撹拌翼及び密閉式撹拌装置

【課題】医薬品、食料品の分野の撹拌を行なうための撹拌翼及び撹拌装置において、撹拌液に対して強い剪断力を与えることがなく、撹拌液が汚染される心配がなく、且つ撹拌液の流動、混合、分散均一化が充分に行なわれるような撹拌翼及び撹拌装置を提供する。
【解決手段】上下動可能なダイアフラム３を撹拌槽２の上面部を気密に覆うように設け、該ダイアフラム３を貫通する駆動軸４を該ダイアフラム３に固定して垂設し、該駆動軸４の下端部に直交するように連結固定した撹拌翼５は、その中心を通る長径線５ａと短径線５ｂを有する横長な楕円形状の板状体からなり、該撹拌翼５を上下動させて撹拌を行なう。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は医薬用の培養液などの撹拌に最適な撹拌翼及びその撹拌翼を用いた撹拌装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の撹拌翼及び撹拌装置は、モータの回転により撹拌翼を回転させて液流を発生させたり、又は大ストロークで円板翼を上下動させて撹拌を行なっていた。
【０００３】
しかし、医薬分野における培養液等においては、回転式撹拌は菌体にダメージを与えるので好ましくなく、また、培養液のコンタミネーション（汚染）の問題から、回転摺動部を有する撹拌装置は好ましくないという問題点があった。
【０００４】
出願人は先に、撹拌する液体やその蒸気が撹拌槽から漏れるのや外部からの異物の進入を防止する目的で、撹拌翼を上下動させて撹拌を行なうようにした密閉式撹拌装置の発明を行なった（特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４３１６２５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、前記特許文献１の密閉式撹拌装置は、撹拌翼の上下往復動によって撹拌槽内において良好な旋回流を形成するが、上下方向の流動が完全ではなかった。
【０００７】
又、大ストロークで円板翼を上下させて撹拌を行なう従来の撹拌翼は、強制混合が促進されるが、作動面や構造面（シール部の構造）に問題があった。
【０００８】
本発明はこれらの問題点を解消し、撹拌槽内の撹拌液に対して強い剪断作用を与えることがなく、撹拌液の上下方向の流動が完全となって撹拌液の混合、分散均一化が十分に行なわれ、且つ撹拌液が汚染されないような構造の、主として医薬品、食料品分野の撹拌に好適な撹拌翼及び該撹拌翼を用いた撹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】
【０００９】
本発明は上記の目的を達成すべく、撹拌翼としては上下往復動する駆動軸の下端面部に直交するように連結固定する翼体は、その中心を通る長径と短径を有する横長な形状の板状体とし、又、撹拌装置としては上下動可能なダイアフラム又はベローズを撹拌槽の上面部に該上面部を気密に覆うように設け、該ダイアフラム又は該ベローズを貫通する駆動軸を該ダイアフラム又はベローズに固定して垂設し、該駆動軸の下端部に直交するように連結固定する撹拌翼は、その中心を通る長径と短径を有する横長な形状の板状体からなり、該撹拌翼を上下動させて前記撹拌槽内を撹拌するようにした。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、低剪断作用にて対象液体の撹拌混合と分散均一化を十分に行うことができ、しかも撹拌液が汚染されないような完全密閉構造が可能な、医薬用分野や食品用分野などでの使用に最適な撹拌翼及び撹拌装置を提供できる効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施例１の密閉式撹拌装置の縦断面図である。
【図２】同上撹拌装置の撹拌翼の平面図である。
【図３】同上撹拌装置の撹拌翼の他の例の平面図である。
【図４】従来の円板型撹拌翼を用いた上下振動撹拌のフローパターンを示す説明図である。
【図５】図４のＡ−Ａ線截断面図である。
【図６】本発明の実施例１の上下振動撹拌のフローパターンを示す説明図である。
【図７】図６のＢ−Ｂ線截断面図である。
【図８】本発明の実施例２の撹拌翼の平面図である。
【図９】前記実施例２の撹拌翼の図８におけるＸ方向矢視図である。
【図１０】前記実施例２の撹拌翼の図８におけるＹ方向矢視図である。
【図１１】前記実施例２の撹拌翼を用いた上下振動撹拌のフローパターンを示す説明図である。
【図１２】本発明の実施例３の撹拌翼の平面図である。
【図１３】前記実施例３の撹拌翼の図１２におけるＰ方向矢視図である。
【図１４】前記実施例３の撹拌翼の図１２におけるＱ方向矢視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明を実施するための形態の実施例を以下に示す。
【実施例１】
【００１３】
本発明の実施例１を図１乃至図６により説明する。
【００１４】
図１は本発明の撹拌翼を使用した密閉式撹拌装置１の縦断面図である。
【００１５】
２は撹拌槽で、円筒状の胴部を有している。
【００１６】
３はダイアフラムで、ゴム等のフレキシブルな材料の膜状体からなり、前記撹拌槽２の上端開口部を覆って気密に設けられている。
【００１７】
４は駆動軸を示し、該駆動軸４は、その上部において図示してない上下動装置例えば往復駆動式モータに垂設されており、該駆動軸４の中間部で前記ダイアフラム３を貫通すると共に、該ダイアフラム３に気密に固定されている。
【００１８】
５は撹拌槽で、図２に示すような楕円の板状体からなり、前記駆動軸４の下端部に直交するように連結固定されている。
【００１９】
図２において、５ａは前記撹拌翼５の楕円の長径を示し、５ｂは該楕円の短径を示す。
【００２０】
６は前記撹拌槽２内の撹拌液を示す。
【００２１】
次に本実施例の撹拌翼５及び密閉式撹拌装置１の作動及びその効果について説明する。
【００２２】
密閉式撹拌装置１は生物培養液の如く、外部からの汚染を排除し、且つ、低剪断作用で撹拌混合を行なう必要のある撹拌液の撹拌に適している。
【００２３】
撹拌液６内に駆動軸４とその下部に設けた撹拌翼５を垂下没入させ、ダイアフラム３にて撹拌槽２の上面を密閉し、駆動軸の上部に設置した上下動装置（図示せず）により、駆動軸４及びその下端部に設けた撹拌翼５を上下に往復運動させて撹拌（上下振動撹拌）を行なう。
【００２４】
本実施例の撹拌翼５は、横長な形状の板状翼からなるものとしたので、翼の側方に上下の流路を確保しており、従来の円板型撹拌翼の場合と比較して、はるかに大きな上下流と旋回流を伴う大循環流を発生させることができた。
【００２５】
即ち従来の円板型撹拌翼を用いた上下振動撹拌のフローパターンを図４に示した。
【００２６】
従来の円板型撹拌翼ａでは上下流の発生が少なく、旋回成分が発生しにくいという問題があって、図５に示す如く円板型撹拌翼ａの外縁と撹拌槽ｂの内周面との間の等しい間隙の翼周りでの流動しか得られず、撹拌槽内全体での大きな上下流を生じさせることができなかった。
【００２７】
又、円板型撹拌翼ａの上下振動のストロークが小さい場合には、上下流の発生が得られないという問題もあった。
【００２８】
これに対し本実施例の撹拌翼５を使用した撹拌装置１では、その撹拌翼５の短径５ｂ部分の外方に図７のＤ示す如く上下流強化領域が形成されて図６に示す如く、大きな上下流とこれに伴う旋回流が得られた。
【００２９】
特に撹拌液の粘性が高い場合にも、撹拌翼５は小さなストロークの上下振動で極めて優れた混合性能を発揮することができるので、従来の円板型撹拌翼ａを用いた場合と比較して、はるかに少ない駆動動力で運転が可能となる効果を有している。
【００３０】
尚、撹拌翼５の代りに、図３に示す如く、円板翼の上下を切り取って形成した横長の板状体５´又は長方形の板状体からなる撹拌翼を使用してもよい。
【００３１】
又、前記撹拌槽２の上端開口部をダイアフラム３の代りにベローズにより覆って気密にしてもよい。
【実施例２】
【００３２】
本発明の実施例２を図８乃至図１１により説明する。
【００３３】
図８は実施例２の撹拌翼１５の平面図、図９は撹拌翼１５の図８におけるＸ方向矢視図、図１０は撹拌翼１５の図８におけるＹ方向矢視図を示す。
【００３４】
撹拌翼１５は楕円形に形成した板状体からなり、前記楕円形の中心を通る長径線５ａと短径線５ｂとで区切られる部分において、前記短径線５ｂに沿って切れ目を入れると共に隣り合わない対角部分の１対を前記長径線５ａに沿って斜上方に折り曲げて、傾斜羽根部１５ａ、１５ａを有する撹拌翼１５を形成した。
【００３５】
前記傾斜羽根部１５ａの折り曲げ角度は、例えば３０度程度とした。
【００３６】
本実施例の撹拌翼１５を使用した撹拌装置における上下振動撹拌のフローパターンを図１１に示す。
【００３７】
傾斜羽根部１５ａを設けたことによって、撹拌槽内全体を旋回しながら上下する上下対流が発生し、槽内に大循環流が形成される効果を得た。
【００３８】
尚、撹拌翼１５において、傾斜羽根部１５ａ、１５ａを斜上方に折り曲げるとしたが、これは斜下方に折り曲げたものとしてもよい。
【実施例３】
【００３９】
本実施例の実施例３を図１２乃至図１４により説明する。
【００４０】
図１２は実施例３の撹拌翼２５の平面図、図１３は撹拌翼２５の図１２におけるＰ方向矢視図、図１４は撹拌翼２５の図１２におけるＱ方向矢視図を示す。
【００４１】
撹拌翼２５は楕円形に形成した板状体からなり、前記楕円形の中心を通る長径線５ａと短径線５ｂとで区切られる部分において、前記短径線５ｂに沿って切れ目を入れると共に、隣り合わない対角部分の２対を、前記長径線５ａに沿ってそれぞれ斜上方又は斜下方に折り曲げて、前記長径線５ａ又は短径線５ｂを隔てて隣り合う部分が上方と下方の互いに逆方向に突出した傾斜羽根部２５ａ、２５ｂを有する構造とした。
【００４２】
本実施例の撹拌翼２５を用いた撹拌装置で上下振動撹拌を行なった場合も優れた混合性能と共に駆動動力の節約が達成された。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明の撹拌翼及び密閉式撹拌装置は、主として医薬分野における培養液の撹拌や食料品分野における撹拌等に利用される。
【符号の説明】
【００４４】
１密閉式撹拌装置
２撹拌槽
３ダイアフラム
４駆動軸
５、１５、２５撹拌翼
５ａ長径線
５ｂ短径線

【特許請求の範囲】
【請求項１】
上下往復動する駆動軸の下端面部に直交するように連結固定する翼体は、その中心を通る長径と短径を有する横長な形状の板状体からなる撹拌翼。
【請求項２】
前記翼体は長方形又は楕円形又は長円形に形成されている請求項１に記載の撹拌翼。
【請求項３】
前記翼体において、その中心を通る長径線と短径線で区切られる部分で、隣り合わない対角線部分を前記長径線に沿って斜上方或いは斜下方に折り曲げ形成した請求項１又は請求項２に記載の撹拌翼。
【請求項４】
上下動可能なダイアフラム又はベローズを撹拌槽の上面部に該上面部を気密に覆うように設け、該ダイアフラム又は該ベローズを貫通する駆動軸を該ダイアフラム又はベローズに固定して垂設し、該駆動軸の下端部に直交するように連結固定する撹拌翼は、その中心を通る長径と短径を有する横長な形状の板状体からなり、該撹拌翼を上下動させて前記撹拌槽内を撹拌するように形成した密閉式撹拌装置。
【請求項５】
前記撹拌翼は長方形又は楕円形又は長円形に形成されている請求項４に記載の密閉式撹拌装置。
【請求項６】
前記撹拌翼において、その中心を通る長径線と短径線で区切られる部分で、隣り合わない対角線部分を前記長径線に沿って斜上方或いは斜下方に折り曲げ形成した請求項４に記載の密閉式撹拌装置。

【図１】