該中心軸線に交差する第１及び第２の一対の端面、及び、該中心軸線と同心に形成され、第１及び第２の端面の外周縁を互いに連結する外周面を有し、容器中に収容された撹拌対象となる流体中に浸漬され、前記中心軸線回りに回転駆動される本体と、前記第１の端面に形成され、前記中心軸線から第１の距離だけ離間した第１の開口と、
前記第２の端面に形成され、前記中心軸線から前記第１の距離より長く設定された第２の距離だけ離間した第２の開口と、
前記第１及び第２の開口を互いに連通する第１の流路と、
前記第１の端面に形成され、前記中心軸線から第１の距離より長く設定された第３の距離だけ離間した第３の開口と、
前記第２の端面に形成され、前記中心軸線から前記第３の距離より短く設定された第４の距離だけ離間した第４の開口と、
前記第３及び第４の開口を互いに連通する第２の流路と、
を具備し、
前記本体の外周面には、前記第１乃至４の開口の何れにも連通する開口が形成されておらず、
前記第１の距離と前記第４の距離とは実質的に同一の値に設定され、
前記第２の距離と前記第３の距離とは実質的に同一の値に設定され、
前記第１及び第３の開口は、前記第１の端面上において、互いに入れ子状態で等角度的に複数配設され、
前記第２及び第４の開口は、前記第２の端面上において、互いに入れ子状態で等角度的に複数配設され、
前記本体の前記中心軸線周りの回転により、前記第１の流路内の流体に遠心力が作用して、該第１の流路内にある流体は前記第２の開口から吐出され、この吐出に伴い、前記第１の流路内が負圧となり、この負圧に基づき、前記容器中の流体が、前記第１の開口から前記第１の流路内に吸い込まれると共に、
前記本体の回転により、前記第２の流路内の流体に遠心力が作用し、この遠心力に基づき、前記第３の開口から流体が吐出し、この吐出に伴い前記第２の流路内が負圧となり、この負圧に基づき、前記容器中の流体が、前記第４の開口から前記第２の流路内に吸い込まれ、
前記容器内の流体は、前記第１の流路内では、前記第１の端面側から前記第２の端面側に向けて送出される状態で、また、前記第２の流路内では、前記第２の端面側から前記第１の端面側に向けて送出される状態で撹拌され、
前記容器内の流体が全体的に撹拌されるとことを特徴とする撹拌用回転体。
【請求項2】
撹拌対象となる流体が収容される容器であって、これの中心軸線に沿って延出する容器と、この容器内を、所定の駆動軸線に沿って延出する駆動軸と、
この駆動軸を前記駆動軸線周りに回転駆動する駆動手段と、
前記容器内に配設され、前記駆動軸にこれと一体回転するように取り付けられた撹拌用回転体とを具備し、
前記撹拌用回転体は、
前記駆動軸線に沿って所定距離離間した状態で、該所定の軸線に交差する第１及び第２の一対の端面、及び、該駆動軸線と同心に形成され、第１及び第２の端面の外周縁を互いに連結する外周面を有し、容器中に収容された撹拌対象となる流体中に浸漬され、該駆動軸線回りに回転駆動される本体と、
前記第１の端面に形成され、前記駆動軸線から第１の距離だけ離間した第１の開口と、
前記第２の端面に形成され、前記駆動軸線から前記第１の距離より長く設定された第２の距離だけ離間した第２の開口と、
前記第１及び第２の開口を互いに連通する第１の流路と、
前記第１の端面に形成され、前記駆動軸線から第１の距離より長く設定された第３の距離だけ離間した第３の開口と、
前記第２の端面に形成され、前記駆動軸線から前記第３の距離より短く設定された第４の距離だけ離間した第４の開口と、
前記第３及び第４の開口を互いに連通する第２の流路と、
を具備し、
前記本体の外周面には、前記第１乃至４の開口の何れにも連通する開口が形成されておらず、
前記第１の距離と前記第４の距離とは実質的に同一の値に設定され、
前記第２の距離と前記第３の距離とは実質的に同一の値に設定され、
前記第１及び第３の開口は、前記第１の端面上において、互いに入れ子状態で等角度的に複数配設され、
前記第２及び第４の開口は、前記第２の端面上において、互いに入れ子状態で等角度的に複数配設され、
前記本体の前記駆動軸線周りの回転により、前記第１の流路内の流体に遠心力が作用して、該第１の流路内にある流体は前記第２の開口から吐出され、この吐出に伴い、該第１の流路内が負圧となり、この負圧に基づき、前記容器中の流体が、前記第１の開口から前記第１の流路内に吸い込まれると共に、
前記本体の前記駆動軸線周りの回転により、前記第２の流路内の流体に遠心力が作用し、この遠心力に基づき、前記第３の開口から流体が吐出し、この吐出に伴い前記第２の流路内が負圧となり、この負圧に基づき、前記容器中の流体が、前記第４の開口から前記第２の流路内に吸い込まれ、
前記容器内の流体は、前記第１の流路内では、前記第１の端面側から前記第２の端面側に向けて送出される状態で、また、前記第２の流路内では、前記第２の端面側から前記第１の端面側に向けて送出される状態で撹拌され、
前記容器内の流体が全体的に撹拌されるとことを特徴とする撹拌装置。
【請求項3】
前記駆動軸線は、前記中心軸線に一致した状態で配設されていることを特徴とする請求項２に記載の撹拌装置。【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この発明は、流体を撹拌する撹拌用回転体及び撹拌装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、２種類以上の液体を混合する場合や、粉体等を水や有機溶剤等の液体に分散させる場合等に、所定の角度の翼を複数有する回転翼を設けた撹拌装置が用いられていた。
【0003】
しかし、回転翼を用いた撹拌装置では、流体中に気泡が混入しやすい、という問題があった。特に、粘度が高い流体を用いた場合には、混入した気泡が流体中から消泡するのに時間がかかる、という問題がある。また、回転翼を用いた撹拌装置では、回転翼に対して放射方向の噴流が拡散することから、粘度が高い流体を用いた場合には撹拌効率が悪い、という問題がある。
【0004】
このような問題を解決する技術として、翼を有さずに、上端が閉塞する六角筒状に形成され、側面に複数の孔を有する撹拌羽根を用いた撹拌装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。この撹拌装置は、下端の開口から流体を吸い込み、側面の複数の孔から吐出することで水流を発生させ、流体を撹拌する。このため、特許文献１に記載された撹拌装置は、流体中に気泡が生じるのを防止することができる。
【0005】
しかしながら、特許文献１に記載の撹拌装置では、以下の問題があった。即ち、特許文献１に記載された撹拌羽根を用いた撹拌装置では、高粘度の液体であっても撹拌可能であるが、下端の開口から吸い込んで側面の孔から吐出する構成であることから、流体は、撹拌羽根から下方においてより循環する。このため、上述した撹拌羽根を用いた撹拌装置では、撹拌のばらつきが生じる虞があった。
【0006】
この問題点を解決する技術として、回転軸方向に垂直な断面が円形状に構成される本体と、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、前記吸入口は、前記吐出口よりも前記回転軸に近い位置に配置され、前記吐出口は、前記吸入口よりも前記回転軸から半径方向外側の位置に配置されることを特徴とする攪拌用回転体が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【文献】特開平５－１５４３６８号公報
【文献】特許第４４１８０１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
しかしながら、特許文献２に記載の撹拌用回転体によれば、確かに、安定した状態での撹拌が可能とはなる。しかしながら、吐出口は基部の外周面に形成される技術した開示されていない状況で、回転体の回転により発生した遠心力で、流路部内の流体は吐出口から半径方向に沿って外方に向けて吐出する一方で、この吐出に基づき流路部内は負圧となり、この負圧により、撹拌用回転体が漬け込まれた容器内の流体は、吸込口から流路部内に吸込まれる構造となっている。
【0009】
この結果、容器内においては、流路部内から吐出口を介して半径方向外方に吐出された流体が、吸込口から流路部内に吸込まれることによる循環流が発生することになる。即ち、この循環流は、吸込口が設けられた側において、強制流として機能する一方で、吸込口が設けられた側とは反対側においても、循環流は発生するが、これは強制流ではなく、強制流により副次的に発生した従動流として機能するものであり、循環水流としての力は、弱くならざるを得ない問題点が指摘されていた。
【0010】
また、吐出口が外周面に形成されているため、この撹拌体の外周面を、これが浸漬される容器の内周面に近接した状態で配置することが出来ないことになる。この結果、撹拌体における中心軸線から外周面までの距離、即ち、半径を可及的に大きく設定することができず、従って、撹拌体の撹拌力を強化するために撹拌体の半径寸法を大きくすることが困難である問題点が指摘されていた。
【課題を解決するための手段】
【0011】
この発明は、上述した課題に鑑みなされたもので、この発明の主たる目的は、流体が収容された容器中に、撹拌用回転体を浸漬した状態で、該撹拌用回転体を回転させることにより、該容器内の流体を強く撹拌させることができる撹拌用回転体及び撹拌装置を提供することである。
【0012】
また、この発明の別の目的は、撹拌用回転体の外周面が容器の内周面に近接する状態で配設したとしても、容器内の流体を確実に撹拌させることのできる撹拌用回転体及び撹拌装置を提供することである。
【0013】
上述した目的を達成するため、この発明に係わる撹拌用回転体は、請求項１の記載によれば、中心軸線に沿って所定距離離間した状態で、該中心軸線に交差する第１及び第２の一対の端面、及び、該中心軸線と同心に形成され、第１及び第２の端面の外周縁を互いに連結する外周面を有し、容器中に収容された撹拌対象となる流体中に浸漬され、前記中心軸線回りに回転駆動される本体と、前記第１の端面に形成され、前記中心軸線から第１の距離だけ離間した第１の開口と、前記第２の端面に形成され、前記中心軸線から前記第１の距離とは異なる第２の距離だけ離間した第２の開口と、前記第１及び第２の開口を互いに連通する流路とを具備し、前記本体の外周面には、前記第１又は第２の開口に連通する開口が形成されていないことを特徴としている
【0014】
このように、請求項１に記載の撹拌用回転体を構成することにより、流体が収容された容器中に、撹拌用回転体を浸漬した状態で、該撹拌用回転体を回転させることにより、該容器内の流体を強く撹拌させることができることになる。
【0015】
また、この発明に係わる撹拌用回転体は、請求項２の記載によれば、前記第１及び第２の端面は、各々、前記中心軸線に直交するように配設されていることを特徴としている。
【0016】
このように、請求項２に記載の撹拌用回転体を構成することにより、前記本体２０の加工に際しての材料費、加工費を最小限に抑制することができることになる。
【0017】
また、この発明に係わる撹拌用回転体は、請求項３の記載によれば、前記第２の距離は、前記第１の距離よりも短く設定され、前記流路は、前記第１及び第２の開口を互いに連通する第１の流路を備えて構成され、前記本体の前記中心軸線周りの回転により、前記第１の流路内の流体に遠心力が作用して、該第１の流路内にある流体は前記第１の開口から吐出され、この吐出に伴い、前記第１の流路内が負圧となり；この負圧に基づき、前記容器中の流体が、前記第２の開口から前記第１の流路内に吸い込まれ、前記容器内の流体は、前記本体の回転により、前記本体の第２の端面側から、第１の端面側に送られる状況で撹拌されることを特徴としている。
【0018】
このように、請求項３に記載の撹拌用回転体を構成することにより、前記容器内の流体は、前記本体の回転により、前記本体の第２の端面側から、第１の端面側に送られ、前記本体の第１の端面側の流体は、前記本体と容器との間の空間隙を通って、前記本体の第２の端面側に戻される状況で、前記容器内の流体は確実に撹拌されることになる。
【0019】
また、この発明に係わる撹拌用回転体は、請求項４の記載によれば、前記第２の距離は、前記第１の距離よりも長く設定され、前記流路は前記第１及び第２の開口を互いに連通する第２の流路を備えて構成され、前記本体の前記中心軸線周りの回転により、前記第２の流路内の流体に遠心力が作用して、該第２の流路内にある液体は前記第２の開口から吐出され、この吐出に伴い前記第１の流路内が負圧となり；この負圧に基づき、前記容器１８中の流体が、前記第１の開口から前記第２の流路内に吸い込まれ、前記容器内の流体は、前記本体の回転により、前記本体の第１の端面側から、第２の端面側に送られる状況で撹拌されることを特徴としている。
【0020】
このように、請求項４に記載の撹拌用回転体を構成することにより、前記容器内の流体は、前記本体の回転により、前記本体の第１の端面側から、第２の端面側に送られ、前記本体の第２の端面側の流体は、前記本体と容器との間の空間を通って、前記本体の第１の端面側に戻される状況で、前記容器内の流体は確実に撹拌されることになる。
【0021】
また、この発明に係わる撹拌用回転体は、請求項５の記載によれば、前記流路は、その断面形状を円形状に設定され、及び、直線状に延出することを特徴としている。
【0022】
このように、請求項５に記載の撹拌用回転体を構成することにより、前記流体は、最小の流路抵抗を受ける状態で、前記第１の流路内を流れることが出来ることになる。
【0023】
また、この発明に係わる撹拌用回転体は、請求項６の記載によれば、前記第１の端面には、前記中心軸線から前記第１の距離より短く設定された第３の距離だけ離間した第３の開口が形成され、前記第２の端面には、前記中心軸線から前記第２の距離より長く設定された第４の距離だけ離間した第４の開口が形成され、前記流路は、前記第３及び第４の開口を互いに連通する第３の流路を更に備えて構成され、前記外周面には、前記第３又は第４の開口に連通する開口が形成されておらず、前記本体の回転により、前記第３の流路内の流体に遠心力が作用し、この遠心力に基づき、前記第４の開口から流体が吐出し、この吐出に伴い前記第３の流路内が負圧となり；この負圧に基づき、前記容器中の流体が、前記第３の開口から前記第３の流路内に吸い込まれ、流体は第１の流路内では、前記第２の端面側から前記第１の端面側に向けて送出され、前記第３の流路内では、前記第１の端面側から第２の端面側に向けて送出される状態で、前記容器内の流体が全体的に撹拌されることを特徴としている。
【0024】
このように、請求項６に記載の撹拌用回転体を構成することにより、前記容器内の流体は、前記本体の回転により、前記第１の流路内では、前記第２の端面側から第１の端面側に向けて送出され、前記第２の流路内では、前記第１の端面側から第２の端面側に向けて送出される状態で、撹拌され、容器内の流体は全体として確実に撹拌されることになる。
【0025】
また、この発明に係わる撹拌用回転体は、請求項７の記載によれば、前記第３の流路は、その断面形状を円形状に設定されると共に、直線状に延出することを特徴としている。
【0026】
このように、請求項７に記載の撹拌用回転体を構成することにより、前記流体は、最小の流路抵抗を受ける状態で、前記第２の流路内を流れることが出来ることになる。
【0027】
また、この発明に係わる撹拌用回転体は、請求項８の記載によれば、前記第１の距離と前記第４の距離とは実質的に同一に設定され、前記第２の距離と前記第３の距離とは実質的に同一の値に設定され、前記第１及び第３の開口は、前記第１の端面上において、互いに入れ子状態で等角度的に複数配設され、前記第２及び第４の開口は、前記第２の端面上において、互いに入れ子状態で等角度的に複数配設されていることを特徴としている。
【0028】
このように、請求項８に記載の撹拌用回転体を構成することにより、前記第１乃至第４の開口の配設個数を効果的に増やすことが出来ると共に、生成される撹拌水流を複雑化して、より効率的な撹拌状態を達成することが出来ることになる。
【0029】
また、この発明に係わる撹拌装置は、請求項９の記載によれば、撹拌対象となる流体が収容される円筒状の容器であって、これの中心軸線と同軸の内周面を有し、該中心軸線に沿って延出する容器と、この容器内を、所定の軸線に沿って延出する駆動軸と、この駆動軸を前記所定の軸線周りに回転駆動する駆動手段と、前記容器内に配設され、前記駆動軸にこれと一体回転するように取り付けられた撹拌用回転体とを具備し、前記撹拌用回転体は、前記所定の軸線に沿って所定距離離間した状態で、該所定の軸線に交差する第１及び第２の一対の端面、及び、該所定の軸線と同心に形成され、第１及び第２の端面の外周縁を互いに連結する外周面を有し、容器中に収容された撹拌対象となる流体中に浸漬され、前記所定の軸線回りに回転駆動される本体と、前記第１の端面に形成され、前記所定の軸線から第１の距離だけ離間した第１の開口と、前記第２の端面に形成され、前記所定の軸線から前記第１の距離とは異なる第２の距離だけ離間した第２の開口と、前記第１及び第２の開口を互いに連通する流路とを備え、前記本体の外周面には、前記第１又は第２の開口に連通する開口が形成されていないことを特徴としている。
【0030】
このように、請求項９に記載の撹拌装置を構成することにより、容器内の流体を確実に撹拌することが出来るとともに、容器内に撹拌用回転体の本体を、これの外周面が容器１８の内周面に近接する状態で配設したとしても、容器内の流体を確実に撹拌させることができることになる。
【0031】
また、この発明に係わる撹拌装置は、請求項１０の記載によれば、撹拌対象となる流体が収容される円筒状の容器であって、これの中心軸線と同軸の内周面を有し、該中心軸線に沿って延出する容器と、この容器内を、所定の軸線に沿って延出する駆動軸と、この駆動軸を前記所定の軸線周りに回転駆動する駆動手段と、前記容器内に配設され、前記駆動軸にこれと一体回転するように取り付けられ、前記所定の軸線に沿って互いに離間した状態で複数個並設された撹拌用回転体とを具備し、前記撹拌用回転体の各々は、前記所定の軸線に沿って所定距離離間した状態で、該所定の軸線に交差する第１及び第２の一対の端面、及び、該所定の軸線と同心に形成され、第１及び第２の端面の外周縁を互いに連結する外周面を有し、容器中に収容された撹拌対象となる流体中に浸漬され、前記中心軸線回りに回転駆動される本体と、前記第１の端面に形成され、前記所定の軸線から第１の距離だけ離間した第１の開口と、前記第２の端面に形成され、前記所定の軸線から前記第１の距離とは異なる第２の距離だけ離間した第２の開口と、前記第１及び第２の開口を互いに連通する流路とを備え、前記本体の外周面には、前記第１又は第２の開口に連通する開口が形成されていないことを特徴としている。
【0032】
このように、請求項１０に記載の撹拌装置を構成することにより、複数の撹拌用回転体の本体が前記容器中に収容された前記流体中に浸漬された状態で、前記容器内の流体をより確実に且つ強力に撹拌することが出来ることになると共に、容器内に複数の撹拌用回転体を、これらの外周面が容器の内周面に近接する状態で配設したとしても、容器内の流体をより確実に且つ強力に撹拌させることが出来ることになる。
【0033】
また、この発明に係わる撹拌装置は、請求項１１の記載によれば、前記駆動軸は、前記中心軸線に一致した状態で配設されていることを特徴としている。
【0034】
このように、請求項１１に記載の撹拌装置を構成することにより、前記撹拌用回転体を、最も収容効率が良い状態で、容器内に収容することが出来ることになる。
【0035】
また、この発明に係わる撹拌装置は、請求項１２の記載によれば、前記本体の外周面は、前記容器の内周面に近接するように配設されていることを特徴としている。
【0036】
このように、請求項１２に記載の撹拌装置を構成することにより、前記容器に撹拌用回転体を入れ込む状況においても、この撹拌用回転体の本体の外径寸法を極大まで大きく設定することができ、第１及び第２の開口の離間距離を効果的に長く設定して、第１の流路内に発生する遠心力を強く設定することが出来ることになる。
【0037】
また、この発明に係わる撹拌装置は、請求項１３の記載によれば、前記本体の外周面は、前記容器の内周面から遠く離間するように配設されていることを特徴としている。
【0038】
このように、請求項１３に記載の撹拌装置を構成することにより、このように、容器のサイズに何ら限定されること無く、撹拌用回転体を容器の流体中に漬け込んで、容器内の流体を確実に撹拌することが可能となる。また、容器内における撹拌用回転体の配設位置を、自由に設定することができ、具体的には、流体中の深さ方向位置及び半径方向位置を任意に設定しても、流体を確実に撹拌することができ、設計上の自由度が向上する。
【0039】
また、この発明に係わる撹拌装置は、請求項１４の記載によれば、前記第１及び第２の端面は、各々、前記中心軸線に直交するように配設されていることを特徴としている。
【0040】
このように、請求項１４に記載の撹拌装置を構成することにより、前記本体の加工に際しての材料費、加工費を最小限に抑制する出来ることになる。
【0041】
また、この発明に係わる撹拌装置は、請求項１５の記載によれば、前記第２の距離は、前記第１の距離よりも短く設定され、前記流路は、前記第１及び第２の開口を互いに連通する第１の流路から構成され、前記本体の前記中心軸線周りの回転により、前記第１の流路内の流体に遠心力が作用して、該第１の流路内にある流体は前記第１の開口から吐出され、この吐出に伴い前記第１の流路内が負圧となり；この負圧に基づき、前記容器中の流体が、前記第２の開口から前記第１の流路内に吸い込まれ、前記容器内の流体は、前記本体の回転により、前記本体の第２の端面側から、第１の端面側に送られる状況で撹拌されることを特徴としている。
【0042】
このように、請求項１５に記載の撹拌装置を構成することにより、前記容器内の流体は、前記撹拌用回転体の回転により、前記本体の第２の端面側から、第１の端面側に送られる状況で確実に撹拌されることになる。
【0043】
また、この発明に係わる撹拌装置は、請求項１６の記載によれば、前記第２の距離は、前記第１の距離よりも長く設定され、前記流路は、前記第１及び第２の開口を互いに連通する第２の流路から構成され、前記本体の前記中心軸線周りの回転により、前記第２の流路内の流体に遠心力が作用して、該第２の流路内にある液体は前記第２の開口から吐出され、この吐出に伴い前記第２の流路内が負圧となり；この負圧に基づき、前記容器中の流体が、前記第１の開口から前記第２の流路内に吸い込まれ、前記容器内の流体は、前記本体の回転により、前記本体の第１の端面側から、第２の端面側に送られる状況で撹拌されることを特徴としている。
【0044】
このように、請求項１６に記載の撹拌装置を構成することにより、前記容器１８内の流体ＬＱは、前記撹拌用回転体１２の回転により、前記本体２０の第１の端面２０Ａ側から、第２の端面２０Ｂ側に送られる状況で確実に撹拌されることになる。
【0045】
また、この発明に係わる撹拌装置は、請求項１７の記載によれば、前記流路は、その断面形状を円形状に設定され、及び、直線状に延出することを特徴としている。
【0046】
このように、請求項１７に記載の撹拌装置を構成することにより、前記流体ＬＱは、最小の流路抵抗を受ける状態で、前記第１の流路内を流れることが出来ることになる。
【0047】
また、この発明に係わる撹拌装置は、請求項１８の記載によれば、前記第１の端面には、前記中心軸線から前記第１の距離より短く設定された第３の距離だけ離間した第３の開口が形成され、前記第２の端面には、前記中心軸線から前記第２の距離より長く設定された第４の距離だけ離間した第４の開口が形成され、前記流路は、前記第３及び第４の開口を互いに連通する第３の流路を更に備えて構成され、前記外周面には、前記第３及び第４の開口に連通する開口が形成されておらず、前記本体の回転に伴い前記第３の流路内の流体に遠心力が作用し、この遠心力に基づき、前記第４の開口から流体が吐出し、この吐出に伴い前記第３の流路内が負圧となり；この負圧に基づき、前記容器中の流体が、前記第３の開口から前記第３の流路内に吸い込まれ、前記容器１８内の流体は、前記本体の回転により、前記第１の流路内では、前記第２の端面側から前記第１の端面側に向けて送出され、前記第３の流路内では、前記第１の端面側から第２の端面側に向けて吐出される状態で、前記容器内の流体が全体的に撹拌されることを特徴としている。
【0048】
このように、請求項１８に記載の撹拌装置を構成することにより、前記容器内の流体は、前記撹拌用回転体の回転により、前記第１の流路内では、前記第２の端面側から第１の端面側に向けて送出され、前記第３の流路内では、前記第１の端面側から第２の端面側に向けて送出される状態で撹拌され、容器内の流体は確実に撹拌される効果を奏することができる。
【0049】
また、この発明に係わる撹拌装置は、請求項１９の記載によれば、前記第３の流路は、その断面形状を円形状に設定され、及び、該第２の流路は直線状に延出することを特徴としている。
【0050】
このように、請求項１９に記載の撹拌装置を構成することにより、前記流体ＬＱは、最小の流路抵抗を受ける状態で、前記第３の流路内を流れることが出来ることになる。
【0051】
また、この発明に係わる撹拌装置は、請求項２０の記載によれば、前記第１の距離と前記第４の距離とは同一に設定され、前記第２の距離と前記第３の距離とは同一の値に設定され、前記第１及び第３の開口は、前記第１の端面上において、互いに入れ子状態で等角度的に複数配設され、前記第２及び第４の開口は、前記第２の端面上において、互いに入れ子状態で等角度的に複数配設されていることを特徴としている。
【0052】
このように、請求項２０に記載の撹拌装置を構成することにより、前記第１乃至第４の開口の配設個数を効果的に増やすことが出来ると共に、生成される撹拌水流を複雑化して、より効率的な撹拌状態を達成することが出来ることになる。
【発明の効果】
【0053】
この発明によれば、流体が収容された容器中に、撹拌用回転体を浸漬した状態で、該撹拌用回転体を回転させることにより、該容器内の流体を強く撹拌させることができる撹拌用回転体及び撹拌装置が提供されることになる。
【0054】
また、この発明によれば、撹拌用回転体の外周面が容器の内周面に近接する状態で配設したとしても、容器内の流体を確実に撹拌させることのできる撹拌用回転体及び撹拌装置が提供されることになる。
【図面の簡単な説明】
【0055】
【図1】 この発明の第１の実施形態に係る撹拌装置の構成を模式的に示す正面図である。
【図3】 この発明の第２の実施形態に係わる撹拌装置の構成を模式的に示す正面図である。
【図5】 この発明の第３の実施形態に係わる撹拌装置の構成を模式的に示す正面図である。
【図7】 この発明の第４の実施形態に係わる撹拌装置の構成を模式的に示す正面図である。
【図8】 この発明の第５の実施形態にかかわる撹拌装置の構成を模式的に示す正面図である。
【図9】 この発明に関わる撹拌用回転体の一変形例の構成を示す底面図である。
【発明を実施するための形態】
【0056】
【0057】
図１は第１の実施形態（第１の実施例）に係る撹拌装置１０の構成を模式的に示す正面図であり、図２は撹拌装置１０に用いられる撹拌用回転体１２の構成を取り出して示す図であり、詳細には、図２（Ａ）は撹拌用回転体１２の縦断面形状を、そして、図２（Ｂ）は撹拌用回転体１２の底面形状を示している。
【0058】
図１に示すように、第１の実施例の撹拌装置１０は、回転駆動モータを備えた駆動装置１４と、この駆動装置１４により中心軸線ＣＡ（この実施例では垂直軸線に沿って延出している。）周りに回転駆動される回転軸１６と、この回転軸１６の図中下端にこれを一体回転するように同軸に取り付けられた撹拌用回転体１２と、を備えている。
【0059】
撹拌装置１０は、この実施例においては、細長い容器１８内に貯留された流体としての液体ＬＱ中に、撹拌用回転体１２を浸漬した状態で配置しており、駆動装置１４により撹拌用回転体１２を回転させることで、液体ＬＱを撹拌するように構成されている。この撹拌装置１０は、容器１８の上面に固定されるか、又は、使用者によって把持可能に構成されている。尚、この容器１８は、上端面が開放され、中心軸線に沿って細長く延出する状態で形成されており、第１の半径ｒ１の内周面１８Ａを備えている。尚、この第１の実施例においては、液体ＬＱとして、２液以上の塗料液の混合体が採用されるが、液体ＬＱとしてこのような構成に限定されること無く、１液の塗料に光輝材等の粉体が混合されたものでもよく、要は、混合して均質化を目指す流体であれば、何でも良い。
【0060】
撹拌用回転体１２は、図２に示すように、円板状の本体２０を備え、この本体２０は、中心軸線ＣＡに直交する面に沿うと共に、互いに所定間隔だけ離間して設けられた上下一対の端面２０Ａ、２０Ｂ（図中下側の端面を第１の端面として符号２０Ａで示し、図中上側の端面を第２の端面として符号２０Ｂで示す。）と、第１及び第２の端面２０Ａ，２０Ｂの外周縁を互いに連結し、中心軸線ＣＡから第２の半径ｒ２の外周面２０Ｃとを備えて構成されている。この本体２０は、ステインレス鋼等のＳＵＳ材やアルミニウム等の金属材料から形成されているものであるが、これに限定されること無く、ＰＰ、ＰＴＦＥ若しくはＭＣナイロン等の合成樹脂材料により形成されることが出来ることは、言うまでも無い。
【0061】
ここで、この実施例においては、撹拌用回転体１２の本体２０の外周面２０Ｃの第２の半径ｒ２は、上述した容器１８の内周面２０Ａの第１の半径ｒ１よりも、僅かに小さな値に設定されている。換言すれば、この実施例において、撹拌用回転体１２の本体２０の外周面２０Ｃは、容器１８の内周面１８Ａに近接する状態で、容器１８内に入れられているものである。
【0062】
即ち、本体２０の外周面２０Ｃと容器１８の内周面１８Ａとの間には、間隙ｇ（＝ｒ１－ｒ２）が存在しているが、この間隙ｇは、この実施例においては、本体２０の回転に伴い、これの外周面２０Ｃに触れる液体ＬＱに発生する境界層の厚さよりも僅かに大きな値となるように設定されている。尚、この境界層の厚さは、撹拌用回転体１２の回転速度及び液体ＬＱの粘度等により定まるものであり、換言すれば、撹拌用回転体１２の本体２０のサイズは、これの回転速度及び撹拌対象としての液体ＬＱの粘度等により予め計算される間隙ｇを考慮して、設計されるものである。
【0063】
特に、この間隙ｇの設定においては、これが本体２０の外周面２０Ｃ上に規定される境界層の厚さよりも小さく設定されると、この間隙ｇを液体ＬＱが通る（通過する）ことが阻害され、一種の液体シールが規定されてしまうことになる。この結果、容器１８内に貯留された流体ＬＱが、この撹拌用回転体１２により上下に分断されて、詳細は後述するが、撹拌用回転体１２回転に伴い、撹拌用回転体１２の上側に位置する液体ＬＱが撹拌用回転体１２の下側に吐出される状態で、間隙ｇを通っての上側に戻る流れが阻止されることになるので、容器１８内の液体ＬＱの撹拌と言う観点においては、好ましくないことは言うまでも無い。
【0064】
一方、この間隙ｇの設定において、上記流体シールの発生阻止の観点から、この間隙ｇの値を大きく設定してしまうと、必然的に、撹拌用回転体１２の本体２０の第２の半径ｒ２が相対的に小さな値とせざるを得ない状況となる。この第２の半径ｒ２が小さくなると、これも後述する点であるが、本体２０に形成される第１の流路２２の半径方向に沿う長さが制限されて、この結果、撹拌用回転体１２の回転に伴い第１の流路２２に作用する遠心力が、第２の半径ｒ２を最大限に設定する場合と比較して相対的に弱くなってしまい、従って、撹拌力が弱まることとなり、好ましくないことは言うまでも無い。このように、間隙ｇの値の設定には、この実施例においては、上述した境界層の厚さより僅かに大きな値とすることが好適するものである。
【0065】
ここで、図２に示すように、上述した撹拌用回転体１２の本体２０の、第１の端面としての下側端面２０Ａには、複数の第１の開口２２、この実施例では、８個の下側開口２２が形成され、第２の端面としての上側端面２０Ｂにも、下側開口２２と同数の８個の上側開口２４が第２の開口として形成されている。
【0066】
また、本体２０の中心部には、中心軸線ＣＡに沿って上下方向に貫通した状態で、上述した回転軸１６が緊密に嵌入される挿通穴２６が形成されている。尚、回転軸１６が挿通穴２６に嵌入された状態で、図示しない結合機構を介して、回転軸１６と本体２０とは一体的に結合され、回転軸１６の回転に応じて撹拌用回転体１２は一体回転するように設定されている。尚、結合機構はこの発明の要旨とは無関係であるので、これ以上の説明を省略する。
【0067】
下側開口２２の各々は、中心軸線ＣＡから第１の距離ｄ１に中心位置があって、下側端面２０Ａの外周部において等角度的に配置されている。換言すれば、８つの下側開口２２の中心位置は、半径ｄ１の円周線上に等角度的に位置しているものである。また、上側開口２４の各々は、中心軸線ＣＡから上記した第１の距離ｄ１とは異なるとともに、この実施例では第１の距離ｄ１よりも短い第２の距離ｄ２に中心位置があって、上側端面２０Ｂの内周部において等角度的に配置されている。換言すれば、８つの上側開口２４の中心位置は、半径ｄ２の円周線上に等角度的に位置しているものである。
【0068】
上下一対の開口２２，２４は、図２（Ａ）に示すように、軸方向に沿う高さ位置は異なるものの、図２（Ｂ）に示すように、平面視においては、本体２０の同一直径上に位置するように配置されている。このように各対の開口２２，２４は、図２（Ａ）に再び示すように、第１の流路２８により互いに連結されている。このような構成において、撹拌用回転体１２が中心軸線ＣＡ周りに回転駆動されると、第１の流路２８内に充填されている液体ＬＱに遠心力が作用する。ここで、中心軸線ＣＡより遠い位置にある下側開口２２に作用する遠心力は、中心軸線ＣＡより近い位置にある上側開口２４に作用する遠心力よりも強いものとなる。
【0069】
この結果、第１の流路２８内の液体ＬＱは、この遠心力を受けて、下側開口２２から外方に吐出されて、容器１８内に戻されることになる。この観点から、下側開口２２は吐出口として機能するものである。一方、容器１８内において本体２０よりも上側に位置する液体ＬＱは、流路２８内から液体ＬＱが下側開口（吐出口）２２から吐出されることにより、流路２８内が負圧となり、この負圧に基づき、流路２８内に引き込まれることになる。この観点から、上側開口２４は吸込口として機能するものである。
【0070】
そして、第１の流路２８は、図２（Ａ）に示すように、下側開口（吐出口）２２とこれに対応する上側開口（流入口）２４とを直線状に連続する空間により構成されているものであり、その断面形状は、図２（Ｃ）に示すように、円形状となるように設定されている。このように第１の流路２８の形状を設定することにより、流路２８内を通る液体ＬＱへの流路抵抗は効果的に低いものとなる。尚、第１の流路２８が連通する下側開口（吐出口）２２及び上側開口（吸込口）２４は、図２（Ｂ）において楕円形状として示されているが、これは、上述したように第１の流路２８の断面形状が円形に設定されている結果として楕円形状を呈しているまでで、必須要件は、第１の流路２８の断面形状が円形であることであり、開口部における楕円形状は、その結果でしかない。
【0071】
また、上述したように第１の流路２８は、直線状に延出するように構成されているので、本体２０にエンドミル等の機械的加工によって簡単に形成され、本体２０の中心軸線ＣＡ方向に対して傾斜すると共に、平面視において、この中心軸線ＣＡからの放射状に延出するものである。
【0072】
以上のように、この第１の実施例の撹拌装置１０及び撹拌用回転体１２は構成されているので、駆動装置１４が起動して回転軸１６を中心軸線ＣＡ回りに回転駆動することにより、この回転軸１６と一体回転するように取り付けられた撹拌用回転体１２も、容器１８内で液体ＬＱ中に浸漬された状態で、中心軸線ＣＡ回りに回転駆動されることになる。この結果、第１の流路２８内に充填されている液体ＬＱに、下側開口２２（吐出口）から吐出する方向に作用する遠心力が作用し、このようにして、第１の流路２８内の液体ＬＱは、この遠心力を受けて、下側開口２２から外方に吐出されて容器１８内に戻されることになる。一方、容器１８内において本体２０よりも上側に位置する液体ＬＱは、第１の流路２８内から液体ＬＱが下側開口（吐出口）２２から吐出されることにより、第１の流路２８内が負圧となり、この負圧に基づき、第１の流路２８内に引き込まれることになる。このようにして、容器１８内の液体ＬＱは、図中矢印で示すように、回転する撹拌用回転体１２の上側開口（流入口）２２から流路２８内に流入し、第１の流路２８内を通って、下側開口（吐出口）２２から容器１８内に戻されて、対流を発生させることになる。
【0073】
尚、下側開口（吐出口）２２から容器１８内に戻された液体ＬＱにより撹拌用回転体１２の下側の容器１８内では、液体ＬＱの容量が増すことになるが、この増量した分の液体ＬＱは、内部の圧力を増大させることとなり、この圧力増大に基づき、撹拌用回転体１２の外周面２０Ｃと容器１８の内周面１８Ａとの間の隙間ｇを通って、撹拌用回転体１２の上側の容器１８内に戻されて、対流を発生させることになる。このようにして、容器１８内の液体ＬＱは、撹拌用回転体１２により上下に分割された状態となるが、撹拌用回転体１２の回転に伴い、第１の流路２８を通って撹拌用回転体１２の上側から下側に移動され、隙間ｇを通って、撹拌用回転体１２の下側から上側に移動され、このようにして、液体ＬＱの対流が発生して容器１８内の液体ＬＱは全体的に撹拌されることになる。
【0074】
このように、液体ＬＱは撹拌用回転体１２の回転に伴い容器１８内で撹拌され、この液体ＬＱが２液（又は２相）以上の場合において、撹拌によりよく混ざり合い、一液化（単相化）されることになるし、この液体ＬＱが一液に粉体が混入している場合であって、この粉体が難溶性の場合でも、粉体の混入濃度の均質化が図られることになるし、この粉体が可溶性の場合には、粉体の液体ＬＱへの溶け込みの促進化と、粉体が溶け終わったあとの液体ＬＱの濃度の均質化とが合わせて達成されることになる。
【0075】
また、上記撹拌動作時には、第１の流路２８の流入口を構成する上側開口２４（流入口）が、撹拌用回転体１２の本体２０の上側端面２０Ｂに対して直交する状態で配設されている構成と比較すれば、この実施例では第１の流路２８が斜めに開口し、この結果、開口部に鋭利なエッジを備える構成となっている。この結果、この第１の流路２８に流入する液体ＬＱは、上側開口２４（流入口）の鋭利なエッジにより剪断を受けることになり、液体ＬＱの撹拌効率が向上することになる効果を合わせて達成すること出来るものである。
【0076】
更に、上記撹拌動作時において、容器１８内の撹拌用回転体１２よりも下方にある液体ＬＱは、上述したように、隙間ｇを通って、撹拌用回転体１２より上方に移動させられることになるが、この隙間ｇを通る過程において、隙間ｇは静止している容器１８の内周面１８Ａと、中心軸線ＣＡ回りに回転している撹拌用回転体１２の本体２０の外周面２０Ｃとの間の空間で規定されているので、相対運動している両面１８Ａ及び２０Ｃとの間の狭い空間で、上記エッジに基づく剪断力とは異なる剪断力を受けることになり、この観点で、液体ＬＱに粉体が混入している状態でも、この粉体が剪断力により効果的に破壊されたり、削られたりして、粉体の液体ＬＱ中への溶け込みが促進されると共に、濃度の均質化が促進され、結果として、撹拌効率が向上することになる効果が、更に強力に達成されることになる。
【0077】
この結果の応用として、例えば、撹拌用回転体１２の本体２０の外周面２０Ｃを、粗面化することにより、上述したような液体ＬＱに粉体が混入している状態においては、この粉体が粗面化された外周面２０Ｃと内周面１８Ａとの間で、更に強力な剪断力を受け、さらに効果的に破壊されたり、削られたりして、粉体の液体ＬＱ中への溶け込みが促進される効果が達成されることになる。
【0078】
また、この実施例においては、容器１８は細長い形状、例えばパイプ材から構成されており、遠心力の確保のためには、吐出口として機能する下側開口２２を中心軸線ＣＡから遠い位置に設定しなければならないものである。このためには、撹拌用回転体１２の本体２０の外周面２０Ｃの半径ｒ２を長く設定することが好ましい。他方、これにより、上述した隙間ｇの値を効果的に狭く設定することが要求されることになる。仮に、この吐出口としての開口の配設位置を、最も中心軸線ＣＡから離れた位置に設定しようとすると、これは、本体２０の外周面２０Ｃに形成するしかなく、この場合、隙間ｇが狭く設定されている状況において、この外周面２０Ｃに形成された開口から液体が吐出することが、吐出口に近接する容器１８の内周面１８Ａにより阻害され、逆に、流路２８内を液体ＬＱが流通できない状態となり、従って、実質的に撹拌が出来ない状況が発生することになる。
【0079】
このような状況において、この実施例では、吐出口として機能する開口２２は、下方が大きく開放された本体２０の下側端面２０Ａに形成されているので、液体ＬＱがこの吐出口２２から吐出される状態において、容器１８の内周面１８Ａが阻害要因となることは無く、極めてスムースに吐出口２２から吐出されることとなり、撹拌効率が良好に維持されることになる。
【0080】
この発明は、上述した実施例の構成及び数値等に何ら限定されること無く、この発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々変形可能であることは言うまでも無い。
【0081】
例えば、上述した実施例においては、第２の開口としての上側開口２４の各々は、中心軸線ＣＡから第１の距離ｄ１とは異なるとともに、この実施例では第１の距離ｄ１よりも短い第２の距離ｄ２に設定されているように説明したが、この発明は、このような構成に限定されること無く、図３及び図４に第２の実施例として示すように、第１の距離ｄ１を第２の距離ｄ２よりも長く構成することが出来るものである。以下に、図３及び図４を参照して、第２の実施例の撹拌装置１０ｂ及び撹拌用回転体１２ｂを説明するが、以下の説明において、上述した第１の実施例と同一の部分に関しては、同一符号を付して、その説明を省略する。
【0082】
先ず、この第２の実施例において上述した第１の実施例と異なる点は、第１の距離ｄ１と第２の距離ｄ２との関係である。即ち、この第２の実施例においては、第１の下側開口２２ｂの各々は、中心軸線ＣＡから上述した第１の距離ｄ１よりも「短い」第３の距離ｄ３だけ離れた内周位置に設定され、第２の上側開口２４ｂの各々は、中心軸線ＣＡから上記した第２の距離ｄ２とは異なると共に、第２の距離ｄ２よりも「長い」第４の距離ｄ４だけ離れた外周位置に設定されている点である。
【0083】
この結果、この第２の実施例においては、上下一対の開口２２ｂ，２４ｂは、図４（Ａ）に示すように、軸方向に沿う高さ位置は異なるものの、図４（Ｂ）に示すように、平面視においては、本体２０の同一直径上に位置するように配置されている。また、各対の開口２２ｂ，２４ｂは、図４（Ａ）に再び示すように、両者が第２の流路２８ｂにより互いに連結されている。このような構成において、撹拌用回転体１２ｂが中心軸線ＣＡ周りに回転駆動されると、第２の流路２８ｂ内に充填されている液体ＬＱに遠心力が作用する。ここで、中心軸線ＣＡより遠い位置にある上側開口２４ｂに作用する遠心力は、第１の実施例とは逆に、中心軸線ＣＡに近い位置にある下側開口２２ｂに作用する遠心力よりも強いものとなる。
【0084】
この結果、第２の流路２８ｂ内の液体ＬＱは、この遠心力を受けて、上側開口２４ｂから外方に吐出されて、容器１８内に戻されることになる。この観点から、この第２の実施例においては、第２の上側開口２４ｂは吐出口として機能するものである。一方、容器１８内において本体２０よりも下側に位置する液体ＬＱは、第２の流路２８ｂ内から液体ＬＱが第２の上側開口（吐出口）２４ｂから吐出されることにより、第２の流路２８ｂ内が負圧となり、この負圧に基づき、第２の流路２８ｂ内に引き込まれることになる。この観点から、第１の下側開口２２ｂは吸込口として機能するものである。
【0085】
そして、第２の流路２８ｂは、図４（Ａ）に示すように、第１の下側開口（吸込口）２２ｂとこれに対応する第２の上側開口（吐出口）２４ｂとを直線状に連続する空間により構成されているものであり、その断面形状は、第１の実施例において図２（Ｃ）に示すように、円形状となるように設定されている。このように第２の流路２８ｂの形状を設定することにより、第２の流路２８ｂ内を通る液体ＬＱへの流路抵抗は効果的に低いものとなる。尚、第２の流路２８ｂが開口する第２の上側開口（吐出口）２４ｂ及び第１の下側開口（吸込口）２２ｂは、図４（Ｂ）において楕円形状として示されているが、これは、上述したように第２の流路２８ｂの断面形状が円形に設定されている結果として楕円形状を呈しているまでであることは、第１の実施例と同様である。
【0086】
以上のようにこの第２の実施例の撹拌装置１０ｂ及び撹拌用回転体１２ｂは構成されているので、撹拌用回転体１２ｂが、容器１８内で液体ＬＱ中に浸漬された状態で、中心軸線ＣＡ回りに回転駆動されることにより、第２の流路２８ｂ内に充填されている液体ＬＱに、上側開口２２ｂ（流出口）から吐出する方向に作用する遠心力が作用し、このようにして、第２の流路２８ｂ内の液体ＬＱは、この遠心力を受けて、上側開口２２ｂから外方に吐出されて容器１８内に戻され、一方、容器１８内において本体２０よりも下側に位置する液体ＬＱは、第２の流路２８ｂ内から液体ＬＱが上側開口（吐出口）２４ｂから吐出されることになり、この結果、第２の流路２８ｂ内が負圧となり、この負圧に基づき、第２の流路２８ｂ内に引き込まれることになる。このようにして、容器１８内の液体ＬＱは、図中矢印で示すように、回転する撹拌用回転体１２ｂの下側開口（吸込口）２４ｂから流路２８ｂ内に吸込まれ、この第２の流路２８ｂ内を通って、上側開口（吐出口）２４ｂから容器１８内に戻されて、容器１８内に対流を発生させることになる。
【0087】
このようにして、この第２の実施例においても、容器１８内の液体ＬＱは、これに浸漬された撹拌用回転体１２ｂの回転に伴い、確実に撹拌されるという同様の効果を奏することが出来るものである。
【0088】
尚、上述した第１の実施例においては、容器１８の内周面１８Ａと本体２０の外周面２０Ｃとの間の間隙ｇの設定において、上記流体シールの発生阻止の観点から、この間隙ｇの値を境界層の厚みより大きく設定されるように説明したが、逆に、間隙ｇを境界層の厚みの値より小さい値として、液体シールを発生させることも可能となる。
【0089】
このように、間隙ｇの値を、境界層の値よりも小さい値に設定することにより、この間隙ｇを通っての流体ＬＱの流通が阻止されることとなり、この結果、本体２０の下側の第１の端面２０Ａ側から、上側の第２の端面２０Ｂ側に、第２の流路２８ｂを介してもたらされた流体ＬＱは、本体２０よりも下方に戻ることが出来ない事態となる。このようにして、この撹拌装置１０ｂは、容器１８内の流体ＬＱの撹拌をすると同時に、流体ＬＱを図中上方に向けて送り出す、「軸流ポンプ」としての機能を果たすことができることになる新たな効果が奏せられることになる。
【0090】
尚、勿論、上述した第１の実施例において、間隙ｇを境界層の厚さより小さい値に設定することにより、この間隙ｇを通っての流体ＬＱの流通が阻止されてしまい、この結果、本体２０の上側の第２の端面２０Ｂ側から、下側の第１の端面２０Ａ側に、第２の流路２８ｂを介してもたらされた流体ＬＱは、本体２０よりも上方に戻ることが出来ない事態となる。ここで、容器１８の下部に送り出し用のパイプ（図示せず）を接続しておくことにより、この撹拌装置１０は、容器１８内の流体ＬＱを撹拌しつつ、図中下方に向けて送り出し、パイプを介して容器１８外に取り出す、「軸流ポンプ」としての機能を果たすことができることになることは、言うまでもない。
【0091】
また、この発明は、上述した第１及び第２の実施例の構成に限定されること無く、図５及び図６に第３の実施例として示すように構成することが出来るものである。以下に、図５及び図６を参照して、第３の実施例の撹拌装置１０ｃ及び撹拌用回転体１２ｃを説明するが、以下の説明において、上述した第１及び第２の実施例と同一の部分に関しては、同一符号を付して、その説明を省略する。
【0092】
この第３の実施例の撹拌用回転体１２ｃは、図５に示す通り、第１の実施例における第１の下側開口（吐出口）２２と第１の上側開口（吸込口）２４と共に、第２の実施例における第２の下側開口（吸込口）２２ｂと第２の上側開口（吐出口）２４ｂとに対応した第３の下側開口（吸込口）２２ｃと第３の上側開口（吐出口）２４ｃを合わせて備えている。具体的には、図６（Ｂ）に示すように、全部で８対の内、４対の下側開口２２と上側開口２４とは、周方向に沿って等角度的に、即ち、９０度置きに配設され、残り４対の下側開口２２ｃと上側開口２４ｃとは、同様に周方向に沿って等角度的に、即ち、９０度置きに配設されつつ、４対の下側開口２２と上側開口２４との丁度真ん中に位置するように配設されている。そして、各対の下側開口２２ｃと上側開口２４ｃとは、第３の流路２８ｃにより、互いに連結されている。
【0093】
このように第３の実施例を構成することにより、再び図５に示すように、撹拌用回転体１２ｃが、容器１８内で液体ＬＱ中に浸漬された状態で、中心軸線ＣＡ回りに回転駆動されることにより、第１の実施例と同様に、第１の流路２８内に充填されている液体ＬＱに、下側開口２２（吐出口）から吐出する方向に作用する遠心力が作用し、このようにして、第１の流路２８内の液体ＬＱは、この遠心力を受けて、下側開口２２から外方に吐出されて容器１８内に戻されることになる。一方、容器１８内において本体２０よりも上側に位置する液体ＬＱは、第１の流路２８内から液体ＬＱが下側開口（吐出口）２２から吐出されることにより、第１の流路２８内が負圧となり、この負圧に基づき、第１の流路２８内に引き込まれることになる。このようにして、容器１８内の液体ＬＱは、図中矢印で示すように、回転する撹拌用回転体１２ｃの上側開口（吸込口）２４から第１の流路２８内に流入し、この第１の流路２８内を通って、下側開口（吐出口）２２から容器１８内に戻されて、撹拌水流を発生させることになる。
【0094】
更に、この第３の実施例に拠れば、上述した第２の実施例と同様に、第３の流路２８ｃ内に充填されている液体ＬＱに、上側開口（吐出口）２４ｃから吐出する方向に作用する遠心力が作用し、このようにして、第３の流路２８ｃ内の液体ＬＱは、この遠心力を受けて、上側開口２４ｃから外方に吐出されて容器１８内に戻され、一方、容器１８内において本体２０よりも下側に位置する液体ＬＱは、第３の流路２８ｃ内から液体ＬＱが上側開口（吐出口）２４ｃから吐出されることにより、第３の流路２８ｃ内が負圧となり、この負圧に基づき、第３の流路２８ｃ内に引き込まれることになる。このようにして、容器１８内の液体ＬＱは、図中矢印で示すように、回転する撹拌用回転体１２の下側開口（吸込口）２４ｃから第３の流路２８ｃ内に流入し、この第３の流路２８ｃ内を通って、上側開口（吐出口）２４ｃから容器１８内に戻されて、容器１８内に対流を発生させることになる。
【0095】
このようにして、この第３の実施例においては、容器１８内の液体ＬＱは、これに浸漬された撹拌用回転体１２ｃの回転に伴い、この撹拌用回転体１２ｃの２種類の流路２８、２８ｃを通って、これの上側から下側に、また、下側から上側に流れさせることにより、容器１８内の液体ＬＱは確実且つ強力に撹拌されるという効果を奏することが出来るものである。
【0096】
また、この第３の実施例においては、撹拌体１２ｃの上下両側で、液体ＬＱは、遠心力が作用した力のある吐出流で撹拌されることになるので、この撹拌体１２ｃの容器１８内での高さ位置、換言すれば、液体ＬＱ中での深さ位置が変わっても、撹拌体１２ｃの上下両側で撹拌力に差が生じることが無く、撹拌体１２ｃの高さ位置（深さ位置）を自由に設定することができる特有の効果を奏する事ができるものであり、これにより、設計上の自由度が向上することとなる。
【0097】
尚、この第３の実施例においては、第１の距離ｄ１は第４の距離ｄ４と同一に、また、第２の距離ｄ２は第３の距離ｄ３と、同一に設定され、また、第１の距離ｄ１は第３の距離ｄ３よりも大きな値に、また、第４の距離ｄ４は第２の距離ｄ２よりもおきな値に、夫々設定されている。しかしながら、この発明は、このような設定に限定されること無く、第１の距離ｄ１と第４の距離ｄ４とは、第１の距離ｄ１は第３の距離ｄ３よりも大きな値に、また、第４の距離ｄ４は第２の距離ｄ２よりもおきな値に、夫々設定されていれば、同一である必要は無く、異なる値となっていても良いものである。
【0098】
更に、この発明は、上述した第１乃至第３の実施例の構成に限定されること無く、図７に第４の実施例として示すように構成することが出来るものである。以下に、図７を参照して、第４の実施例の撹拌装置１０ｄ及び撹拌用回転体１２ｄ，１２ｅを説明するが、以下の説明において、上述した第１乃至第３の実施例と同一の部分に関しては、同一符号を付して、その説明を省略する。
【0099】
即ち、上述した第１乃至第３の実施例においては、撹拌装置１０は単一の撹拌用回転体１２、１２ｂ、１２ｃを備えるように、換言すれば、回転軸１６には、１個の撹拌用回転体１２，１２ｂ、１２ｃが取り付けられている構造として説明したが、図７に示すように、この第４の実施例においては、回転軸１６には、複数の、例えば２個の撹拌用回転体１２ｄ、１２ｅを取り付けるように構成してもよいものである。また、この第４の実施例では、両撹拌用回転体１２ｄ，１２ｅの各々の本体２０の外周面２０Ｃと、容器１８の内周面１８Ａとの隙間ｇは、境界層の厚さより狭く設定され、所謂「液体シール」が形成される状態にあるものとする。即ち、角撹拌用回転体１２ｄ，１２ｅと容器１８との間において、液体ＬＱの流通は阻止されているものとする。ここで、この第４の実施例における２個の撹拌用回転体１２ｄ，１２ｅは、各々、上述した第２の実施例における撹拌用回転体１２ｂと同一構成となっている。
【0100】
このように、この第４の実施例の撹拌装置１０ｄは構成されているので、２個の撹拌用回転体１２ｄ、１２ｅが、容器１８内で液体ＬＱ中に共に浸漬された状態で、中心軸線ＣＡ回りに回転駆動されることにより、下方の撹拌用回転体１２ｄにおいては、第２の流路２８ｂ内に充填されている液体ＬＱに、上側開口２４ｂ（吐出口）から吐出する方向に作用する遠心力が作用し、このようにして、第２の流路２８ｂ内の液体ＬＱは、この遠心力を受けて、上側開口２４ｂから両撹拌用回転体１２ｄ，１２ｅの間に位置する空間に向けて吐出されることになる。
【0101】
また、第２の流路２８ｂ内にある液体ＬＱが上側開口（吐出口）２４ｂから吐出されることにより、第２の流路２８ｂ内が負圧となり、この負圧に基づき、容器１８内において下方の撹拌用回転体１２ｄよりも下側に位置する液体ＬＱは、第２の流路２８ｂ内に引き込まれることになる。このようにして、容器１８内の液体ＬＱは、図中矢印で示すように、回転する撹拌用回転体１２ｄの下側開口（吸込口）２２ｂから第２の流路２８ｂ内に流入し、この第２の流路２８ｂ内を通って、上側開口（吐出口）２４ｂから容器１８内の両撹拌用回転体１２ｄ，１２ｅの間の空間に戻されて、容器１８内に対流を発生させると共に、下方の撹拌用回転体１２ｄの下方の液体ＬＱを、これの上側に移送させることができることになる。
【0102】
更に、上方の撹拌用回転体１２ｅにおいては、第２の流路２８ｂ内に充填されている液体ＬＱに、上側開口２４ｂ（吐出口）から吐出する方向に作用する遠心力が作用し、このようにして、第２の流路２８ｂ内の液体ＬＱは、この遠心力を受けて、上側開口２４ｂから上側の撹拌用回転体１２ｅの上方に位置する空間に向けて吐出されることになる。
【0103】
また、上方の撹拌用回転体１２ｅの第２の流路２８ｂ内にある液体ＬＱが上側開口（吐出口）２４ｂから吐出されることにより、第２の流路２８ｂ内が負圧となり、この負圧に基づき、容器１８内において両撹拌用回転体１２ｄ，１２ｅの間に位置する液体ＬＱは、第２の流路２８ｂ内に引き込まれることになる。このようにして、容器１８内の液体ＬＱは、図中矢印で示すように、回転する撹拌用回転体１２ｄの下側開口（吸込口）２２ｂから第２の流路２８ｂ内に流入し、この第２の流路２８ｂ内を通って、上側開口（吐出口）２４ｂから容器１８内の上側撹拌用回転体１２ｅの上方の空間に移送されると共に、容器１８内に対流を発生させることになる。
【0104】
このようにして、この第４の実施例においても、容器１８内の液体ＬＱは、これに浸漬された撹拌用回転体１２ｄ，１２ｅの回転に伴い、確実に撹拌されると共に、順次図中上方に向けて移送させるという所謂「軸流ポンプ」的な作用を達成する効果を奏することが出来ることになる。従って、例えば、下方の撹拌用回転体１２ｄよりも下側の容器１８内に、図示しない液体供給源から液体が供給され続けられる状態にあっては、両撹拌用回転体１２ｄ，１２ｅの回転に伴い、液体は容器１８内を順次、下側の撹拌用回転体１２ｄの下方から、上側の撹拌用回転体１２ｅの上方まで運ばれる状況となり、容器１８の上面が開放されていれば、この開放上面から溶液ＬＱは溢れ出ることになるし、又は、この容器１８の上面が更に別のリザーバー（図示せず）に連結されていれば、このリザーバーまで搬出されることになる。
【0105】
また、上述した第４の実施例においては、複数の撹拌用回転体として２個の撹拌用回転体１２ｄ，１２ｅを備えるように説明したが、この発明は、このような数値に何ら限定されること無く、多数の撹拌用回転体を備えるようにしてもよいことは言うまでもない。即ち、容器１８が細長く、例えば２ｍを越える全長を有する細長い容器である場合には、容器の内径寸法や液体ＬＱの粘度にも拠るが、例えば１０個の撹拌用回転体を回転軸１６に取り付ける構成とすることも可能であることは言うまでもない。
【0106】
また、上述した実施例においては、容器１８に充填する撹拌対象として液体ＬＱを用いるように説明したが、この発明は、このような撹拌対象に限定されること無く、例えば、粘性流体や粘弾性流体等の流体を撹拌対象とすることが出来ることは、言うまでもない。特に、上述した実施例においては、流路２８、２８ｂ、２８ｃの吐出口は、撹拌用回転体１２の本体２０の下側端面２０Ａか上側端面２０Ｂの何れかに開口されており、外周面２０Ｃには開口されてないものである。従って、液体ＬＱが吐出口から吐出される状態において、本体２０の外周面２０Ｃに近接する容器１８の内周面１８Ａが、液体ＬＱの吐出に対して何ら阻害要因とならないものであり、この結果、間隙ｇが小さい状況であっても、粘度の高い液体ＬＱを撹拌することが容易に達成されえるものである。
【0107】
また、上述した実施例においては、撹拌用回転体１２の本体１２の外周面２０Ｃを、これが収納される容器１８の内周面１８Ａに近接するように説明したが、この発明は、このような構成に限定されること無く、図８に第５の実施例として示すように、拌用回転体１２の本体１２の外周面２０Ｃを、これが収納される容器１８の内周面１８Ａから遠く離れた（即ち、間隙ｇを大きく設定する）状態となるように構成すること出来るものである。
【0108】
このように、間隙ｇを大きく設定した場合においても、下側開口（吐出口）２２から容器１８内に戻された液体ＬＱにより撹拌用回転体１２の下側の容器１８内では、液体ＬＱの対流、即ち、撹拌水流が発生することになるが、この撹拌水流に基づき、撹拌用回転体１２の本体２０と容器１８との間の空間でも、また、撹拌用回転体１２の上方の空間でも、副次的な撹拌水流が生成されることになる。このように、容器１８内の液体ＬＱは、撹拌用回転体１２により上下に分割された状態となるが、撹拌用回転体１２の回転に伴い、撹拌用回転体１２の全周囲において液体ＬＱの対流が発生して容器１８内の液体ＬＱは全体的に撹拌されることになる。
【0109】
更に、撹拌用回転体１２の周囲に、大きなスペースが確保されることになるので、容器１８のサイズに何ら限定されること無く、撹拌用回転体１２を容器１８の流体ＬＱ中に漬け込んで、容器１８内の流体ＬＱを確実に撹拌することが可能となる。また、容器１８内における撹拌用回転体１２の配設位置を、自由に設定することができ、具体的には、流体ＬＱ中の深さ方向位置及び半径方向位置を任意に設定しても、流体を確実に撹拌することができ、設計上の自由度が向上する効果を奏する事ができる。
【0110】
また、上述した実施例においては、平面視で、対を成す下側開口２２（２２ｂ）と上側開口２４（２４ｂ）とは、中心を通る直径上に位置するように配設されるよう説明したが、この発明はこのような構成に限定されること無く、図９に一変形例として示すように、対を成す下側開口２２（２２ｂ）と上側開口２４（２４ｂ）とは、中心を外れた軸線上にオフセットされた状態で配設されるようにしてもよいことは、言うまでもない。このようにオフセット配置することにより、対を成す下側開口２２（２２ｂ）と上側開口２４（２４ｂ）との中心位置間の距離を可及的に長く設定することができることとなり、これにより、撹拌用回転体１２の回転に伴う流路２８（２８ｂ）内の液体ＬＱに対する遠心力を高められる効果を得ることが出来ることになる。
【0111】
また、上述した一変形例では、対を成す下側開口２２（２２ｂ）と上側開口２４（２４ｂ）とは、平面視において、両方の中心位置を結ぶ線分が、本体２０の直径に対して所定確度傾斜した傾斜配置となるものである。このように、対を成す下側開口２２（２２ｂ）と上側開口２４（２４ｂ）とを傾斜配置することにより、流入口の端縁が鋭利なエッジ状に形成されることとなり、流入口から流路中に流入する液体に対して、傾斜配置していない状況と比較して、液体に対する剪断力を更に強く作用させる効果を得ることが出来ることになる。
【産業上の利用可能性】
【0112】
以上詳述したように、この発明は、流体が収容された容器中に、撹拌用回転体を浸漬した状態で、該撹拌用回転体を回転させることにより、該容器内の流体を撹拌させることができると共に、容器の形状に関係なく、容器内の流体を確実に撹拌させることのできる撹拌用回転体及び撹拌装置を提供することであり、塗料の撹拌、めっき液の撹拌、液状食品の撹拌、化学薬品の撹拌等で、その撹拌の結果としての均一性が達成され、その産業上の利用可能性は極めて高いものである。
【符号の説明】
【0113】
１０；１０ｂ；１０ｃ；１０ｄ；１０ｅ…撹拌装置
１２；１２ｂ；１２ｃ；１２ｄ；１２ｅ…撹拌用回転体
１４…駆動装置
１６…回転軸
１８…容器
１８Ａ…内周面
２０…本体
２０Ａ…上側の第１の端面
２０Ｂ…下側の第２の端面
２０Ｃ…外周面
２２…下側開口（吐出口）
２２ｂ…下側開口（吸込口）
２２ｃ…下側開口（吸込口）
２４…上側開口（吸込口）
２４ｂ…上側開口（吐出口）
２４ｃ…上側開口（吐出口）
２６…挿通穴
２８；２８ｂ；２８ｃ…流路
ＣＡ… 中心軸線
ｄ１…下側開口２２の中心軸線ＣＡからの第１の距離
ｄ２…上側開口２４の中心軸線ＣＡからの第２の距離
ｄ３…下側開口２２ｂの中心軸線ＣＡからの第３の距離
ｄ４…上側開口２４ｂの中心軸線ＣＡからの第４の距離
ｇ… 容器１８の内周面１８Ａと本体２０の外周面２０Ｃとの隙間
ＬＱ…液体
ｒ１…容器１８の内周面１８Ａの半径
ｒ２…本体２０の外周面２０Ｃの半径
１２；１２ｂ；１２ｃ；１２ｄ；１２ｅ…撹拌用回転体
１４…駆動装置
１６…回転軸
１８…容器
１８Ａ…内周面
２０…本体
２０Ａ…上側の第１の端面
２０Ｂ…下側の第２の端面
２０Ｃ…外周面
２２…下側開口（吐出口）
２２ｂ…下側開口（吸込口）
２２ｃ…下側開口（吸込口）
２４…上側開口（吸込口）
２４ｂ…上側開口（吐出口）
２４ｃ…上側開口（吐出口）
２６…挿通穴
２８；２８ｂ；２８ｃ…流路
ＣＡ… 中心軸線
ｄ１…下側開口２２の中心軸線ＣＡからの第１の距離
ｄ２…上側開口２４の中心軸線ＣＡからの第２の距離
ｄ３…下側開口２２ｂの中心軸線ＣＡからの第３の距離
ｄ４…上側開口２４ｂの中心軸線ＣＡからの第４の距離
ｇ… 容器１８の内周面１８Ａと本体２０の外周面２０Ｃとの隙間
ＬＱ…液体
ｒ１…容器１８の内周面１８Ａの半径
ｒ２…本体２０の外周面２０Ｃの半径
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】