特許 7575136 撹拌翼及び撹拌構造体

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-10-21

(45)【発行日】2024-10-29

(54)【発明の名称】撹拌翼及び撹拌構造体

(51)【国際特許分類】

   B01F 27/1111 20220101AFI20241022BHJP

   B01F 27/96 20220101ALI20241022BHJP

   B01F 27/81 20220101ALI20241022BHJP

   B01F 27/07 20220101ALI20241022BHJP

【ＦＩ】

B01F27/1111

B01F27/96

B01F27/81

B01F27/07

【請求項の数】 13

(21)【出願番号】P 2023199437

(22)【出願日】2023-11-24

【審査請求日】2023-12-27

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】501002460

【氏名又は名称】阪和化工機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100108442

【弁理士】

【氏名又は名称】小林 義孝

(74)【代理人】

【識別番号】100206195

【弁理士】

【氏名又は名称】山本 直樹

(74)【代理人】

【識別番号】100224650

【弁理士】

【氏名又は名称】野口 晴加

(72)【発明者】

【氏名】町井 秀一郎

【審査官】小久保 勝伊

(56)【参考文献】

【文献】特開昭６０－０３８０２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特公昭４５－００６２２３（ＪＰ，Ｂ１）

【文献】特開昭５２－０５３５６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２２－０２８５７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０２３－５４４２４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５４－０９３２６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－０９７０１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭５３－０７４７７３（ＪＰ，Ｕ）

【文献】実開昭５１－１４１８６２（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開昭６３－０５９３４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭４８－０５３６６６（ＪＰ，Ｕ）

【文献】実開昭６０－１５５９３３（ＪＰ，Ｕ）

【文献】実開昭５１－００３９５９（ＪＰ，Ｕ）

【文献】実開平０３－０３２９３３（ＪＰ，Ｕ）

【文献】実公昭５０－０４３７９７（ＪＰ，Ｙ１）

【文献】特開２０１５－１９９４３７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ０１Ｆ ２７／１１１１

Ｂ０１Ｆ ２７／９６

Ｂ０１Ｆ ２７／８１

Ｂ０１Ｆ ２７／０７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

被撹拌物を撹拌するために、撹拌槽内部に設置され、撹拌時の回転軸となる上下方向に延びる撹拌軸に取り付けられる撹拌翼であって、
前記撹拌軸に取り付けられ、水平方向に延びると共に上下方向に離隔した位置に配置される円板状の上円板及び下円板と、
前記上円板の上面に設置され、前記被撹拌物に進入する際に前記被撹拌物に衝撃力を作用させる上刃と、
前記下円板の下面に設置され、前記被撹拌物に進入する際に前記被撹拌物に衝撃力を作用させる下刃と、
前記上円板及び前記下円板の少なくとも一方に設けられ、前記上円板及び前記下円板で区画される空間に連通する開口と、
前記上円板及び前記下円板の間に取り付けられ、前記開口から流入した前記被撹拌物を水平外方向に吐き出す板状の羽根板とを備え、
前記上刃及び前記下刃の各々は、周方向に所定間隔で複数設けられ、
前記上刃及び前記下刃の各々は、前記上円板及び前記下円板の各々の外周縁近傍において外周縁に沿って設けられ、
前記上刃及び前記下刃の各々は、その後端に上下方向の頂点が位置し、前記後端から先端に向かって二段階に傾斜した鋸刃形状を有し、上下方向視において前記後端が前記上円板及び前記下円板の外周縁上に配置されると共に、前記先端が前記後端よりも前記撹拌軸側且つ前記撹拌軸の回転方向側に配置される、撹拌翼。

【請求項2】

前記上円板、前記下円板及び前記羽根板の各々は、前記撹拌軸にボスを介して取り付けられ、前記上円板及び前記羽根板の各々は、前記ボスと一体的に接続され、前記下円板は、前記ボスにボルトによって取り付けられる、請求項１記載の撹拌翼。

【請求項3】

被撹拌物を撹拌するために、撹拌槽内部に設置され、撹拌時の回転軸となる上下方向に延びる撹拌軸に取り付けられる撹拌翼であって、
前記撹拌軸に取り付けられ、水平方向に延びると共に上下方向に離隔した位置に配置される円板状の上円板及び下円板と、
前記上円板の上面に設置され、前記被撹拌物に進入する際に前記被撹拌物に衝撃力を作用させる上刃と、
前記下円板の下面に設置され、前記被撹拌物に進入する際に前記被撹拌物に衝撃力を作用させる下刃と、
前記上円板及び前記下円板の少なくとも一方に設けられ、前記上円板及び前記下円板で区画される空間に連通する開口と、
前記上円板及び前記下円板の間に取り付けられ、前記開口から流入した前記被撹拌物を水平外方向に吐き出す板状の羽根板とを備え、
前記上円板、前記下円板及び前記羽根板の各々は、前記撹拌軸にボスを介して取り付けられ、前記上円板及び前記羽根板の各々は、前記ボスと一体的に接続され、前記下円板は、前記ボスにボルトによって取り付けられる、撹拌翼。

【請求項4】

前記上刃及び前記下刃の各々は、周方向に所定間隔で複数設けられる、請求項３記載の撹拌翼。

【請求項5】

前記上刃及び前記下刃の各々は、前記上円板及び前記下円板の各々の外周縁近傍において外周縁に沿って設けられる、請求項４記載の撹拌翼。

【請求項6】

前記上刃及び前記下刃の各々は、その後端に上下方向の頂点が位置し、前記後端から先端に向かって二段階に傾斜した鋸刃形状を有し、上下方向視において前記後端が前記上円板及び前記下円板の外周縁上に配置されると共に、前記先端が前記後端よりも前記撹拌軸側且つ前記撹拌軸の回転方向側に配置される、請求項５記載の撹拌翼。

【請求項7】

前記開口は、前記上円板の中央部分に設けられる、請求項１から請求項６のいずれかに記載の撹拌翼。

【請求項8】

前記開口は、前記上円板及び前記下円板の中央部分に設けられる、請求項１から請求項６のいずれかに記載の撹拌翼。

【請求項9】

前記開口は、前記下円板の中央部分に設けられる、請求項１から請求項６のいずれかに記載の撹拌翼。

【請求項10】

前記羽根板は、水平方向に且つ放射状に複数枚取り付けられる、請求項１から請求項６のいずれかに記載の撹拌翼。

【請求項11】

前記羽根板は、その先端部分が回転方向に対して後退した湾曲形状を有する、請求項１０記載の撹拌翼。

【請求項12】

前記上円板、前記上刃、前記下円板及び前記下刃の各々は、別部材を組み合わせることで構成される、請求項１から請求項６のいずれかに記載の撹拌翼。

【請求項13】

被撹拌物を撹拌するために撹拌槽内部で用いられる撹拌構造体であって、
撹拌時の回転軸となる上下方向に延びる撹拌軸と、
前記撹拌軸に対して垂直方向に取り付けられる請求項１から請求項６のいずれかに記載の撹拌翼とを備える、撹拌構造体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は撹拌翼及び撹拌構造体に関し、特に撹拌槽内部に設置される撹拌翼と、撹拌軸及び撹拌翼を備える撹拌構造体とに関するものである。

【背景技術】

【0002】

図２１は、従来のディスパー翼を用いた撹拌槽の内部構造を模式的に示す正面図である。

【0003】

図２１を参照して、水平断面円形の筒状容器である撹拌槽２６１は、その内壁２６６に沿って４枚の邪魔板２６７が９０°毎に設置されており、撹拌槽２６１の内部に撹拌装置２５１が上方から投入されて設置された状態で、図示しない上方で蓋が閉じられている。撹拌装置２５１は、撹拌の回転軸となる上下方向に延びる撹拌軸２５２と、撹拌軸２５２の下端に接続されるディスパー翼２５３と、撹拌軸２５２の上端に接続される図示しない外部モーターとから主に構成されている。撹拌槽２６１内部には、被撹拌物である流体２７０が所定量投入されている。

【0004】

図２２は、図２１で示したディスパー翼の翼部を製造する前の金属ブランクの概略拡大平面図であり、図２３は、図２１で示したディスパー翼の翼部を示す図であり、（Ａ）は概略平面図であり、（Ｂ）はＸＸＩＩＩＢ－ＸＸＩＩＩＢ矢視図である。

【0005】

次に、図２１から図２３を参照して、ディスパー翼２５３は、鋼板等の金属性材料からなり、撹拌軸２５２を挿入するボス２５５と、ボス２５５の外周に接続される円板状の翼部２５６とを有するものである。翼部２５６の外周縁部分には、上下方向に突出した上向き刃２５７ａ～２５７ｈ及び下向き刃２５８ａ～２５８ｈが交互に連続して形成されている。翼部２５６の中央部分には、撹拌軸２５２を挿入するための撹拌軸用孔２７６が形成されている。

【0006】

翼部２５６は、図２２で示すような金属ブランク２７３から形成される。金属ブランク２７３は、チップソーのように円板状の平板の周縁に連続した鋸刃形状の刃２７５が形成されている。この刃２７５を一点鎖線で示す折曲線に沿って交互に上下方向に９０°折り曲げ加工することによって図２３で示すような上向き刃２５７ａ～２５７ｈ及び下向き刃２５８ａ～２５８ｈが形成される。

【0007】

このように形成された翼部２５６をボス２５５に撹拌軸用孔２７６の周囲に設けられたボス接続用孔２７７ａ～２７７ｄを介して図示しないねじ等の取付部材によって固定することで、ディスパー翼２５３が完成する。

【0008】

図２１を再度参照して、使用に際しては、図示しない外部モーターの駆動によって撹拌軸２５２が矢印Ｂの方向に回転する。これに伴いディスパー翼２５３が回転すると、流体２７０にはディスパー翼２５３の周囲を旋回するような流れが生じる。その際に、ディスパー翼２５３からの距離が近い方が流体２７０の流れる速度が相対的に速く、距離が遠い方が流体２７０の流れる速度が相対的に遅くなる。この速度差によって流体２７０にせん断力を作用させる。又、ディスパー翼２５３の回転に伴って、上向き刃２５７ａ～２５７ｈ及び下向き刃２５８ａ～２５８ｈの各々が流体２７０に進入する。その際に、上向き刃２５７ａ～２５７ｈ及び下向き刃２５８ａ～２５８ｈの各々が流体２７０に接触することで衝撃力を作用させる。このようなせん断力及び衝撃力の作用によって流体２７０の撹拌（分散）が促進される。

【0009】

他の撹拌装置としては、例えば特許文献１に示すようなものがある。

【0010】

特許文献１に示す攪拌装置は、軸心周りに回転する円錐台の基部と基部の傾斜部に設けられた複数の羽根部とを備えたものである。複数の羽根部は各々、軸心に垂直な径方向における内方端と、この内方端に繋がり且つ回転方向前方に凸である前方曲部と、前方曲部に対して径方向外方に繋がり且つ回転方向後方に凸である後方曲部を有する攪拌羽根である。又、羽根部は、回転方向の傾斜角が異なる複数の面部で構成されており、面部は、隣接する面部同士が折り曲げ部を介して繋がっている。

【0011】

前方曲部により、内方端において攪拌対象をより強力に吸引しつつ、吸引した攪拌対象を径方向外方へとよりスムーズに移動させることが可能である。又、後方曲部により、吸引した攪拌対象を攪拌羽根から径方向外方へとより力強く吐出することが可能である。前方曲部による吸引の強化と後方曲部による吐出の強化とが相乗的に作用することにより、攪拌対象全体の混合が促進されるものである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0012】

【文献】特開２０２０－０９７０１２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0013】

上述したように、従来のディスパー翼２５３は、流体２７０に撹拌軸２５２の回転方向に沿った流れを発生させ、特にディスパー翼２５３の近傍で大きなせん断力と衝撃力を作用させることで流体２７０の分散を目的とした撹拌を促進するものである。一方で、その構造上、流体２７０の吐き出し能力を有しないため、流体２７０の上下方向へ循環する流れは起こりにくいものであった。そのため流体２７０の粘度が高くなるに従って、流体２７０の流れが悪くなり撹拌不良が発生する虞があった。

【0014】

又、特許文献１で開示されている攪拌装置は、その羽根部の形状によって、一定の吐き出し能力を有するものであるが、せん断能力を維持しながらより吐き出し能力に優れた撹拌装置が望まれていた。

【0015】

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、撹拌効率に優れた撹拌翼及び撹拌構造体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】

【0016】

上記の目的を達成するために、請求項１記載の発明は、被撹拌物を撹拌するために、撹拌槽内部に設置され、撹拌時の回転軸となる上下方向に延びる撹拌軸に取り付けられる撹拌翼であって、撹拌軸に取り付けられ、水平方向に延びると共に上下方向に離隔した位置に配置される円板状の上円板及び下円板と、上円板の上面に設置され、被撹拌物に進入する際に被撹拌物に衝撃力を作用させる上刃と、下円板の下面に設置され、被撹拌物に進入する際に被撹拌物に衝撃力を作用させる下刃と、上円板及び下円板の少なくとも一方に設けられ、上円板及び下円板で区画される空間に連通する開口と、上円板及び下円板の間に取り付けられ、開口から流入した被撹拌物を水平外方向に吐き出す板状の羽根板とを備え、上刃及び下刃の各々は、周方向に所定間隔で複数設けられ、上刃及び下刃の各々は、上円板及び下円板の各々の外周縁近傍において外周縁に沿って設けられ、上刃及び下刃の各々は、その後端に上下方向の頂点が位置し、後端から先端に向かって二段階に傾斜した鋸刃形状を有し、上下方向視において後端が上円板及び下円板の外周縁上に配置されると共に、先端が後端よりも撹拌軸側且つ撹拌軸の回転方向側に配置されるものである。

【0017】

このように構成すると、被撹拌物を軸方向から吸い込み水平外方向に吐き出しながら、被撹拌物にせん断力及び衝撃力を作用させることができる。又、被撹拌物に対して上刃及び下刃が所定間隔で進入し、衝撃力を作用させる。更に、被撹拌物に対してせん断力及び衝撃力を近接した位置で作用させることができる。更に、被撹拌物に対する上刃及び下刃の進入がスムーズになる。
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明の構成において、上円板、下円板及び羽根板の各々は、撹拌軸にボスを介して取り付けられ、上円板及び羽根板の各々は、ボスと一体的に接続され、下円板は、ボスにボルトによって取り付けられるものである。
このように構成すると、下円板が脱着可能なものとなる。
請求項３記載の発明は、被撹拌物を撹拌するために、撹拌槽内部に設置され、撹拌時の回転軸となる上下方向に延びる撹拌軸に取り付けられる撹拌翼であって、撹拌軸に取り付けられ、水平方向に延びると共に上下方向に離隔した位置に配置される円板状の上円板及び下円板と、上円板の上面に設置され、被撹拌物に進入する際に被撹拌物に衝撃力を作用させる上刃と、下円板の下面に設置され、被撹拌物に進入する際に被撹拌物に衝撃力を作用させる下刃と、上円板及び下円板の少なくとも一方に設けられ、上円板及び下円板で区画される空間に連通する開口と、上円板及び下円板の間に取り付けられ、開口から流入した被撹拌物を水平外方向に吐き出す板状の羽根板とを備え、上円板、下円板及び羽根板の各々は、撹拌軸にボスを介して取り付けられ、上円板及び羽根板の各々は、ボスと一体的に接続され、下円板は、ボスにボルトによって取り付けられるものである。
このように構成すると、被撹拌物を軸方向から吸い込み水平外方向に吐き出しながら、被撹拌物にせん断力及び衝撃力を作用させることができる。又、下円板が脱着可能なものとなる。

【0018】

請求項４記載の発明は、請求項３記載の発明の構成において、上刃及び下刃の各々は、周方向に所定間隔で複数設けられるものである。

【0019】

このように構成すると、被撹拌物に対して上刃及び下刃が所定間隔で進入し、衝撃力を作用させる。

【0020】

請求項５記載の発明は、請求項４記載の発明の構成において、上刃及び下刃の各々は、上円板及び下円板の各々の外周縁近傍において外周縁に沿って設けられるものである。

【0021】

このように構成すると、被撹拌物に対してせん断力及び衝撃力を近接した位置で作用させることができる。

【0022】

請求項６記載の発明は、請求項５記載の発明の構成において、上刃及び下刃の各々は、その後端に上下方向の頂点が位置し、後端から先端に向かって二段階に傾斜した鋸刃形状を有し、上下方向視において後端が上円板及び下円板の外周縁上に配置されると共に、先端が後端よりも撹拌軸側且つ撹拌軸の回転方向側に配置されるものである。

【0023】

このように構成すると、被撹拌物に対する上刃及び下刃の進入がスムーズになる。

【0024】

請求項７記載の発明は、請求項１から請求項６のいずれかに記載の発明の構成において、開口は、上円板の中央部分に設けられるものである。

【0025】

このように構成すると、被撹拌物が上円板の上方から上円板及び下円板の間に吸い込まれ水平外方向に吐き出される。

【0026】

請求項８記載の発明は、請求項１から請求項６のいずれかに記載の発明の構成において、開口は上円板及び下円板の中央部分に設けられるものである。

【0027】

このように構成すると、被撹拌物が上円板の上方及び下円板の下方から上円板及び下円板の間に吸い込まれ水平外方向に吐き出される。

【0028】

請求項９記載の発明は、請求項１から請求項６のいずれかに記載の発明の構成において、開口は、下円板の中央部分に設けられるものである。

【0029】

このように構成すると、被撹拌物が下円板の下方から上円板及び下円板の間に吸い込まれ水平外方向に吐き出される。

【0030】

請求項１０記載の発明は、請求項１から請求項６のいずれかに記載の発明の構成において、羽根板は、水平方向に且つ放射状に複数枚取り付けられるものである。

【0031】

このように構成すると、被撹拌物が羽根板に沿って流れやすくなる。

【0032】

請求項１１記載の発明は、請求項１０記載の発明の構成において、羽根板は、その先端部分が回転方向に対して後退した湾曲形状を有するものである。

【0033】

このように構成すると、被撹拌物が羽根板に沿って後方に流れやすくなる。

【0036】

請求項１２記載の発明は、請求項１から請求項６のいずれかに記載の発明の構成において、上円板、上刃、下円板及び下刃の各々は、別部材を組み合わせることで構成されるものである。

【0037】

このように構成すると、上刃及び下刃の枚数や取付け角度を容易に変更できる。

【0038】

請求項１３記載の発明は、被撹拌物を撹拌するために撹拌槽内部で用いられる撹拌構造体であって、撹拌時の回転軸となる上下方向に延びる撹拌軸と、撹拌軸に対して垂直方向に取り付けられる請求項１から請求項６のいずれかに記載の撹拌翼とを備えるものである。

【0039】

このように構成すると、被撹拌物を軸方向から吸い込み水平外方向に吐き出しながら、被撹拌物にせん断力及び衝撃力を作用させることができる。

【発明の効果】

【0040】

以上説明したように、請求項１記載の発明は、被撹拌物を軸方向から吸い込み水平外方向に吐き出しながら、被撹拌物にせん断力及び衝撃力を作用させることができるので、撹拌効率が向上する。又、被撹拌物に対して上刃及び下刃が所定間隔で進入し、衝撃力を作用させるので、撹拌効率がより向上する。更に、被撹拌物に対してせん断力及び衝撃力を近接した位置で作用させることができるので、撹拌効率がより向上する。更に、被撹拌物に対する上刃及び下刃の進入がスムーズになるので、撹拌効率がより向上する。
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明の効果に加えて、下円板が脱着可能なものとなるので、必要に応じて下円板を付け外しすることによって、組立精度が向上する。
請求項３記載の発明は、被撹拌物を軸方向から吸い込み水平外方向に吐き出しながら、被撹拌物にせん断力及び衝撃力を作用させることができるので、撹拌効率が向上する。又、下円板が脱着可能なものとなるので、必要に応じて下円板を付け外しすることによって、組立精度が向上する。

【0041】

請求項４記載の発明は、請求項３記載の発明の効果に加えて、被撹拌物に対して上刃及び下刃が所定間隔で進入し、衝撃力を作用させるので、撹拌効率がより向上する。

【0042】

請求項５記載の発明は、請求項４記載の発明の効果に加えて、被撹拌物に対してせん断力及び衝撃力を近接した位置で作用させることができるので、撹拌効率がより向上する。

【0043】

請求項６記載の発明は、請求項５記載の発明の効果に加えて、被撹拌物に対する上刃及び下刃の進入がスムーズになるので、撹拌効率がより向上する。

【0044】

請求項７記載の発明は、請求項１から請求項６のいずれかに記載の発明の効果に加えて、被撹拌物が上円板の上方から上円板及び下円板の間に吸い込まれ水平外方向に吐き出されるので、撹拌翼の上方に位置する被撹拌物の上下方向への循環が起こりやすくなり、撹拌効率が向上する。

【0045】

請求項８記載の発明は、請求項１から請求項６のいずれかに記載の発明の効果に加えて、被撹拌物が上円板の上方及び下円板の下方から上円板及び下円板の間に吸い込まれ水平外方向に吐き出されるので、撹拌翼の上方及び下方に位置する被撹拌物の上下方向への循環が起こりやすくなり、撹拌効率が向上する。

【0046】

請求項９記載の発明は、請求項１から請求項６のいずれかに記載の発明の効果に加えて、被撹拌物が下円板の下方から上円板及び下円板の間に吸い込まれ水平外方向に吐き出されるので、撹拌翼の下方に位置する被撹拌物の上下方向への循環が起こりやすくなり、撹拌効率が向上する。

【0047】

請求項１０記載の発明は、請求項１から請求項６のいずれかに記載の発明の効果に加えて、被撹拌物が羽根板に沿って流れやすくなるので、吐き出し性能が向上する。

【0048】

請求項１１記載の発明は、請求項１０記載の発明の効果に加えて、被撹拌物が羽根板に沿って後方に流れやすくなるので、吐き出し性能がより向上する。

【0050】

請求項１２記載の発明は、請求項１から請求項６のいずれかに記載の発明の効果に加えて、上刃及び下刃の枚数や取付け角度を容易に変更できるので、設計変更が容易となる。
請求項１３記載の発明は、請求項１から請求項６のいずれかに記載の発明の効果に加えて、被撹拌物を軸方向から吸い込み水平外方向に吐き出しながら、被撹拌物にせん断力及び衝撃力を作用させることができるので、撹拌効率が向上する。

【図面の簡単な説明】

【0051】

【図1】この発明の第１の実施の形態による撹拌構造体の撹拌槽の内部構造を模式的に示す正面図である。

【図2】図１で示した“ＩＩ”部分の撹拌翼の内部構造を模式的に示す拡大図である。

【図3】図１で示した撹拌翼を示す図であり、（Ａ）は概略平面図であり、（Ｂ）は概略正面図であり、（Ｃ）は概略底面図である。

【図4】図１で示した撹拌翼を構成する部材を示した図であり、（１）は上円板部材を示す概略平面図であり、（２）は下円板部材を示す概略平面図であり、（３）は上刃部材及び下刃部材の各々を示す概略正面図である。

【図5】図１で示した撹拌翼の羽根板部材の曲げ工程を示す模式図である。

【図6】図１で示した撹拌翼のボスを示す概略断面図である。

【図7】図４から図６で準備した部材を組み立てる第１の工程を示した図であり、（Ａ）は上円板部材に上刃部材を取り付けた状態を示す図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＶＩＩＢ－ＶＩＩＢ矢視図である。

【図8】図４から図６で準備した部材を組み立てる第２の工程を示した図であり、（Ａ）はボスに羽根板部材を取り付けた状態を示す図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＶＩＩＩＢ－ＶＩＩＩＢ矢視図である。

【図9】図４から図６で準備した部材を組み立てる第３の工程を示した図であり、（Ａ）は図７で示した上円板とボスに取り付けられた羽根板とを組み合わせた状態を示す図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＩＸＢ－ＩＸＢ矢視図である。

【図10】図４から図６で準備した部材を組み立てる第４の工程を示した図であり、（Ａ）は下円板部材に下刃部材を取り付けた状態を示す図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＸＢ－ＸＢ矢視図である。

【図11】図４から図６で準備した部材を組み立てる第５の工程を示した図であり、（Ａ）は図１０で示した下円板をボスに取り付けた状態を示す概略平面図であり、（Ｂ）は“ＸＩＢ”部分の概略拡大図である。

【図12】この発明の第２の実施の形態による撹拌構造体の撹拌翼を示す図であり、（Ａ）は概略平面図であり、（Ｂ）は概略正面図であり、（Ｃ）は概略底面図である。

【図13】図１２で示した撹拌翼を用いた撹拌構造体の撹拌槽の内部構造を模式的に示す正面図でる。

【図14】図１４は、図１３で示した“ＸＩＶ”部分の撹拌翼の内部構造を模式的に示す拡大図である。

【図15】この発明の第３の実施の形態による撹拌構造体の撹拌翼を示す図であり、（Ａ）は概略平面図であり、（Ｂ）は概略正面図であり、（Ｃ）は概略底面図である。

【図16】図１５で示した撹拌翼を用いた撹拌構造体の撹拌槽の内部構造を模式的に示す正面図である。

【図17】図１６で示した“ＸＶＩＩ”部分の撹拌翼の内部構造を模式的に示す拡大図である。

【図18】この発明の他の実施の形態による撹拌翼の上刃及び下刃の他の構成を模式的に示す平面図であり、（１）は第４の実施の形態を示す図であり、（２）は第５の実施の形態を示す図であり、（３）は第６の実施の形態を示す図である。

【図19】この発明の他の実施の形態による撹拌翼の羽根板の形状を模式的に示す平面図であり、（１）は第７の実施の形態を示す図であり、（２）は第８の実施の形態を示す図であり、（３）は第９の実施の形態を示す図であり、（４）は第１０の実施の形態を示す図である。

【図20】試験１の結果を示す図である。

【図21】従来のディスパー翼を用いた撹拌槽の内部構造を模式的に示す正面図である。

【図22】図２１で示したディスパー翼の翼部を製造する前の金属ブランクの概略拡大平面図である。

【図23】図２１で示したディスパー翼の翼部を示す図であり、（Ａ）は概略平面図であり、（Ｂ）はＸＸＩＩＩＢ－ＸＸＩＩＩＢ矢視図である。

【発明を実施するための形態】

【0052】

図１は、この発明の第１の実施の形態による撹拌構造体の撹拌槽の内部構造を模式的に示す正面図である。

【0053】

図１を参照して、この実施の形態における撹拌構造体１０の撹拌槽７１は、基本的に上述した従来の撹拌槽２６１と同様の構成であり、水平断面円形の筒状容器であって、内壁７６に４枚の邪魔板７７を９０°毎に設置したものである。撹拌槽７１の内部には撹拌装置１が上方から投入されて設置された状態で、図示しない上方で蓋が閉じられている。撹拌装置１は、撹拌の回転軸となる上下方向である鉛直方向に延びる撹拌軸２と、撹拌軸２の下端に水平方向（撹拌軸２に対して垂直方向）に接続される撹拌翼３と、撹拌軸２の上端に接続される図示しない外部モーターとから主に構成されている。この撹拌翼３の具体的な構成については後述する。

【0054】

使用に際しては、撹拌槽７１内部に、被撹拌物として流体７０（本発明にあっては、流動性を有する連続体を言い、低粘度～高粘度の液体、気体、粉粒体、ペースト体や、気体と液体、異種の液体、又は、固体と液体の混合物等を含む。）が所定量投入される。その後、図示しない外部モーターの駆動によって撹拌軸２が矢印Ａ１の方向に回転され、これに伴い撹拌翼３が撹拌槽７１内部にて回転し、流体７０が撹拌される。

【0055】

図２は、図１で示した“ＩＩ”部分の撹拌翼の内部構造を模式的に示す拡大図であり、図３は、図１で示した撹拌翼を示す図であり、（Ａ）は概略平面図であり、（Ｂ）は概略正面図であり、（Ｃ）は概略底面図である。

【0056】

次に、図１から図３を参照して、撹拌翼３は、撹拌軸２の下端が挿入される円筒形状のボス６１と、ボス６１を介して撹拌軸２の外周に接続され水平方向に延びる正円の円板状の上円板１１と、上円板１１から下方に離隔した位置に配置される正円の円板状の下円板２１とを有する。上円板１１の外周縁１３及び下円板２１の外周縁２３の直径（外径）は同一である。

【0057】

上円板１１の上面１２の外周縁１３の近傍には、外周縁１３に沿って周方向に所定間隔で複数の上刃３１ａ～３１ｈが設けられている。上刃３１ａ～３１ｈの各々は、平板状の刃の板厚面が上円板１１の上面に接地するように取り付けられており、撹拌軸２側に配置される撹拌軸側端部と、外周縁１３側に配置される外周縁側端部を有している。撹拌軸側端部は刃の先端３３として流体７０に先に進入する部分であり、外周縁１３側端部が刃の後端３４となる。上刃３１ａ～３１ｈの各々は、上下方向の頂点３５が刃の後端３４の上方に位置し、頂点３５から先端３３に向かって下方向に二段階に傾斜した鋸刃形状を有するものである。そして、上下方向視において後端３４（外周縁側端部）が上円板１１の外周縁１３上に配置されると共に、先端３３（攪拌軸側端部）が後端３４よりも撹拌軸２側且つ撹拌軸２の矢印Ａ１で示す回転方向側に配置されている。

【0058】

下円板２１の下面２２の外周縁２３の近傍には、外周縁２３に沿って周方向に所定間隔で複数の下刃４１ａ～４１ｈが設けられている。下刃４１ａ～４１ｈの各々の形状や配置に関する構成は、前述した上刃３１ａ～３１ｈの構成と基本的に同様であるが、上刃３１ａ～３１ｈとは上下方向視において交互に配置されるように（上下方向視において重ならないように）周方向にずらして配置されている。

【0059】

加えて、上円板１１の中央部分には、ボス６１の外周に接する位置に上円板１１及び下円板２１で区画される空間６９に連通する環状の開口１６が設けられている。

【0060】

又、上円板１１及び下円板２１の間には水平方向に且つ放射状に複数枚の羽根板５１ａ～５１ｆがボス６１を介して撹拌軸２に取り付けられている。羽根板５１ａ～５１ｆはその先端部分５３が矢印Ａ１で示す回転方向に対して後退した湾曲形状となっている。

【0061】

撹拌翼３をこれらのように構成した効果については後述する。

【0062】

このような撹拌翼３を、流体７０を投入した撹拌槽７１内で矢印Ａ１の方向に回転させると、流体７０には撹拌翼３の周囲を旋回する流れが生じる。これに加えて、撹拌翼３の上方に位置する流体７０は撹拌翼３の回転に伴って、開口１６から空間６９内へ吸い込まれ、羽根板５１ａ～５１ｆによって押し出されることで水平外方向に吐き出される。吐き出された流体７０は、撹拌槽７１の内壁７６に当たることで上下方向へ循環することになる。更に、邪魔板７７に当たることで上下方向への循環が促進される。このような状態に加えて、撹拌翼３からの距離が近い方が流体７０の流れる速度が相対的に速く、距離が遠い方が流体７０の流れる速度が相対的に遅くなる。この速度差によって流体７０にせん断力を作用させることができる。又、撹拌翼３の回転によって上刃３１ａ～３１ｈ及び下刃４１ａ～４１ｈの各々が流体７０に進入する際に流体７０に接触することで衝撃力を作用させることができる。このようなせん断力及び衝撃力の作用によって流体７０の撹拌（分散）が促進される。

【0063】

このように、上述のような構成の撹拌翼３及び撹拌翼３を備えた撹拌構造体１０は、被撹拌物である流体７０を軸方向から吸い込み水平外方向に吐き出しながら、流体７０にせん断力及び衝撃力を作用させることができるので、撹拌効率が向上する。

【0064】

又、撹拌翼３は上述の通り、上刃３１ａ～３１ｈ及び下刃４１ａ～４１ｈの各々が周方向に所定間隔で設けられるものであるから、流体７０に対して上刃３１ａ～３１ｈ及び下刃４１ａ～４１ｈが所定間隔で進入し、衝撃力を作用させるので、撹拌効率がより向上する。

【0065】

更に、撹拌翼３は上述の通り、上刃３１ａ～３１ｈ及び下刃４１ａ～４１ｈの各々が上円板１１の外周縁１３及び下円板２１の外周縁２３の各々に沿って設けられるものであるから、流体７０に対してせん断力及び衝撃力を近接した位置で作用させることができるので、撹拌効率がより向上する。

【0066】

更に、撹拌翼３は上述の通り、上刃３１ａ～３１ｈ及び下刃４１ａ～４１ｈが鋸刃形状で先端が後端よりも撹拌軸２側且つ撹拌軸２の回転方向側に配置されるものであるから、流体７０に対する上刃３１ａ～３１ｈ及び下刃４１ａ～４１ｈの進入がスムーズになるので、撹拌効率がより向上する。

【0067】

更に、撹拌翼３は上述の通り、開口１６が上述の通り上円板１１の中央部分に設けられているものであるから、流体７０が上円板の１１上方から上円板１１及び下円板２１の間に吸い込まれ水平外方向に吐き出されるので、撹拌翼の上方に位置する流体７０の上下方向への循環が起こりやすくなり、撹拌効率が向上する。

【0068】

更に、撹拌翼３は上述の通り、羽根板５１ａ～５１ｆが水平方向に且つ放射状に取り付けられているものであるから、流体７０が羽根板５１ａ～５１ｆに沿って流れやすくなるので、吐き出し性能が向上する。

【0069】

更に、撹拌翼３は上述の通り、羽根板５１ａ～５１ｆが、湾曲形状を有するものであるから、流体７０が羽根板５１ａ～５１ｆに沿って後方に流れやすくなるので、吐き出し性能がより向上する。

【0070】

次に、撹拌翼３の製造工程について説明する。

【0071】

図４は、図１で示した撹拌翼を構成する部材を示した図であり、（１）は上円板部材を示す概略平面図であり、（２）は下円板部材を示す概略平面図であり、（３）は上刃部材及び下刃部材の各々を示す概略正面図である。

【0072】

図３及び図４を参照して、撹拌翼３の上円板１１に相当する上円板部材１１’、下円板２１に相当する下円板部材２１’、上刃３１ａ～３１ｈ及び下刃４１ａ～４１ｈに相当する上刃部材３１ａ’～３１ｈ’及び下刃部材４１ａ’～４１ｈ’を、鋼板等の金属板を抜き出し加工や切り出し加工することによって形成する。

【0073】

まず、図４の（１）を参照して、平面視正円形の円板状の上円板部材１１’の全体の直径（外径）ｄ_１を各部材の寸法設定の基準とする。上円板部材１１’の中央部分には正円形の開口１６’が形成されている。この開口１６’はその一部分が組み立て後の撹拌翼３の上円板１１の開口１６となる。被撹拌物の良好な吸い込みの観点から、開口１６’の直径ｄ_２は、上円板部材１１’の外径ｄ_１の半分に設定されている。又、一点鎖線は上刃部材３１ａ’～３１ｈ’の取付位置を示すものである。

【0074】

次に、図４の（２）を参照して、平面視正円形の円板状の下円板部材２１’はその外径ｄ_３が上円板部材１１’の外径ｄ_１と同一であり、中央部分には撹拌軸２を挿入するための撹拌軸用孔２７とボルトを挿入するためのボルト用孔２８ａ～２８ｄとを設ける。一点鎖線は下刃部材４１ａ’～４１ｈ’の取付位置を示すものである。この下刃部材４１ａ’～４１ｈ’の取付位置は、上円板部材１１’と下円板部材２１’とを重ね合わせた際に上述した上刃部材３１ａ’～３１ｈ’の取付位置と上下方向視において重ならないように周方向にずらして設定される。

【0075】

更に、図４の（３）を参照して、上刃部材３１ａ’～３１ｈ’及び下刃部材４１ａ’～４１ｈ’は、図３において説明したような平板状の板厚面が上下方向を向いた状態で後端の上方に位置する頂点から先端に向かって二段階に傾斜した鋸刃形状となっている。

【0076】

図５は、図１で示した撹拌翼の羽根板部材の曲げ工程を示す模式図である。

【0077】

図５を参照して、鋼板等の金属材料からなる矩形状の平板を、点Ｏを中心として板厚の中心線ｔまでの板厚半径Ｒがｄ_１／３となるように曲げ加工を行う。すると全体の弧長がＣＬ_１の曲げ板となる。その後、必要な弧長ＣＬ_２となるように両端を切り落として、羽根板部材５１ａ’～５１ｈ’を形成する。

【0078】

図６は、図１で示した撹拌翼のボスを示す概略断面図である。

【0079】

図６を参照して、ボス６１は金属材料からなる丸棒を円筒形状に加工して形成される。ボス６１は、その外径ｄ_４が０．３×ｄ_１に設定されている。ボス６１の上部には、水平外方向に撹拌軸２と撹拌翼３とを接続するためのねじを挿入するねじ用タップ６３を設ける。又、ボス６１の下部には、下円板２１を固定するためのボルトを挿入するための４つのボルト用タップ６２ｂ、６２ｄ（一部図示せず）を下端から上方に向かって設ける。

【0080】

図７は、図４から図６で準備した部材を組み立てる第１の工程を示した図であり、（Ａ）は上円板部材に上刃部材を取り付けた状態を示す図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＶＩＩＢ－ＶＩＩＢ矢視図である。

【0081】

図７の（Ａ）を参照して、上刃部材３１ａ’～３１ｈ’を図４の（Ａ）の上円板部材１１’の印をつけた位置に溶接によって取り付ける。この際、上刃部材３１ａ’～３１ｈ’の先端が回転方向側を向けた状態で、上刃部材３１ａ’～３１ｈ’の各々の後端が上円板部材１１’の外周縁１３’に接するように配置する。すると、図７の（Ｂ）に示した上円板１１となる。

【0082】

図８は、図４から図６で準備した部材を組み立てる第２の工程を示した図であり、（Ａ）はボスに羽根板部材を取り付けた状態を示す図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＶＩＩＩＢ－ＶＩＩＩＢ矢視図である。

【0083】

図８の（Ａ）を参照して、次にボス６１に下円板部材２１’を、ボルト６８ａ～６８ｄによって取り付ける。そして、下円板部材２１’及びボス６１の上面に予め記載した図示しない印の位置に羽根板部材５１ａ’～５１ｆ’を配置する。尚、羽根板部材５１ａ’～５１ｆ’はボス６１との接続部分のみを溶接する。すると、図８の（Ｂ）に示した状態となる。その後、次の工程に進む前にボルト６８ａ～６８ｄ及び下円板部材２１’は再度取り外す。

【0084】

図９は、図４から図６で準備した部材を組み立てる第３の工程を示した図であり、（Ａ）は図７で示した上円板とボスに取り付けられた羽根板とを組み合わせた状態を示す図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＩＸＢ－ＩＸＢ矢視図である。

【0085】

図９を参照して、上刃３１ａ～３１ｈが取り付けられた上円板１１を、ボス６１に取り付けられた羽根板５１ａ～５１ｆの上に載置して、上円板１１と羽根板５１ａ～５１ｆとを溶接する。すると、図９の（Ｂ）に示した状態となる。

【0086】

図１０は、図４から図６で準備した部材を組み立てる第４の工程を示した図であり、（Ａ）は下円板部材に下刃部材を取り付けた状態を示す図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＸＢ－ＸＢ矢視図である。

【0087】

図１０を参照して、下刃部材４１ａ’～４１ｈ’を図４の（Ｂ）に示す下円板部材２１’の印をつけた位置に溶接によって取り付ける。この際、下刃部材４１ａ’～４１ｈ’の先端が回転方向側を向けた状態で、下刃部材４１ａ’～４１ｈ’の各々の後端が下円板部材２１’の外周縁２３’に接するように配置する。すると、図１０の（Ｂ）に示した下円板２１となる。

【0088】

図１１は、図４から図６で準備した部材を組み立てる第５の工程を示した図であり、（Ａ）は図１０で示した下円板をボスに取り付けた状態を示す概略平面図であり、（Ｂ）は“ＸＩＢ”部分の概略拡大図である。

【0089】

図１１の（Ａ）を参照して、下刃４１ａ～４１ｈが取り付けられた下円板２１を、ボルト６８ａ～６８ｄによってボス６１の下端に再度取り付ける。その後、図１１の（Ｂ）を参照して、上円板１１の外周縁１３及び下円板２１の外周縁２３の外方に露出している羽根板５１ａの露出部分５５を上円板１１の外周縁１３及び下円板２１の外周縁２３に合わせてグラインダー等で削り取る。他の羽根板５１ｂ～５１ｆについても同様の処理を行い、図３で示した撹拌翼３が完成する。

【0090】

このような撹拌翼３は上述の通り、下円板２１（下円板部材２１’）がボルトを介してボス６１と取り付けられるものであるため、下円板２１が脱着可能なものとなるので、溶接時等の必要に応じて下円板２１を付け外しすることによって、組立精度が向上する。

【0091】

又、撹拌翼３は上述の通り、上円板１１、上刃３１ａ～３１ｈ、下円板２１及び下刃４１ａ～４１ｈの各々が別部材である上円板部材１１’、下円板部材２１’、上刃部材３１ａ’～３１ｈ’及び下刃部材４１ａ’～４１ｈ’を組み合わせることで構成されるものであるから、上刃３１ａ～３１ｈ及び下刃４１ａ～４１ｈの枚数や取付け角度を容易に変更できるので、設計変更が容易となる。

【0092】

図１２は、この発明の第２の実施の形態による撹拌構造体の撹拌翼を示す図であり、（Ａ）は概略平面図であり、（Ｂ）は概略正面図であり、（Ｃ）は概略底面図である。又、図１３は、図１２で示した撹拌翼を用いた撹拌構造体の撹拌槽の内部構造を模式的に示す正面図であり、図１４は、図１３で示した“ＸＩＶ”部分の撹拌翼の内部構造を模式的に示す拡大図である。

【0093】

尚、この実施の形態における撹拌翼９３及び撹拌構造体９０の構成は、基本的に第１の実施の形態の撹拌翼３及び撹拌構造体１０と同様であるので、ここではその相違点を中心に説明する。

【0094】

図１２及び図１４を参照して、撹拌翼９３の上刃１０５ａ～１０５ｈ、下刃１１５ａ～１１５ｈ及び羽根板１２１ａ～１２１ｆの構成は、第１の実施の形態で説明したものと同様である。又、上円板１０１及び下円板１１１の基本な構成も第１の実施の形態と同様であるが、上円板１０１及び下円板１１１の中央部分の各々には、円板１０１と下円板１１１との間の空間９９と連通する環状の開口１０６及び開口１１６が設けられている。このように構成した効果については後述する。

【0095】

ボス１３１は、その下端が上円板１０１の下面と面一となる位置において、環状の平板状の取付用上板１０３に溶接等によって固定されている。羽根板１２１ａ～１２１ｆは円柱形状の羽根板取付軸１３２に取り付けられている。この実施の形態では、下円板１１１はボルトではなく、羽根板１２１ａ～１２１ｆに溶接等によって一体的に取り付けられている。又、羽根板取付軸１３２の下端は環状の平板状の取付用下板１１３に取り付けされている。これによって、上述した開口１１６は上円板１０１の開口１０６と同様に環状のものとなる。

【0096】

このような撹拌翼９３は、第１の実施の形態と同様の撹拌軸９２の下端が挿入され、図示しない外部のモーター等と接続した撹拌装置９１として、第１の実施の形態と同様の構成の撹拌槽９４の内部に投入される。又、撹拌槽９４の内部には、被撹拌物として第１の実施の形態と同様の流体１３０が投入される。撹拌軸９２を矢印Ａ２の方向に回転させると、これに伴い撹拌翼９３が撹拌槽９４内部にて回転し、流体１３０には撹拌翼９３の周囲を旋回する流れが生じる。

【0097】

この際に、上円板１０１の上方及び下円板１１１の下方の各々の流体１３０が上円板１０１の開口１０６及び下円板１１１の開口１１６から上円板１０１と下円板１１１との間の空間９９に吸い込まれ水平外方向に吐き出される。吐き出された流体１３０は、撹拌槽９４の内壁９６に当たることで上下方向へ循環することになる。更に、邪魔板９７に当たることで上下方向への循環が促進される。このような状態に加えて、流体１３０に生じる流れの速度差によって流体１３０にせん断力を作用させることができる。又、撹拌翼９３の回転によって上刃１０５ａ～１０５ｈ及び下刃１１５ａ～１１５ｈの各々が流体１３０に進入する際に流体１３０に接触することで衝撃力を作用させることができる。このようなせん断力及び衝撃力の作用によって流体１３０の撹拌（分散）が促進される。

【0098】

このように、撹拌翼９３及び撹拌翼９３を備えた撹拌構造体９０は、被撹拌物である流体１３０を軸方向から吸い込み水平外方向に吐き出しながら、流体１３０にせん断力及び衝撃力を作用させることができるので、撹拌効率が向上する。

【0099】

又、撹拌翼９３は上述の通り、開口１０６が上円板１０１の中央部分に設けられており、開口１１６が下円板１１１の中央部分に設けられているものであるから、流体１３０が上円板の上方及び下円板の下方から上円板１０１及び下円板１１１の間に吸い込まれ水平外方向に吐き出されるので、撹拌翼９３の上方及び下方に位置する流体１３０の上下方向への循環が起こりやすくなり、撹拌効率が向上する。

【0100】

図１５は、この発明の第３の実施の形態による撹拌構造体の撹拌翼を示す図であり、（Ａ）は概略平面図であり、（Ｂ）は概略正面図であり、（Ｃ）は概略底面図である。又、図１６は、図１５で示した撹拌翼を用いた撹拌構造体の撹拌槽の内部構造を模式的に示す正面図であり、図１７は、図１６で示した“ＸＶＩＩ”部分の撹拌翼の内部構造を模式的に示す拡大図である。

【0101】

尚、この実施の形態における撹拌翼１５３及び撹拌構造体１５０の構成は、基本的に第１の実施の形態の撹拌翼３及び撹拌構造体１０と同様であるので、ここではその相違点を中心に説明する。

【0102】

図１５及び図１７を参照して、撹拌翼１５３の上刃１６５ａ～１６５ｈ、下刃１７５ａ～１７５ｈ及び羽根板１８１ａ～１８１ｆの構成は第１の実施の形態で説明したものと同様である。又、上円板１６１及び下円板１７１の基本な構成も第１の実施の形態と同様であるが、上円板１６１には開口が設けられていないものである。下円板１７１の中央部分には上円板１６１と下円板１７１との間の空間１５９と連通する環状の開口１７６が設けられている。このように構成した効果については後述する。

【0103】

ボス１９１はその下端が上円板１６１の下面と面一となる位置において、上円板１６１に溶接等によって固定されている。羽根板１８１ａ～１８１ｆは円柱形状の羽根板取付軸１９２に取り付けられている。この実施の形態では、第２の実施の形態と同様に下円板１１１はボルトではなく、羽根板１８１ａ～１８１ｆに溶接等によって一体的に取り付けられている。又、羽根板取付軸１９２の下端は環状の平板状の取付用下板１９３に取り付けされている。これによって、上述した開口１７６は第２の実施の形態の開口１１６と同様に環状のものとなる。

【0104】

次に図１５から図１７を参照して、このような撹拌翼１５３は、第１の実施の形態と同様の撹拌軸１５２の下端が挿入され、図示しない外部のモーター等と接続した撹拌装置１５１として、第１の実施の形態と同様の構成の撹拌槽１５４の内部に投入される。又、撹拌槽１５４の内部には、被撹拌物として第１の実施の形態と同様の流体１９０が投入される。撹拌軸１５２を矢印Ａ３の方向に回転させると、これに伴い撹拌翼１５３が撹拌槽１５４内部にて回転し、流体１９０には撹拌翼１５３の周囲を旋回する流れが生じる。

【0105】

この際に、下円板１７１の下方の各々の流体１９０が下円板１１１の開口１７６から上円板１６１と下円板１７１との間の空間１５９に吸い込まれ水平外方向に吐き出される。吐き出された流体１９０は、撹拌槽１５４の内壁１５６に当たることで上下方向へ循環することになる。更に、邪魔板１５７に当たることで上下方向への循環が促進される。このような状態に加えて、流体１９０に生じる流れの速度差によって流体１９０にせん断力を作用させることができる。又、撹拌翼１５３の回転によって上刃１６５ａ～１６５ｈ及び下刃１７５ａ～１７５ｈの各々が流体１９０に進入する際に流体１９０に接触することで衝撃力を作用させることができる。このようなせん断力及び衝撃力の作用によって流体１９０の撹拌（分散）が促進される。

【0106】

このように、撹拌翼１５３及び撹拌翼１５３を備えた撹拌構造体１５０は、被撹拌物である流体１９０を軸方向から吸い込み水平外方向に吐き出しながら、流体１９０にせん断力及び衝撃力を作用させることができるので、撹拌効率が向上する。

【0107】

又、撹拌翼１５３は上述の通り、開口１７６が下円板１７１の中央部分に設けられているものであるから、流体１９０が下円板１７１の下方から上円板１６１及び下円板１７１の間に吸い込まれ水平外方向に吐き出されるので、撹拌翼１５３の下方に位置する流体１９０の上下方向への循環が起こりやすくなり、撹拌効率が向上する。

【0108】

図１８は、この発明の他の実施の形態による撹拌翼の上刃及び下刃の他の構成を模式的に示す平面図であり、（１）は第４の実施の形態を示す図であり、（２）は第５の実施の形態を示す図であり、（３）は第６の実施の形態を示す図である。

【0109】

この第４から第６の実施の形態では、上刃及び下刃以外の構成は第１の実施の形態と同様の構成である。

【0110】

図１８の（１）を参照して、第４の実施の形態の撹拌翼２０１の上刃２１１及び下刃２１２はその後端が上円板及び下円板の外周縁から外側に飛び出すようにして取り付けられたものである。このような撹拌翼２０１は図示しない被撹拌物に対して上刃２１１及び下刃２１２が所定間隔で進入し、衝撃力を作用させるので、撹拌効率が向上する。

【0111】

図１８の（２）を参照して、第５の実施の形態の撹拌翼２０２の上刃２１３及び下刃は２１４その配置が上円板及び下円板の外周縁より撹拌軸側に設けられたものである。このような撹拌翼２０２は図示しない被撹拌物に対して上刃２１３及び下刃２１４が所定間隔で進入し、衝撃力を作用させるので、撹拌効率が向上する。

【0112】

図１８の（３）を参照して、第６の実施の形態の撹拌翼２０３の上刃２１５及び下刃２１６は上下方向視においてやや湾曲したものである。このような撹拌翼２０３は図示しない被撹拌物に対して上刃２１５及び下刃２１６が所定間隔で進入し、衝撃力を作用させるので、撹拌効率が向上する。

【0113】

図１９は、この発明の他の実施の形態による撹拌翼の羽根板の形状を模式的に示す平面図であり、（１）は第７の実施の形態を示す図であり、（２）は第８の実施の形態を示す図であり、（３）は第９の実施の形態を示す図であり、（４）は第１０の実施の形態を示す図である。

【0114】

この第７から第１０の実施の形態では、羽根板以外の構成は第１の実施の形態と同様の構成である。

【0115】

図１９の（１）を参照して、第７の実施の形態の撹拌翼２０４は、羽根板２２１が直線的に構成されたものである。このような撹拌翼２０４は図示しない被撹拌物が羽根板２２１に沿って流れやすくなるので、吐き出し性能が向上する。

【0116】

図１９の（２）を参照して、第８の実施の形態の撹拌翼２０５は湾曲した羽根板２２２の根元がボスと離れており、先端も下円板の外周縁から離れているものである。このような撹拌翼２０４は図示しない被撹拌物が羽根板２２２に沿って流れやすくなるので、吐き出し性能が向上する。

【0117】

図１９の（３）を参照して、第９の実施の形態の撹拌翼２０６は直線的な羽根板２２３の根元がボスと離れており、先端も下円板の外周縁から離れているものである。このような撹拌翼２０６は図示しない被撹拌物が羽根板２２３に沿って流れやすくなるので、吐き出し性能が向上する。

【0118】

図１９の（４）を参照して、第１０の実施の形態の撹拌翼２０７は直線的な羽根板２２４を細かく点在させたものである。このような撹拌翼２０７は図示しない被撹拌物が羽根板２２４に沿って流れやすくなるので、吐き出し性能が向上する。

【0119】

尚、上記の各実施の形態では、上円板及び下円板の外周縁の直径は同一のものであったが、多少異なるものであってもよく、本発明と同一の作用効果を生じるものであれば、実質的に本発明に含まれる。

【0120】

又、上記の各実施の形態では、平面視正円形の上円板及び下円板は円板状を有するものであったが、これに限らない。ここで述べる円板状とは、正六角形等の円に近い形状のものや楕円形のものも円板状に含まれる。

【0121】

更に、上記の各実施の形態では、上円板及び下円板は特定の構成からなるものであったが、これに限らない。従来のディスパー翼で示した翼部のような、円板状の平板の周縁に設けられた連続した鋸刃形状の刃を交互に上下方向に９０°折り曲げ加工して形成された上向き刃及び下向き刃を有する上円板及び下円板を２枚取り付けるようなものであってもよい。

【0122】

更に、上記の各実施の形態では、上刃及び下刃は特定の構成からなるものであったが、これに限らない。被撹拌物に衝撃力を与えられるものであれば、例えば刃を面取して他の形状や配置のものであってもよい。刃の数や配置も必要に応じて適宜変更可能である。

【0123】

更に、上記の各実施の形態では、羽根板は特定の構成からなるものであったが、これに限らない。吸い込んだ被撹拌物を吐き出す効果が得られるものであれば、他の形状や配置のものであってもよい。羽根板の数や配置も必要に応じて適宜変更可能である。

【0124】

更に、上記の各実施の形態では、上円板及び下円板の開口は中央部分に設けられる環状のものであったが、これに限らず他の部分に設けてもよい。又、被撹拌物を十分に吸い込むことができるものであれば他の形状であってもよいもよい。

【0125】

更に、上記の各実施の形態では、開口の直径は上円板の外径の半分の長さに設定され、ボスの外径は上円板の外径の０．３倍の長さに設定されているものであったが、被撹拌物の良好な吸い込みの観点からは、開口の直径は上円板の外径の半分以上の長さであることが好ましい。又、ボスの外周部分から開口の縁までの長さが上円板の外径の０．１５倍以上の長さであることが好ましい。

【0126】

更に、上記の各実施の形態では、上円板、下円板、上刃、下刃及び羽根板の各々はそれぞれ別部材からなるものであったが、これに限らない。上円板及び上刃を一体的に加工する等、部分的に一体的な部材を設けてもよいし、全体を３Ｄプリンター等で一体的に製造してもよい。

【0127】

更に、上記の各実施の形態では、撹拌翼はボスを介して撹拌軸に取り付けられるものであったが、これに限らない。撹拌軸に直接取り付けられるものであってもよいし、他の手段によって撹拌軸に取り付けられるものであってもよい。

【0128】

更に、上記の第１及び第４から第９の実施の形態では、下円板はボスにボルトを介して脱着可能に設けられていたが、これに限らずボルト以外の手段によるものであってもよい。又、ボスや羽根板に一体的に取り付けられるものであってもよい。

【0129】

更に、上記の第２及び第３の実施の形態では、下円板は羽根板と一体的に取り付けられものであったが、これに限らず、脱着可能に取り付けられるものであってもよい。

【0130】

更に、上記の各実施の形態では、鋼板を用いたものであったが、被撹拌物との相性に問題が無ければ、他の金属材料や、木材、樹脂等他の材料からなるものであってもよい。

【実施例】

【0131】

以下、本発明について具体的な実施例を挙げて説明する。又、本発明は以下に示す実施例に限定されるものではない。
＜試験１＞（分散実験）
１．試験条件
以下の器具を使用して、着脱色試験を行った。流体の均一分散の達成は、流体の分散により脱色が進み、脱色が完了した時点とした。
・撹拌槽…内径Ｄ４００ｍｍ、高さＨ８００ｍｍ、液深５００ｍｍ
・試験流体…水あめ（粘性係数０．２Ｐａ・ｓ）
・薬品…１規定ヨウ素溶液による着色法、１規定チオ硫酸ナトリウム水溶液による脱色法
・撹拌装置…実施例１として、上述した第１の実施の形態によるもの、すなわち、上円板のみに開口を備える撹拌翼を用いた。撹拌翼は、ＳＵＳ３０４よりなる板厚２ｍｍの金属板を加工した上円板、下円板、上刃、下刃及び羽根板の各々の部材と、ＳＵＳ３０４の丸棒から加工した外形がφ２８ｍｍのボスとを溶接等で一体的に接続して形成されたものである。羽根径はφ１２０ｍｍに設定されている。又、開口は上円板及び下円板の双方に設けられており、別部材の開口塞ぎプレートを下円板の開口を塞ぐように取り付けてある。実施例３では、開口塞ぎプレートを上円板の開口を塞ぐように取り付けてある。撹拌翼は液深タンジェントライン（ＴＬ）の位置に配置した。

【0132】

実施例２として、上述した第２の実施の形態によるもの、すなわち、上円板及び下円板の双方に開口を備える撹拌翼を用いた。撹拌翼は、その形状及び設置位置は実施例１と共通のものであるが、開口塞ぎプレートは使用しない。

【0133】

実施例３として、上述した第３の実施の形態によるもの、すなわち、下円板のみに開口を備える撹拌翼を用いた。撹拌翼は、その形状及び設置位置は実施例１と共通のものであるが、開口塞ぎプレートは上円板の開口を塞ぐように取り付けらえれている。

【0134】

比較例としては、背景技術としての従来のディスパー翼を用いた。ディスパー翼は、ＳＵＳ３０４よりなる板厚２ｍｍの金属板を加工した翼部をＳＵＳ３０４よりなる丸棒を加工した外径がφ２８ｍｍのボスにネジで固定して形成されている。羽根径はφ１２０ｍｍに設定されている。ディスパー翼は液深ＴＬの位置に配置した。
２．試験結果
図２０は試験１の結果を示す図である。

【0135】

尚、試験１における比較例及び実施例１～３の撹拌翼の回転数は全て共通である（１２００ｒｐｍ）。

【0136】

図を参照して、分散開始から１５秒後には、比較例１では槽上部に分散不良部が発生していることが目視できるが、実施例１から実施例３ではほとんど発生していない。これは、実施例１から実施例３の各々では撹拌翼の回転に伴って吐き出された試験流体が槽上部まで循環することに起因する。又、分散開始から分散が完了するまでに、比較例は６０秒を要したのに対して、実施例１は２０秒、実施例２は１９秒、実施例３は３９秒で分散が完了し、いずれも比較例を大きく上回る結果となっている。

【0137】

尚、分散完了までの時間に加えて動力（ｋＷ）を計測の上、消費する電力量が少ないほど、撹拌効率がよいものとする。その結果を下記の表に示す。

【0138】

【表1】

上述のように同じ回転数で要する動力は、比較例に対して実施例１及び実施例２は比較例の２．３倍程度、実施例３は比較例の１．４倍程度といずれも増加している。しかしながら、分散完了までに要する時間は、実施例１が２０秒、実施例２が１９秒、実施例３が３９秒であり、比較例の６０秒を大きく上回る結果となっている。そのため、動力と分散完了までの時間の積で求められる電力量については、実施例１は２．５６×１０＾^－３ｋＷｈ、実施例２は２．４３×１０＾^－３ｋＷｈ、実施例３は３．０３×１０＾^－３ｋＷｈとなっており、比較例の３．３３×１０＾^－３ｋＷｈと比べて低く抑えられている。

【0139】

よって、実施例１～３のいずれの構成も比較例の構成と比較してより有利な効果が認められることが分かる。

【符号の説明】

【0140】

１、９１、１５１…撹拌装置
２、９２、１５２…撹拌軸
３、９３、１５３、２０１、２０２、２０３、２０４、２０５、２０６、２０７…撹拌翼
１０、９０、１５０…撹拌構造体
１１、１０１、１６１…上円板
１２…上面
１３…上円板の外周縁
１６、１０６、１１６、１７６…開口
２１、１１１、１７１…下円板
２２…下面
２３…上円板の外周縁
３１ａ～３１ｈ、１０５ａ～１０５ｈ、１６５ａ～１６５ｈ、２１１、２１３、２１５…上刃
３３、１１７、１７７…先端
３４、１１８、１７８…後端
３５…頂点
４１ａ～４１ｈ、１１５ａ～１１５ｈ、１７５ａ～１７５ｈ、２１２、２１４、２１６…下刃
５１ａ～５１ｆ、１２１ａ～１２１ｆ、１８１ａ～１８１ｆ、２２１、２２２、２２３、２２４…羽根板
５３…先端部分
６１、１３１、１９１…ボス
６８ａ～６８ｄ…ボルト
６９、９９、１５９…空間
７０、１３０、１９０…流体（被撹拌物）
尚、各図中同一符号は同一又は相当部分を示す。

【要約】

【課題】 撹拌効率が向上した撹拌翼及び撹拌構造体を提供する。
【解決手段】 撹拌翼３は、撹拌軸の下端が挿入される円筒形状のボス６１と、ボス６１の外周に接続され水平方向に延びる円板状の上円板１１と、上円板１１から下方に離隔した位置に配置される円板状の下円板２１とを有する。上円板１１の上面１２及び下円板２１の下面２２には、それぞれの外周縁１３、２３に沿って周方向に所定間隔で複数の上刃３１ａ～３１ｈ及び下刃４１ａ～４１ｈが設けられている。上円板１１の中央部分には、ボス６１の外周に接する位置に上円板１１及び下円板２１で区画される空間に連通する開口が設けられている。上円板１１及び下円板２１の間には水平方向に且つ放射状に複数枚の羽根板５１ａ～５１ｆがボス６１に取り付けられている。羽根板５１ａ～５１ｆはその先端部分５３が回転方向に対して後退した湾曲形状となっている。
【選択図】 図３

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】