攪拌用回転体
【課題】用途を問わずに安全且つ効率的な攪拌を行うことが可能な攪拌用回転体および攪拌装置を提供する。
【解決手段】本発明に係る攪拌用回転体1は、回転軸(中心軸C)を中心に回転する本体10と、本体10の表面に設けられる吸入口12と、本体10の表面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、吸入口12は、吐出口14よりも回転軸に近い位置に配置され、吐出口14は、吸入口12よりも回転軸から遠心方向外側の位置に配置され、吸入口12、吐出口14または流通路16には、吸入口12、吐出口14または流通路16を通過する被攪拌物50と衝突可能に形成される衝突部材17が設けられている。
【解決手段】本発明に係る攪拌用回転体1は、回転軸(中心軸C)を中心に回転する本体10と、本体10の表面に設けられる吸入口12と、本体10の表面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、吸入口12は、吐出口14よりも回転軸に近い位置に配置され、吐出口14は、吸入口12よりも回転軸から遠心方向外側の位置に配置され、吸入口12、吐出口14または流通路16には、吸入口12、吐出口14または流通路16を通過する被攪拌物50と衝突可能に形成される衝突部材17が設けられている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
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用回転体および攪拌装置に関する。
【背景技術】
【0002】
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機が使用されている。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。
【0003】
このような攪拌機は、流体を収容するタンクに恒常的に設置されて使用されるものが多いが、この他にも、例えば塗料等を使用直前に現場で攪拌するためのハンディタイプのものがよく使用されている。このハンディタイプの攪拌機は、一般的にハンドドリル型の駆動装置の駆動軸の先端に羽根車を設けて構成されている。そして、使用者は、駆動装置を両手に持ち、先端の羽根車を塗料等の被攪拌物が収容された容器内に挿入して回転させ、攪拌を行う。
【0004】
しかしながら、このハンディタイプの攪拌機では、鋭利な翼端を持つ羽根車を高速で回転させることから非常に危険であり、取扱に注意を要するという問題があった。また、突起の多い羽根車を容器にぶつけてしまった場合や、羽根車が疲労破壊を起こした場合に、羽根車の先端や容器の一部が欠けて、または削れて被攪拌物内に混入しやすいという問題があった。
【0005】
また、羽根車は被攪拌物と衝突することによって被攪拌物を流動させるため、羽根車を備える攪拌機では、回転する羽根車を被攪拌物内に投入する際、または被攪拌物内で羽根車の回転を開始する際に、反動によって羽根車が振られやすいという問題があった。このため、使用者が攪拌機の操作になれていない場合には、羽根車を容器にぶつけたり、被攪拌物を容器外に飛散させたりといったような事態が頻発していた。
【0006】
また、羽根車では、被攪拌物に沈降物が含まれるような場合に、羽根車を容器の底壁に接触させながら攪拌を行わなければ沈降物をうまく分散させることができないため、羽根車と容器の壁面の接触により発生する破片や削りカスが被攪拌物内に混入しやすいという問題があった。
【0007】
一方、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高粘性流体用ミキサー等も提案されている(例えば、特許文献1参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0008】
【特許文献1】特開平5−154368号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
しかしながら、上記特許文献1に記載の高粘性流体用ミキサーでは、羽根車の外形が六角柱状であり、主として羽根車の外壁を被攪拌物に衝突させることによって被攪拌物を流動させるものであるため、上述した回転開始時の反動の問題を解消するものではなかった。
【0010】
また、側面の孔から被攪拌物を流出させるようにしているものの、側面の孔に対して羽根車内部の容積が大きいため、羽根車内部の流速が低く、長時間使用した場合に滞留物が羽根車の内側に付着して堆積し、攪拌能力が低下しやすいという問題があった。
【0011】
本発明は、斯かる実情に鑑みてなされたものであって、用途を問わずに安全且つ効率的な攪拌を行うことが可能な攪拌用回転体および攪拌装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【0012】
(1)本発明は、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遠心方向外側の位置に配置され、前記吸入口、前記吐出口または前記流通路には、前記吸入口、前記吐出口または前記流通路を通過する被攪拌物と衝突可能に形成される衝突部材が設けられることを特徴とする、攪拌用回転体である。
【0013】
(2)本発明はまた、前記衝突部材は、前記吸入口、前記吐出口または前記流通路の内側に向けて突出するように設けられることを特徴とする、上記(1)に記載の攪拌用回転体である。
【0014】
(3)本発明はまた、前記衝突部材は、前記吸入口、前記吐出口または前記流通路の内側を横断するように設けられることを特徴とする、上記(1)に記載の攪拌用回転体である。
【0015】
(4)本発明はまた、前記衝突部材は、前記本体の回転方向に対して角度を有する方向に突出または横断するように設けられることを特徴とする、上記(2)または(3)に記載の攪拌用回転体である。
【0016】
(5)本発明はまた、前記衝突部材は、前記本体の回転方向に対して平行に突出または横断するように設けられることを特徴とする、上記(2)または(3)に記載の攪拌用回転体である。
【0017】
(6)本発明はまた、前記衝突部材は、平板状に構成されることを特徴とする、上記(1)乃至(5)のいずれかに記載の攪拌用回転体である。
【0018】
(7)本発明はまた、前記衝突部材は、自身の面の法線方向が前記吸入口、前記吐出口または前記流通路を通過する被攪拌物の流動方向に対して角度を有するように配置されることを特徴とする、上記(6)に記載の攪拌用回転体である。
【0019】
(8)本発明はまた、前記衝突部材は、先端が鋭利に形成された刃部を備えることを特徴とする、上記(1)乃至(7)のいずれかに記載の攪拌用回転体である。
【0020】
(9)本発明はまた、前記吸入口または前記吐出口は、角部を有する断面形状に構成されることを特徴とする、上記(1)乃至(8)のいずれかに記載の攪拌用回転体である。
【0021】
(10)本発明はまた、上記(1)乃至(9)のいずれかに記載の攪拌用回転体を、前記回転軸方向に複数配置して構成されることを特徴とする、攪拌装置である。
【発明の効果】
【0022】
本発明によれば、用途を問わずに安全且つ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。
【図面の簡単な説明】
【0023】
【図1】(a)本発明の実施の形態に係る攪拌用回転体の一例を示した平面図である。(b)同攪拌用回転体の一例を示した正面図(側面図も同一)である。(c)同攪拌用回転体の一例を示した底面図である。
【図2】(a)攪拌用回転体の作動を示した平面図である。(b)攪拌用回転体の作動を示した正面図である。
【図3】(a)および(b)吸入口、吐出口および流通路を拡大して示した断面図である。
【図4】(a)および(b)吸入口、吐出口および流通路を拡大して示した断面図である。
【図5】(a)および(b)攪拌用回転体の使用例を示した概略図である。
【図6】(a)駆動軸側に吸入口を設けた例を示した正面図(側面図)である。(b)複数の吐出口に対して1つの吸入口を設けた例を示した正面図(側面図)である。(c)本体を球状に構成した例を示した正面図(側面図)である。
【図7】(a)衝突部材を、本体の回転方向に対して斜めに(角度を有する方向に)横断するように設けた例を示した正面図(側面図)である。(b)衝突部材を、本体の回転方向に対して平行に横断するように設けた例を示した正面図(側面図)である。(c)吸入口および吐出口において複数の衝突部材を並列に設けた例を示した正面図(側面図)である。
【図8】(a)流通路に衝突部材を設けた例を示した断面図である。(b)衝突部材を吸入口、吐出口または流通路の内側に向けて突出するように構成した例を示した断面図である。(c)1つの吸入口から複数の吐出口に分岐するように構成した流通路に衝突部材を設けた例を示した断面図である。
【図9】(a)〜(c)衝突部材を平板状に構成すると共に、被攪拌物の流動方向に対して斜めに配置した例を示した断面図である。
【図10】(a)吸入口および吐出口の周縁を内側に突出させることによって衝突部材を構成した例を示した断面図である。(b)吸入口および吐出口の周縁に丸みを付けた例を示した断面図である。
【図11】(a)〜(c)吸入口および吐出口の形状(断面形状)を、角部を有する形状に構成した例を示した正面図(側面図)である。
【図12】(a)〜(c)衝突部材の本体への取付け方法の例を示した正面図(側面図)である。
【図13】本発明の実施の形態に係る攪拌装置の例を示した正面図(側面図)である。
【発明を実施するための形態】
【0024】
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。
【0025】
まず、本実施形態に係る攪拌用回転体1の構造について説明する。図1(a)は、攪拌用回転体1の一例を示した平面図であり、同図(b)は、攪拌用回転体1の一例を示した正面図(側面図も同一)であり、同図(c)は、攪拌用回転体1の一例を示した底面図である。なお、同図(a)および(b)では、一部を断面にして示している。
【0026】
これらの図に示されるように、攪拌用回転体1は、略砲弾形状の本体10と、本体10の表面に設けられた複数の吸入口12と、本体10の表面に設けられた複数の吐出口14と、吸入口12と吐出口14を繋ぐように本体10の内部に形成された流通路16と、吸入口12および吐出口14に配置された衝突部材17と、から構成されている。
【0027】
本体10は、この例では、略砲弾形状、詳細には円柱の一方の底面10bを球面状に構成した形状、換言すれば円柱と半球を組み合わせた形状となっている。本体10の他方の底面10aの中心には、モータ等の駆動装置の駆動軸20が接続される接続部18が設けられている。従って、攪拌用回転体1は、本体10の中心軸Cを回転軸として回転するように構成されている。なお、駆動軸20と接続部18の接続方法は、例えばネジや係合等、既知のいずれの方法であってもよい。
【0028】
本実施形態では、本体10を流通路16以外の部分を中実に構成することで、本体10の強度を高めるようにしている。本体10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。本実施形態の本体10は、シンプルで加工しやすい形態となっているため、製造方法に制限されることなく、多種多様な材質から本体10を構成することが可能となっている。
【0029】
また、本体10をこのようにシンプルな形状に構成することより、回転軸に対する不釣合いの発生を少なくすることができる。このため、本実施形態では、不釣合いの発生しやすい羽根車等とは異なり、回転時の振動や振れ回り等を略解消することが可能となっている。
【0030】
吸入口12は、本体10における接続部18の反対側の底面10b(すなわち、本体10の先端部)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で並べて配置すると共に、中心軸Cと同一方向に形成している。吐出口14は、本体10の側面10c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10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、中心軸Cに対して直交する方向に吐出口14を形成している。なお、本実施形態では、吸入口12および吐出口14の形状(断面形状)を円形に構成しているが、吸入口12および吐出口14の形状は特に限定されるものではなく、その他の形状であってもよい。
【0031】
流通路16は、1つの吸入口12と1つの吐出口14を繋ぐ通路として形成されている。従って、本体10の内部には、4つの流通路16が形成されている。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10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。すなわち、本実施形態の流通路16は、中心軸C方向の軸方向部分16aおよび遠心方向の遠心方向部分16bから構成されている。
【0032】
本実施形態では、流通路16をこのように構成することで、ドリル等による穴加工で容易に吸入口12、吐出口14および流通路16を形成できるようにしている。具体的には、吸入口12の位置から中心軸C方向に沿った穴加工、および吐出口14の位置から中心軸Cに向けた穴加工によって容易に吸入口12、吐出口14および流通路16を形成することができる。
【0033】
なお、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、これに限定されるものではなく、滑らかに湾曲した曲線状の通路として流通路16を構成してもよいし、吸入口12と吐出口14を一直線状に繋ぐように流通路16を構成してもよい。流通路16をこのように構成することで、流通路16内の流動抵抗を減少させることができるため、攪拌用回転体1が引き起こす流動をさらに強力にし、攪拌能力を向上させることができる。
【0034】
衝突部材17は、略棒状の部材であり、吸入口12および吐出口14にそれぞれ設けられている。この衝突部材17は、吸入口12または吐出口14を通過する被攪拌物と衝突するように形成された部材であり、詳細は後述するが、被攪拌物と衝突することによって攪拌能力を向上させるものである。
【0035】
本実施形態では、衝突部材17は、吸入口12または吐出口14の内側を本体10の回転方向に対して直交する方向に横断するように設けられている。換言すれば、吸入口12に設けられた衝突部材17は、吸入口12の内側を回転軸である中心軸Cの遠心方向に横断するように設けられている。また、吐出口14に設けられた衝突部材17は、吐出口14の内側を中心軸Cと平行な方向に横断するように設けられている。
【0036】
なお、本実施形態では、吸入口12および吐出口14の両方に衝突部材17を設けているが、吸入口12または吐出口14のいずれか一方のみに衝突部材17を設けるようにしてもよいことは言うまでもない。また、複数の吸入口12の一部のみ、または複数の吐出口14の一部のみに衝突部材17を設けるようにしてもよい。
【0037】
次に、攪拌用回転体1の作動について説明する。図2(a)は攪拌用回転体1の作動を示した平面図であり、同図(b)は攪拌用回転体1の作動を示した正面図である。攪拌用回転体1は、流体である被攪拌物内において、駆動軸20に駆動されて中心軸Cを中心に回転することにより、被攪拌物を攪拌する。
【0038】
流体中に攪拌用回転体1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1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、これらの図に示されるように、流通路16内の流体は攪拌用回転体1の半径方向外側に向けて流動する。吐出口14は、吸入口12よりも本体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1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1の周囲の流体には、吐出口14のある側面10cから放射状に広がる流動と、吸入口12のある攪拌用回転体1の先端部に向かう流動が発生することとなる。なお、攪拌用回転体1の先端部に向かう流動は、吸入口12の回転により旋回流となる。
【0039】
また、流体中に攪拌用回転体1を浸漬して回転させると、攪拌用回転体1の表面近傍の流体が粘性の影響により攪拌用回転体1と共に回転することとなる。従って、攪拌用回転体1の表面近傍の流体にも遠心力が働き、これらの図に示されるように、表面近傍の流体は攪拌用回転体1の表面に沿って側面10cまで流動し、吐出口14からの噴流の随伴流となる。
【0040】
本実施形態では、底面10bを球面状に構成することにより、本体10の形状を中心軸C方向の厚みが半径方向外側に向けて漸次減少する形状としているため、攪拌用回転体1の底面10b近傍の流動を、側面10cから放射状に広がる流動にスムーズに合流させることを可能としている。また、底面10bをこのような形状にすることで、攪拌用回転体1の先端に向かう流動の一部を、底面10bに沿って側面10cまでスムーズに流動させて、側面10cから放射状に広がる流動に合流させることを可能としている。この結果、攪拌用回転体1は、周囲の流体に強力な流動を発生させ、効率的な攪拌を行うことが可能となっている。
【0041】
さらに、本実施形態では、衝突部材17を設けることによって、吸入口12および吐出口14を通過する流体(被攪拌物)を衝突部材17に衝突させることにより、攪拌能力をより向上させることを可能としている。図3(a)および(b)、ならびに図4(a)および(b)は、吸入口12、吐出口14および流通路16を拡大して示した断面図である。
【0042】
図3(a)に示されるように、本実施形態では、吐出口14に衝突部材17を設けることにより、流通路16の遠心方向部分16bから吐出口14を通過する流体を衝突部材17に衝突させ、流れを2つに分断するようになっている。このようにすることで、吐出口14からの噴流に変化をつけて複雑な流動とすることができる。さらに、流体中に粉体等を溶解させるような場合に、溶け切れなかった粉体等の塊を衝突部材17に衝突させて破砕することができるため、流体中に均一に粉体等を溶解させることが可能となる。
【0043】
また、衝突部材17を本体10の回転方向に直交する方向に横断するように設けることにより、吐出口14を通過する流体に対し、横方向からも衝突部材17を衝突させて分断することができるため、吐出口14からの噴流をより複雑な流動とすることができる。なお、この横方向からの衝突は、回転速度を高めるほど効果的となる。
【0044】
図示は省略するが、吸入口12に設けた衝突部材17によっても、同様の効果を奏することができる。本実施形態では、このように吸入口12および吐出口14において被攪拌物を衝突部材17に適宜に衝突させることで攪拌能力を高め、より効率的に攪拌を行うことを可能としている。
【0045】
そして、本実施形態では、このように衝突による攪拌効果を有しながらも、従来の羽根車等が有していた問題点を解消している。すなわち、被攪拌物に衝突させる衝突部材17を、吸入口12または吐出口14の内側に配置して本体10の外部に突出させないようにしているため、安全性が高いだけではなく、回転開始時の反動や、容器等に接触した場合の欠け、削れ等が生じないようになっている。
【0046】
衝突部材17の断面形状は、図3(a)に示す円形状に限定されるものではなく、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、図3(b)に示されるように、例えば衝突部材17の断面形状を楔形状に構成し、先端が鋭利に形成された刃部17aを衝突部材17に備えるようにしてもよい。このように、刃部17aを上流側に設けることで、粉体等の塊の破砕能力を高めることができる。
【0047】
また、図4(a)および(b)に示されるように、衝突部材17を平板状に構成するようにしてもよい。この場合、同図(a)に示されるように、衝突部材17の面の法線方向Nが吸入口12または吐出口14を通過する流体(被攪拌物)の流動方向に対して直交するように配置することで、流体に対する抵抗を減少させながらも、粉体等の塊の破砕能力を高めることができる。さらに、平板状に構成した衝突部材17において上流側の幅方向端部に刃部17aを設けるようにすれば、より効果的である。
【0048】
また、同図(b)に示されるように、衝突部材17の面の法線方向Nが吸入口12または吐出口14を通過する流体(被攪拌物)の流動方向と平行になるように配置することで、流体に対する横方向の衝突による分断能力を高めることができる。この場合にも、平板状に構成した衝突部材17の幅方向端部に刃部17aを設けるようにすれば、より効果的である。さらに、幅方向の両端部に刃部17aを設けることで、回転方向によらず効果を発揮することができる。
【0049】
なお、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字形状に構成しているが、これに限定されるものではなく、滑らかに湾曲した曲線状の通路として流通路16を構成してもよいし、吸入口12と吐出口14を一直線状に繋ぐように流通路16を構成してもよい。流通路16をこのように構成することで、流通路16内の流動抵抗を減少させることができるため、攪拌用回転体1が引き起こす流動をさらに強力にし、攪拌能力を向上させることができる。
【0050】
また、吸入口12に対して吐出口14を回転方向にずらして配置し、流通路16の吐出口14へ繋がる部分を攪拌用回転体1の遠心方向に対して角度を有するように構成してもよい。また、吐出口14を回転軸方向にずらして配置し、流通路16の吐出口14へ繋がる部分を本体10の先端側(接続部18の反対側)に向くように構成してもよいし、逆に駆動軸側(接続部18側)に向くようにしてもよい。このようにして、吐出口14からの噴出方向を適宜に設定することにより、効率的な攪拌に最も適した流動を得ることができる。
【0051】
図5(a)および(b)は、攪拌用回転体1の使用例を示した概略図である。これらの図に示されるように、攪拌用回転体1は、モータ等の駆動装置30に繋がる駆動軸20に接続され、容器40内に収容された流体である被攪拌物50内に浸漬された状態で使用される。駆動装置30は、容器40や架台等に固定されるものであってもよいし、使用者が保持して操作するものであってもよい。
【0052】
駆動装置30によって攪拌用回転体1を回転させることにより、上述のように攪拌用回転体1から放射状に広がる流動、および攪拌用回転体1の先端部に向かう旋回流(渦)が発生する。これにより、同図(a)および(b)に示されるように、被攪拌物50内に複雑な循環流が発生し、この循環流により被攪拌物50は十分に攪拌される。
【0053】
容器40の底に滞留している滞留物を分散させる場合には、攪拌用回転体1の先端部を容器40の底に近づければよい。このようにすることで、吸入口12から滞留物を吸い上げて吐出口14から噴出し、滞留物を被攪拌物50内に十分に分散させることができる。また、容器40の角部に滞留している滞留物を分散させる場合には、攪拌用回転体1の先端部を容器40の角部に近づければよい。本実施形態では、本体10を略砲弾形状に構成しているため、狭隘な角部にも吸入口12を十分に近づけることができる。
【0054】
本実施形態では、本体10を略砲弾形状に構成すると共に、衝突部材17を吸入口12または吐出口14の内側に配置することにより、回転時に吸入口12または吐出口14を通過する被攪拌物50のみが衝突部材17と衝突するようにしているため、回転開始時の反動がほとんど生じないようになっている。また、本体10の外側に鋭利な突起物を備えていないことから、攪拌用回転体1を容器40の壁面にぶつけた場合にも攪拌用回転体1または容器40が破損したり削れたりする可能性が低くなっている。このため、安心して攪拌用回転体1を容器40の壁面に近づけることができ、容器40の隅々まで十分に攪拌を行うことが可能であると共に、攪拌用回転体1または容器40の破片や削りカス等が被攪拌物50に混入し難いようになっている。
【0055】
また、本実施形態では、攪拌用回転体1の先端部中心(回転軸である中心軸C)のやや外側に吸入口12を配置することにより、攪拌用回転体1の先端部を容器40の壁面に接触させた場合にも吸入口12が塞がれないようにしている。このため、容器40の壁面近くにおいても安定して攪拌用回転体1を操作することができる。
【0056】
次に、攪拌用回転体1のその他の形態について説明する。図6(a)は、駆動軸側に吸入口12を設けた例を示した正面図(側面図)である。同図では、4つの吸入口12のうち、2つの吸入口12を駆動軸側の底面10aに設けた例を示している。吸入口12は、このように複数の吸入口12の一部を先端側に配置し、残りの一部を駆動軸側に配置するようにしてもよい。また、用途によっては、全ての吸入口12を駆動軸側に設けるようにしてもよい。
【0057】
吸入口12の配置を適宜に設定することで、用途に応じた最適な流動を発生させるようにすることができる。また、駆動軸側の吸入口12を流体の液面に近づけて流体外部の気体を吸引するようにすれば、流体中に積極的に外部の気体を取り込むことができる。これにより、流体中に気体を溶け込ませたり、流体中に気泡を混入させたりすることができる。
【0058】
なお、本体10に被攪拌物50の外部の気体を吸引するための専用の吸気口を設けると共に、この吸気口と吐出口14を繋ぐ通気路を設けるようにしてもよい。このように、本体10に吸気口および通気路を設けた場合、吸気口を流体外部に露出させた状態または流体外部の気体に触れる状態で攪拌用回転体1を回転させることにより、容易に流体中に気体を溶け込ませたり、流体中に気泡を混入させたりすることができる。
【0059】
図6(b)は、複数の吐出口14に対して1つの吸入口12を設けた例を示した正面図(側面図)である。この例では、流通路16を、1つの吸入口12に繋がる軸方向部分16aから複数の吐出口14に繋がる遠心方向部分16bに分岐するように構成している。このように、複数の吐出口14に対して共通する吸入口12を設けるようにしてもよい。
【0060】
図6(c)は、本体10を球状に構成した例を示した正面図(側面図)である。このように、本体10の形状は、上述の例で示した略砲弾形状に限定されるものではなく、球状、部分球状、楕円体状、部分楕円体状、円柱状、円盤状、円錐状、または円錐台状等であってもよいし、これらの立体を組み合わせて構成される形状であってもよい。
【0061】
また、本体10の形状は、安全性や容器等への衝突の点からは、回転軸(中心軸C)に垂直な断面が円形となる上記したような形状であることが好ましいが、本体10の形状はこれに限定されるものではなく、回転軸(中心軸C)に垂直な断面が円形以外となる形状であってもよい。すなわち、本体10の形状は、例えば多角柱状、多角錐状、または多角錐台状等であってもよいし、種々の立体を組み合わせて構成される形状であってもよい。さらに、本体10の表面に複数の凸部や凹部を設けるようにしてもよい。
【0062】
このように、本体10を適宜の凹凸を備えた形状に構成することで、攪拌用回転体1の周囲に適度な渦流を発生させることが可能となり、これにより、攪拌能力をさらに向上させることができる場合がある。さらに、本体10の形状の設定に加えて、本体10表面の粗さや、より細かい凹凸形状を適宜に設定することによって、攪拌用回転体1の周囲の流動をより精密に制御するようにしてもよい。また、本体10の表面に各種の彩色を施して意匠性を向上させるようにしてもよい。
【0063】
図7(a)は、衝突部材17を、本体10の回転方向に対して斜めに(角度を有する方向に)横断するように設けた例を示した正面図(側面図)である。このように、衝突部材17の横断方向を適宜に調整することにより、攪拌能力を調整することができる。
【0064】
図7(b)は、衝突部材17を、本体10の回転方向に対して平行に横断するように設けた例を示した正面図(側面図)である。この場合、吸入口12または吐出口14を通過する被攪拌物50に対し、横方向に衝突部材17が略衝突しないようにすることができる。
【0065】
図7(c)は、吸入口12および吐出口14において複数の衝突部材17を並列に設けた例を示した正面図(側面図)である。このように、衝突部材17は、吸入口12または吐出口14において複数を並列に設けるようにしてもよく、衝突部材17の個数を調整することで、攪拌能力を調整することができる。
【0066】
なお、衝突部材17の横断方向は、吸入口12と吐出口14で異なっていてもよい。また、衝突部材17の並列に設ける個数は、吸入口12と吐出口14で異なっていてもよい。このように、吸入口12と吐出口14で、衝突部材17の構成を異ならせることにより、攪拌能力をより細かく調整することが可能となる。
【0067】
図8(a)は、流通路16に衝突部材16を設けた例を示した断面図である。このように、衝突部材17は、吸入口12および吐出口14だけではなく、流通路16内に設けるようにしてもよい。この場合、同図に示されるように、複数の衝突部材17を流通路16内の流動方向に直列に設けるようにしてもよく、それぞれの衝突部材17が互いに交差すように横断方向を変化させてもよい。
【0068】
図8(b)は、衝突部材17を吸入口12、吐出口14または流通路16の内側に向けて突出するように構成した例を示した断面図である。衝突部材17は、吸入口12、吐出口14または流通路16を横断するように構成されるものに限定されず、このように、吸入口12、吐出口14または流通路16の内側に向けて突出するように構成される突起物であってもよい。なお、同図では、衝突部材17を平板状に構成した例を示しているが、例えばピラミッド状やドーム状等、その他の各種形状に衝突部材17を構成するようにしてもよいことは言うまでもない。また、流通路16の内壁に適宜の凹凸形状を形成し、これを衝突部材17としてもよい。
【0069】
図8(c)は、1つの吸入口12から複数の吐出口14に分岐するように構成した流通路16に衝突部材17を設けた例を示した断面図である。この場合、流通路16の軸方向部分16aに設けた衝突部材17は、本体10と共に中心軸Cを中心に回転することとなる。従って、同図に示されるように、軸方向部分16aに平板状の衝突部材17を設けることで、軸方向部分16a内を流動する被攪拌物50に対して、羽根車と同様の効果を奏することができる。
【0070】
図9(a)〜(c)は、衝突部材17を平板状に構成すると共に、被攪拌物50の流動方向に対して斜めに配置した例を示した断面図である。これらの例では、衝突部材17を平板状に構成し、衝突部材17の面の法線方向Nが被攪拌物50の流動方向に対して斜めになるように(角度を有するように)、吸入口12、吐出口14または流通路16に配置している。
【0071】
このようにすることで、吸入口12、吐出口14または流通路16を通過する被攪拌物50の流動方向を所定の方向に変化させることができるため、より複雑な流動を発生させ、攪拌能力を向上させることが可能となる。また、同図(b)に示されるように、衝突部材17を本体10の回転方向に対して、直交する方向に横断または突出させると共に、面の法線方向Nが被攪拌物50の流動方向に対して斜めになるように配置した場合、本体10の回転方向に被攪拌物50の流動方向が変化することとなるため、流通路16内に詰りが生じた場合にも、攪拌用回転体1を適宜逆回転させることによって詰りを解消することが可能となる。
【0072】
なお、湾曲した断面形状や翼断面形状の衝突部材17を設けることで、被攪拌物50の流動方向を変化させるようにしてもよい。また、同図(c)に示されるように、吸入口12を1つだけ設けた場合には、流通路16の軸方向部分16aに螺旋形状の衝突部材17や、プロペラ翼またはタービン翼等の形状をした衝突部材17を設けるようにしてもよい。
【0073】
図10(a)は、吸入口12および吐出口14の周縁を内側に突出させることによって衝突部材17を構成した例を示した断面図である。このように、吸入口12または吐出口14の周縁を内側に突出させて、衝突部材17を構成するようにしてもよい。この場合、吸入口12または吐出口14の周縁を全周にわたって突出させるようにしてもよいし、部分的に突出させるようにしてもよい。
【0074】
このようにすることで、吸入口12または吐出口14を通過する被攪拌物50に対し、横方向から衝突部材17を効果的に衝突させることができる場合がある。なお、同図に示す例では、衝突部材17に刃部17aを設けた例を示したが、刃部17aを設けないようにしてもよい。
【0075】
図10(b)は、吸入口12および吐出口14の周縁に丸みを付けた例を示した断面図である。このように、吸入口12および吐出口14の周縁に丸みを付けることにより、吸入口12または吐出口14を通過する被攪拌物50に対する横方向からの衝突を略解消することが可能となる。例えばメタリック塗料のように、混入された粉末粒子を微細化したくないような被攪拌物50を攪拌する場合には、このように、吸入口12または吐出口14の周縁に適宜丸みを付けることにより、混入された粉末粒子を微細化することなく十分な攪拌を行うことができる。
【0076】
図11(a)〜(c)は、吸入口12および吐出口14の形状(断面形状)を、角部12a、14aを有する形状に構成した例を示した正面図(側面図)である。このように、吸入口12または吐出口14を菱形や三角形等の角部12a、14aを有する形状に構成することにより、周縁を突出させて構成した衝突部材17による横方向からの衝突をより効果的にすることができる。
【0077】
なお、この場合、同図(a)および(b)に示されるように、吸入口12または吐出口14の形状を、流通路16の断面形状も含めて角部12a、14aを有する形状に構成するようにしてもよいし、同図(c)に示されるように、周縁から衝突部材17を突出させることによって吸入口12または吐出口14の形状のみを角部12a、14aを有する形状に構成するようにしてもよい。
【0078】
また、吸入口12および吐出口14は、それぞれ異なる形状としてもよく、吸入口12または吐出口14のいずれか一方のみを角部12a、14aを有する形状にしてもよいことは言うまでもない。また、吸入口12または吐出口14を角部12a、14aを有する形状に構成した場合、形状によっては衝突部材17を設けなくても、角部12a、14aのみによって被攪拌物50に対する横方向からの衝突効果を発生させることができる場合がある。
【0079】
図12(a)〜(c)は、衝突部材17の本体10への取付け方法の例を示した正面図(側面図)である。まず、同図(a)では、衝突部材17を本体10に設けた溝部10dに嵌め込み、外側からカバー部材70で押えて固定するようにした例を示している。この例では、各吐出口14の上下に溝部10dを形成し、この溝部10dに棒状の衝突部材17を嵌め込むことにより、各吐出口14に衝突部材17が配置されるようになっている。カバー部材70は、本体10の側面10cを覆うように嵌合する円筒状に構成されており、各吐出口14に対応する位置には吐出口14と略同型状の開口72が形成されている。
【0080】
衝突部材17をこのように固定することにより、本体10からカバー部材70を取り外すだけで、容易に衝突部材17を着脱、または交換することが可能となる。すなわち、必要に応じて、容易に衝突部材17を着脱したり、異なる形状のものに交換したりすることが可能となるため、攪拌用回転体1の汎用性を高めることができる。
【0081】
なお、図示は省略するが、吸入口12の周囲に溝部10dを形成すると共に、各吸入口12に対応する位置に開口72を形成した半球状のカバー部材70を底面10bに嵌合させるようにすることで、吸入口12に配置する衝突部材17についても同様の固定方法を採用することができる。また、吸入口12または吐出口14の周囲の複数箇所に溝部10dを形成するようにすれば、衝突部材17の横断方向を変更して固定することが可能となる。
【0082】
同図(b)では、カバー部材70に衝突部材17を設けた例を示している。この例では、カバー部材70は、同図(a)の例と同様に、本体10の側面10cを覆うように嵌合する円筒状に構成されており、各吐出口14に対応する位置に吐出口14と略同型状の開口72が形成されている。そして、衝突部材17は、この開口72に形成されている。
【0083】
このようにすることで、カバー部材70を本体10に取付けるだけで、衝突部材17を備えていない攪拌用回転体1においても吐出口14に衝突部材17を設けることができる。また、異なる形状や向きの衝突部材17を備える複数種類のカバー部材70を用意しておくことにより、攪拌用回転体1の用途や被攪拌物50の性質等に応じて、容易に衝突部材17を変更することが可能となる。また、この例においても、各吸入口12に対応する位置に開口72および衝突部材17を形成した半球状のカバー部材70を底面10bに嵌合させるようにすれば、吸入口12に適用することができる。
【0084】
なお、カバー部材70の形状は、円筒状や半球状に限定されるものではなく、本体10の形状や、吸入口12および吐出口14の形状および配置に応じた適宜の形状を採用することができる。また、カバー部材70の材質は、特に限定されるものではないが、例えば各種ゴムや樹脂等の軟質の材料から構成すれば、攪拌用回転体1の安全性を高めることも可能となる。すなわち、カバー部材70は、安全カバーとしても機能させることができる。
【0085】
同図(c)では、本体10に取付けたリング状部材80の一部を衝突部材17とした例を示している。このように、リング状部材80を本体10の側面10cに取付け、吐出口14と重なる部分を衝突部材17とすることもできる。このようにした場合、きわめて簡便に衝突部材17を設けることができる。
【0086】
なお、衝突部材17は、同図(a)〜(c)に示した方法以外の既知の方法(例えば、接着、溶接、係合またはねじ締結等)によって本体10に取付けられるものであってもよいし、本体10と一体的に形成されるものであってもよいことは言うまでもない。
【0087】
次に、複数の攪拌用回転体1を連結して構成した攪拌装置2について説明する。図13は、攪拌装置2の例を示した正面図(側面図)であり、駆動軸20を介して3つの攪拌用回転体1を連結した例を示している。このように、複数の攪拌用回転体1を回転軸方向に連結することで、攪拌能力をさらに向上させることができる。特に、攪拌する流体の深さが深い場合に効果的である。
【0088】
以上説明したように、本実施形態に係る攪拌用回転体1は、回転軸(中心軸C)を中心に回転する本体10と、本体10の表面に設けられる吸入口12と、本体10の表面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、吸入口12は、吐出口14よりも回転軸に近い位置に配置され、吐出口14は、吸入口12よりも回転軸から遠心方向外側の位置に配置され、吸入口12、吐出口14または流通路16には、吸入口12、吐出口14または流通路16を通過する被攪拌物50と衝突可能に形成される衝突部材17が設けられている。
【0089】
このような構成とすることで、用途を問わずに安全且つ効率的な攪拌を行うことができる。具体的には、吸入口12、吐出口14または流通路16を通過する被攪拌物50に衝突部材17を衝突させることにより、被攪拌物50に複雑な流動を発生させて攪拌能力を向上させることができる。また、本体10の外部に羽根車等の突起物等を設けなくても、被攪拌物に含まれる塊等を適宜に破砕することが可能となるため、従来以上に安全且つ効率的に攪拌を行うことができる。
【0090】
また、衝突部材17は、吸入口12、吐出口14または流通路16の内側に向けて突出するように、または吸入口12、吐出口14または流通路16の内側を横断するように設けられている。このように、衝突部材17を本体10の外部に突出させることなく被攪拌物50に衝突させるようにすることで、攪拌用回転体1に衝突による攪拌効果を備えながらも、安全性が損なわれたり、回転開始時の反動や、容器等に接触した場合の欠け、削れ等の問題が生じたりしないようにすることができる。
【0091】
また、衝突部材17は、本体10の回転方向に対して角度を有する方向に突出または横断するように設けられるものであってもよい。この場合、本体10の回転に伴って、吸入口12、吐出口14または流通路16を通過する被攪拌物50に対し、流動方向の横方向から衝突部材17を衝突させることができる。これにより、攪拌能力をより向上させることが可能となる。また、回転方向に対する角度を適宜に調整することにより、攪拌能力を細かく調整することが可能となる。
【0092】
また、衝突部材17は、本体10の回転方向に対して平行に突出または横断するように設けられるものであってもよい。この場合、衝突部材17が被攪拌物50に対して横方向から略衝突しないようにすることができるため、被攪拌物50の性質等によっては、効率的な攪拌を行うことが可能となる。
【0093】
また、衝突部材17は、平板状に構成されるものであってもよい。この場合、衝突部材17の面の法線方向Nを適宜に調整することで被攪拌物50との衝突態様を変化させ、攪拌能力を細かく調整することができる。また、衝突部材17を、自身の面の法線方向Nが吸入口12、吐出口14または流通路16を通過する被攪拌物50の流動方向に対して角度を有するように配置した場合、被攪拌物50の流動方向を所定の方向に変化させることができるため、より複雑な流動を発生させ、攪拌能力を向上させることが可能となる。
【0094】
また、衝突部材17は、先端が鋭利に形成された刃部17aを備えるものであってもよい。このようにすることで、被攪拌物50中に含まれる粉体等の塊を効率的に破砕することが可能となるため、攪拌能力を向上させることができる。
【0095】
また、吸入口12または吐出口14は、角部12a、14aを有する断面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、周縁を突出させて構成した衝突部材17による横方向からの衝突をより効果的にすることができる。また、形状によっては衝突部材17を設けなくても、角部12a、14aのみによって被攪拌物50に対する横方向からの衝突効果を発生させることができる場合がある。
【0096】
また、本実施形態に係る攪拌装置2は、攪拌用回転体1を、回転軸方向に複数配置して構成されている。このため、攪拌能力をさらに高めることができる。
【0097】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明の攪拌用回転体および攪拌装置は、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。
【産業上の利用可能性】
【0098】
本発明の攪拌用回転体および攪拌装置は、各種流体の攪拌または気泡混入の分野で利用することができる。
【符号の説明】
【0099】
1 攪拌用回転体
2 攪拌装置
10 本体
12 吸入口
12a 吸入口の角部
14 吐出口
14a 吐出口の角部
16 流通路
17 衝突部材
17a 刃部
50 被攪拌物
C 中心軸
N 法線方向
【技術分野】
【0001】
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用回転体および攪拌装置に関する。
【背景技術】
【0002】
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機が使用されている。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。
【0003】
このような攪拌機は、流体を収容するタンクに恒常的に設置されて使用されるものが多いが、この他にも、例えば塗料等を使用直前に現場で攪拌するためのハンディタイプのものがよく使用されている。このハンディタイプの攪拌機は、一般的にハンドドリル型の駆動装置の駆動軸の先端に羽根車を設けて構成されている。そして、使用者は、駆動装置を両手に持ち、先端の羽根車を塗料等の被攪拌物が収容された容器内に挿入して回転させ、攪拌を行う。
【0004】
しかしながら、このハンディタイプの攪拌機では、鋭利な翼端を持つ羽根車を高速で回転させることから非常に危険であり、取扱に注意を要するという問題があった。また、突起の多い羽根車を容器にぶつけてしまった場合や、羽根車が疲労破壊を起こした場合に、羽根車の先端や容器の一部が欠けて、または削れて被攪拌物内に混入しやすいという問題があった。
【0005】
また、羽根車は被攪拌物と衝突することによって被攪拌物を流動させるため、羽根車を備える攪拌機では、回転する羽根車を被攪拌物内に投入する際、または被攪拌物内で羽根車の回転を開始する際に、反動によって羽根車が振られやすいという問題があった。このため、使用者が攪拌機の操作になれていない場合には、羽根車を容器にぶつけたり、被攪拌物を容器外に飛散させたりといったような事態が頻発していた。
【0006】
また、羽根車では、被攪拌物に沈降物が含まれるような場合に、羽根車を容器の底壁に接触させながら攪拌を行わなければ沈降物をうまく分散させることができないため、羽根車と容器の壁面の接触により発生する破片や削りカスが被攪拌物内に混入しやすいという問題があった。
【0007】
一方、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高粘性流体用ミキサー等も提案されている(例えば、特許文献1参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0008】
【特許文献1】特開平5−154368号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
しかしながら、上記特許文献1に記載の高粘性流体用ミキサーでは、羽根車の外形が六角柱状であり、主として羽根車の外壁を被攪拌物に衝突させることによって被攪拌物を流動させるものであるため、上述した回転開始時の反動の問題を解消するものではなかった。
【0010】
また、側面の孔から被攪拌物を流出させるようにしているものの、側面の孔に対して羽根車内部の容積が大きいため、羽根車内部の流速が低く、長時間使用した場合に滞留物が羽根車の内側に付着して堆積し、攪拌能力が低下しやすいという問題があった。
【0011】
本発明は、斯かる実情に鑑みてなされたものであって、用途を問わずに安全且つ効率的な攪拌を行うことが可能な攪拌用回転体および攪拌装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【0012】
(1)本発明は、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遠心方向外側の位置に配置され、前記吸入口、前記吐出口または前記流通路には、前記吸入口、前記吐出口または前記流通路を通過する被攪拌物と衝突可能に形成される衝突部材が設けられることを特徴とする、攪拌用回転体である。
【0013】
(2)本発明はまた、前記衝突部材は、前記吸入口、前記吐出口または前記流通路の内側に向けて突出するように設けられることを特徴とする、上記(1)に記載の攪拌用回転体である。
【0014】
(3)本発明はまた、前記衝突部材は、前記吸入口、前記吐出口または前記流通路の内側を横断するように設けられることを特徴とする、上記(1)に記載の攪拌用回転体である。
【0015】
(4)本発明はまた、前記衝突部材は、前記本体の回転方向に対して角度を有する方向に突出または横断するように設けられることを特徴とする、上記(2)または(3)に記載の攪拌用回転体である。
【0016】
(5)本発明はまた、前記衝突部材は、前記本体の回転方向に対して平行に突出または横断するように設けられることを特徴とする、上記(2)または(3)に記載の攪拌用回転体である。
【0017】
(6)本発明はまた、前記衝突部材は、平板状に構成されることを特徴とする、上記(1)乃至(5)のいずれかに記載の攪拌用回転体である。
【0018】
(7)本発明はまた、前記衝突部材は、自身の面の法線方向が前記吸入口、前記吐出口または前記流通路を通過する被攪拌物の流動方向に対して角度を有するように配置されることを特徴とする、上記(6)に記載の攪拌用回転体である。
【0019】
(8)本発明はまた、前記衝突部材は、先端が鋭利に形成された刃部を備えることを特徴とする、上記(1)乃至(7)のいずれかに記載の攪拌用回転体である。
【0020】
(9)本発明はまた、前記吸入口または前記吐出口は、角部を有する断面形状に構成されることを特徴とする、上記(1)乃至(8)のいずれかに記載の攪拌用回転体である。
【0021】
(10)本発明はまた、上記(1)乃至(9)のいずれかに記載の攪拌用回転体を、前記回転軸方向に複数配置して構成されることを特徴とする、攪拌装置である。
【発明の効果】
【0022】
本発明によれば、用途を問わずに安全且つ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。
【図面の簡単な説明】
【0023】
【図1】(a)本発明の実施の形態に係る攪拌用回転体の一例を示した平面図である。(b)同攪拌用回転体の一例を示した正面図(側面図も同一)である。(c)同攪拌用回転体の一例を示した底面図である。
【図2】(a)攪拌用回転体の作動を示した平面図である。(b)攪拌用回転体の作動を示した正面図である。
【図3】(a)および(b)吸入口、吐出口および流通路を拡大して示した断面図である。
【図4】(a)および(b)吸入口、吐出口および流通路を拡大して示した断面図である。
【図5】(a)および(b)攪拌用回転体の使用例を示した概略図である。
【図6】(a)駆動軸側に吸入口を設けた例を示した正面図(側面図)である。(b)複数の吐出口に対して1つの吸入口を設けた例を示した正面図(側面図)である。(c)本体を球状に構成した例を示した正面図(側面図)である。
【図7】(a)衝突部材を、本体の回転方向に対して斜めに(角度を有する方向に)横断するように設けた例を示した正面図(側面図)である。(b)衝突部材を、本体の回転方向に対して平行に横断するように設けた例を示した正面図(側面図)である。(c)吸入口および吐出口において複数の衝突部材を並列に設けた例を示した正面図(側面図)である。
【図8】(a)流通路に衝突部材を設けた例を示した断面図である。(b)衝突部材を吸入口、吐出口または流通路の内側に向けて突出するように構成した例を示した断面図である。(c)1つの吸入口から複数の吐出口に分岐するように構成した流通路に衝突部材を設けた例を示した断面図である。
【図9】(a)〜(c)衝突部材を平板状に構成すると共に、被攪拌物の流動方向に対して斜めに配置した例を示した断面図である。
【図10】(a)吸入口および吐出口の周縁を内側に突出させることによって衝突部材を構成した例を示した断面図である。(b)吸入口および吐出口の周縁に丸みを付けた例を示した断面図である。
【図11】(a)〜(c)吸入口および吐出口の形状(断面形状)を、角部を有する形状に構成した例を示した正面図(側面図)である。
【図12】(a)〜(c)衝突部材の本体への取付け方法の例を示した正面図(側面図)である。
【図13】本発明の実施の形態に係る攪拌装置の例を示した正面図(側面図)である。
【発明を実施するための形態】
【0024】
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。
【0025】
まず、本実施形態に係る攪拌用回転体1の構造について説明する。図1(a)は、攪拌用回転体1の一例を示した平面図であり、同図(b)は、攪拌用回転体1の一例を示した正面図(側面図も同一)であり、同図(c)は、攪拌用回転体1の一例を示した底面図である。なお、同図(a)および(b)では、一部を断面にして示している。
【0026】
これらの図に示されるように、攪拌用回転体1は、略砲弾形状の本体10と、本体10の表面に設けられた複数の吸入口12と、本体10の表面に設けられた複数の吐出口14と、吸入口12と吐出口14を繋ぐように本体10の内部に形成された流通路16と、吸入口12および吐出口14に配置された衝突部材17と、から構成されている。
【0027】
本体10は、この例では、略砲弾形状、詳細には円柱の一方の底面10bを球面状に構成した形状、換言すれば円柱と半球を組み合わせた形状となっている。本体10の他方の底面10aの中心には、モータ等の駆動装置の駆動軸20が接続される接続部18が設けられている。従って、攪拌用回転体1は、本体10の中心軸Cを回転軸として回転するように構成されている。なお、駆動軸20と接続部18の接続方法は、例えばネジや係合等、既知のいずれの方法であってもよい。
【0028】
本実施形態では、本体10を流通路16以外の部分を中実に構成することで、本体10の強度を高めるようにしている。本体10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。本実施形態の本体10は、シンプルで加工しやすい形態となっているため、製造方法に制限されることなく、多種多様な材質から本体10を構成することが可能となっている。
【0029】
また、本体10をこのようにシンプルな形状に構成することより、回転軸に対する不釣合いの発生を少なくすることができる。このため、本実施形態では、不釣合いの発生しやすい羽根車等とは異なり、回転時の振動や振れ回り等を略解消することが可能となっている。
【0030】
吸入口12は、本体10における接続部18の反対側の底面10b(すなわち、本体10の先端部)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で並べて配置すると共に、中心軸Cと同一方向に形成している。吐出口14は、本体10の側面10c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10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、中心軸Cに対して直交する方向に吐出口14を形成している。なお、本実施形態では、吸入口12および吐出口14の形状(断面形状)を円形に構成しているが、吸入口12および吐出口14の形状は特に限定されるものではなく、その他の形状であってもよい。
【0031】
流通路16は、1つの吸入口12と1つの吐出口14を繋ぐ通路として形成されている。従って、本体10の内部には、4つの流通路16が形成されている。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10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。すなわち、本実施形態の流通路16は、中心軸C方向の軸方向部分16aおよび遠心方向の遠心方向部分16bから構成されている。
【0032】
本実施形態では、流通路16をこのように構成することで、ドリル等による穴加工で容易に吸入口12、吐出口14および流通路16を形成できるようにしている。具体的には、吸入口12の位置から中心軸C方向に沿った穴加工、および吐出口14の位置から中心軸Cに向けた穴加工によって容易に吸入口12、吐出口14および流通路16を形成することができる。
【0033】
なお、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、これに限定されるものではなく、滑らかに湾曲した曲線状の通路として流通路16を構成してもよいし、吸入口12と吐出口14を一直線状に繋ぐように流通路16を構成してもよい。流通路16をこのように構成することで、流通路16内の流動抵抗を減少させることができるため、攪拌用回転体1が引き起こす流動をさらに強力にし、攪拌能力を向上させることができる。
【0034】
衝突部材17は、略棒状の部材であり、吸入口12および吐出口14にそれぞれ設けられている。この衝突部材17は、吸入口12または吐出口14を通過する被攪拌物と衝突するように形成された部材であり、詳細は後述するが、被攪拌物と衝突することによって攪拌能力を向上させるものである。
【0035】
本実施形態では、衝突部材17は、吸入口12または吐出口14の内側を本体10の回転方向に対して直交する方向に横断するように設けられている。換言すれば、吸入口12に設けられた衝突部材17は、吸入口12の内側を回転軸である中心軸Cの遠心方向に横断するように設けられている。また、吐出口14に設けられた衝突部材17は、吐出口14の内側を中心軸Cと平行な方向に横断するように設けられている。
【0036】
なお、本実施形態では、吸入口12および吐出口14の両方に衝突部材17を設けているが、吸入口12または吐出口14のいずれか一方のみに衝突部材17を設けるようにしてもよいことは言うまでもない。また、複数の吸入口12の一部のみ、または複数の吐出口14の一部のみに衝突部材17を設けるようにしてもよい。
【0037】
次に、攪拌用回転体1の作動について説明する。図2(a)は攪拌用回転体1の作動を示した平面図であり、同図(b)は攪拌用回転体1の作動を示した正面図である。攪拌用回転体1は、流体である被攪拌物内において、駆動軸20に駆動されて中心軸Cを中心に回転することにより、被攪拌物を攪拌する。
【0038】
流体中に攪拌用回転体1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1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、これらの図に示されるように、流通路16内の流体は攪拌用回転体1の半径方向外側に向けて流動する。吐出口14は、吸入口12よりも本体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1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1の周囲の流体には、吐出口14のある側面10cから放射状に広がる流動と、吸入口12のある攪拌用回転体1の先端部に向かう流動が発生することとなる。なお、攪拌用回転体1の先端部に向かう流動は、吸入口12の回転により旋回流となる。
【0039】
また、流体中に攪拌用回転体1を浸漬して回転させると、攪拌用回転体1の表面近傍の流体が粘性の影響により攪拌用回転体1と共に回転することとなる。従って、攪拌用回転体1の表面近傍の流体にも遠心力が働き、これらの図に示されるように、表面近傍の流体は攪拌用回転体1の表面に沿って側面10cまで流動し、吐出口14からの噴流の随伴流となる。
【0040】
本実施形態では、底面10bを球面状に構成することにより、本体10の形状を中心軸C方向の厚みが半径方向外側に向けて漸次減少する形状としているため、攪拌用回転体1の底面10b近傍の流動を、側面10cから放射状に広がる流動にスムーズに合流させることを可能としている。また、底面10bをこのような形状にすることで、攪拌用回転体1の先端に向かう流動の一部を、底面10bに沿って側面10cまでスムーズに流動させて、側面10cから放射状に広がる流動に合流させることを可能としている。この結果、攪拌用回転体1は、周囲の流体に強力な流動を発生させ、効率的な攪拌を行うことが可能となっている。
【0041】
さらに、本実施形態では、衝突部材17を設けることによって、吸入口12および吐出口14を通過する流体(被攪拌物)を衝突部材17に衝突させることにより、攪拌能力をより向上させることを可能としている。図3(a)および(b)、ならびに図4(a)および(b)は、吸入口12、吐出口14および流通路16を拡大して示した断面図である。
【0042】
図3(a)に示されるように、本実施形態では、吐出口14に衝突部材17を設けることにより、流通路16の遠心方向部分16bから吐出口14を通過する流体を衝突部材17に衝突させ、流れを2つに分断するようになっている。このようにすることで、吐出口14からの噴流に変化をつけて複雑な流動とすることができる。さらに、流体中に粉体等を溶解させるような場合に、溶け切れなかった粉体等の塊を衝突部材17に衝突させて破砕することができるため、流体中に均一に粉体等を溶解させることが可能となる。
【0043】
また、衝突部材17を本体10の回転方向に直交する方向に横断するように設けることにより、吐出口14を通過する流体に対し、横方向からも衝突部材17を衝突させて分断することができるため、吐出口14からの噴流をより複雑な流動とすることができる。なお、この横方向からの衝突は、回転速度を高めるほど効果的となる。
【0044】
図示は省略するが、吸入口12に設けた衝突部材17によっても、同様の効果を奏することができる。本実施形態では、このように吸入口12および吐出口14において被攪拌物を衝突部材17に適宜に衝突させることで攪拌能力を高め、より効率的に攪拌を行うことを可能としている。
【0045】
そして、本実施形態では、このように衝突による攪拌効果を有しながらも、従来の羽根車等が有していた問題点を解消している。すなわち、被攪拌物に衝突させる衝突部材17を、吸入口12または吐出口14の内側に配置して本体10の外部に突出させないようにしているため、安全性が高いだけではなく、回転開始時の反動や、容器等に接触した場合の欠け、削れ等が生じないようになっている。
【0046】
衝突部材17の断面形状は、図3(a)に示す円形状に限定されるものではなく、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、図3(b)に示されるように、例えば衝突部材17の断面形状を楔形状に構成し、先端が鋭利に形成された刃部17aを衝突部材17に備えるようにしてもよい。このように、刃部17aを上流側に設けることで、粉体等の塊の破砕能力を高めることができる。
【0047】
また、図4(a)および(b)に示されるように、衝突部材17を平板状に構成するようにしてもよい。この場合、同図(a)に示されるように、衝突部材17の面の法線方向Nが吸入口12または吐出口14を通過する流体(被攪拌物)の流動方向に対して直交するように配置することで、流体に対する抵抗を減少させながらも、粉体等の塊の破砕能力を高めることができる。さらに、平板状に構成した衝突部材17において上流側の幅方向端部に刃部17aを設けるようにすれば、より効果的である。
【0048】
また、同図(b)に示されるように、衝突部材17の面の法線方向Nが吸入口12または吐出口14を通過する流体(被攪拌物)の流動方向と平行になるように配置することで、流体に対する横方向の衝突による分断能力を高めることができる。この場合にも、平板状に構成した衝突部材17の幅方向端部に刃部17aを設けるようにすれば、より効果的である。さらに、幅方向の両端部に刃部17aを設けることで、回転方向によらず効果を発揮することができる。
【0049】
なお、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字形状に構成しているが、これに限定されるものではなく、滑らかに湾曲した曲線状の通路として流通路16を構成してもよいし、吸入口12と吐出口14を一直線状に繋ぐように流通路16を構成してもよい。流通路16をこのように構成することで、流通路16内の流動抵抗を減少させることができるため、攪拌用回転体1が引き起こす流動をさらに強力にし、攪拌能力を向上させることができる。
【0050】
また、吸入口12に対して吐出口14を回転方向にずらして配置し、流通路16の吐出口14へ繋がる部分を攪拌用回転体1の遠心方向に対して角度を有するように構成してもよい。また、吐出口14を回転軸方向にずらして配置し、流通路16の吐出口14へ繋がる部分を本体10の先端側(接続部18の反対側)に向くように構成してもよいし、逆に駆動軸側(接続部18側)に向くようにしてもよい。このようにして、吐出口14からの噴出方向を適宜に設定することにより、効率的な攪拌に最も適した流動を得ることができる。
【0051】
図5(a)および(b)は、攪拌用回転体1の使用例を示した概略図である。これらの図に示されるように、攪拌用回転体1は、モータ等の駆動装置30に繋がる駆動軸20に接続され、容器40内に収容された流体である被攪拌物50内に浸漬された状態で使用される。駆動装置30は、容器40や架台等に固定されるものであってもよいし、使用者が保持して操作するものであってもよい。
【0052】
駆動装置30によって攪拌用回転体1を回転させることにより、上述のように攪拌用回転体1から放射状に広がる流動、および攪拌用回転体1の先端部に向かう旋回流(渦)が発生する。これにより、同図(a)および(b)に示されるように、被攪拌物50内に複雑な循環流が発生し、この循環流により被攪拌物50は十分に攪拌される。
【0053】
容器40の底に滞留している滞留物を分散させる場合には、攪拌用回転体1の先端部を容器40の底に近づければよい。このようにすることで、吸入口12から滞留物を吸い上げて吐出口14から噴出し、滞留物を被攪拌物50内に十分に分散させることができる。また、容器40の角部に滞留している滞留物を分散させる場合には、攪拌用回転体1の先端部を容器40の角部に近づければよい。本実施形態では、本体10を略砲弾形状に構成しているため、狭隘な角部にも吸入口12を十分に近づけることができる。
【0054】
本実施形態では、本体10を略砲弾形状に構成すると共に、衝突部材17を吸入口12または吐出口14の内側に配置することにより、回転時に吸入口12または吐出口14を通過する被攪拌物50のみが衝突部材17と衝突するようにしているため、回転開始時の反動がほとんど生じないようになっている。また、本体10の外側に鋭利な突起物を備えていないことから、攪拌用回転体1を容器40の壁面にぶつけた場合にも攪拌用回転体1または容器40が破損したり削れたりする可能性が低くなっている。このため、安心して攪拌用回転体1を容器40の壁面に近づけることができ、容器40の隅々まで十分に攪拌を行うことが可能であると共に、攪拌用回転体1または容器40の破片や削りカス等が被攪拌物50に混入し難いようになっている。
【0055】
また、本実施形態では、攪拌用回転体1の先端部中心(回転軸である中心軸C)のやや外側に吸入口12を配置することにより、攪拌用回転体1の先端部を容器40の壁面に接触させた場合にも吸入口12が塞がれないようにしている。このため、容器40の壁面近くにおいても安定して攪拌用回転体1を操作することができる。
【0056】
次に、攪拌用回転体1のその他の形態について説明する。図6(a)は、駆動軸側に吸入口12を設けた例を示した正面図(側面図)である。同図では、4つの吸入口12のうち、2つの吸入口12を駆動軸側の底面10aに設けた例を示している。吸入口12は、このように複数の吸入口12の一部を先端側に配置し、残りの一部を駆動軸側に配置するようにしてもよい。また、用途によっては、全ての吸入口12を駆動軸側に設けるようにしてもよい。
【0057】
吸入口12の配置を適宜に設定することで、用途に応じた最適な流動を発生させるようにすることができる。また、駆動軸側の吸入口12を流体の液面に近づけて流体外部の気体を吸引するようにすれば、流体中に積極的に外部の気体を取り込むことができる。これにより、流体中に気体を溶け込ませたり、流体中に気泡を混入させたりすることができる。
【0058】
なお、本体10に被攪拌物50の外部の気体を吸引するための専用の吸気口を設けると共に、この吸気口と吐出口14を繋ぐ通気路を設けるようにしてもよい。このように、本体10に吸気口および通気路を設けた場合、吸気口を流体外部に露出させた状態または流体外部の気体に触れる状態で攪拌用回転体1を回転させることにより、容易に流体中に気体を溶け込ませたり、流体中に気泡を混入させたりすることができる。
【0059】
図6(b)は、複数の吐出口14に対して1つの吸入口12を設けた例を示した正面図(側面図)である。この例では、流通路16を、1つの吸入口12に繋がる軸方向部分16aから複数の吐出口14に繋がる遠心方向部分16bに分岐するように構成している。このように、複数の吐出口14に対して共通する吸入口12を設けるようにしてもよい。
【0060】
図6(c)は、本体10を球状に構成した例を示した正面図(側面図)である。このように、本体10の形状は、上述の例で示した略砲弾形状に限定されるものではなく、球状、部分球状、楕円体状、部分楕円体状、円柱状、円盤状、円錐状、または円錐台状等であってもよいし、これらの立体を組み合わせて構成される形状であってもよい。
【0061】
また、本体10の形状は、安全性や容器等への衝突の点からは、回転軸(中心軸C)に垂直な断面が円形となる上記したような形状であることが好ましいが、本体10の形状はこれに限定されるものではなく、回転軸(中心軸C)に垂直な断面が円形以外となる形状であってもよい。すなわち、本体10の形状は、例えば多角柱状、多角錐状、または多角錐台状等であってもよいし、種々の立体を組み合わせて構成される形状であってもよい。さらに、本体10の表面に複数の凸部や凹部を設けるようにしてもよい。
【0062】
このように、本体10を適宜の凹凸を備えた形状に構成することで、攪拌用回転体1の周囲に適度な渦流を発生させることが可能となり、これにより、攪拌能力をさらに向上させることができる場合がある。さらに、本体10の形状の設定に加えて、本体10表面の粗さや、より細かい凹凸形状を適宜に設定することによって、攪拌用回転体1の周囲の流動をより精密に制御するようにしてもよい。また、本体10の表面に各種の彩色を施して意匠性を向上させるようにしてもよい。
【0063】
図7(a)は、衝突部材17を、本体10の回転方向に対して斜めに(角度を有する方向に)横断するように設けた例を示した正面図(側面図)である。このように、衝突部材17の横断方向を適宜に調整することにより、攪拌能力を調整することができる。
【0064】
図7(b)は、衝突部材17を、本体10の回転方向に対して平行に横断するように設けた例を示した正面図(側面図)である。この場合、吸入口12または吐出口14を通過する被攪拌物50に対し、横方向に衝突部材17が略衝突しないようにすることができる。
【0065】
図7(c)は、吸入口12および吐出口14において複数の衝突部材17を並列に設けた例を示した正面図(側面図)である。このように、衝突部材17は、吸入口12または吐出口14において複数を並列に設けるようにしてもよく、衝突部材17の個数を調整することで、攪拌能力を調整することができる。
【0066】
なお、衝突部材17の横断方向は、吸入口12と吐出口14で異なっていてもよい。また、衝突部材17の並列に設ける個数は、吸入口12と吐出口14で異なっていてもよい。このように、吸入口12と吐出口14で、衝突部材17の構成を異ならせることにより、攪拌能力をより細かく調整することが可能となる。
【0067】
図8(a)は、流通路16に衝突部材16を設けた例を示した断面図である。このように、衝突部材17は、吸入口12および吐出口14だけではなく、流通路16内に設けるようにしてもよい。この場合、同図に示されるように、複数の衝突部材17を流通路16内の流動方向に直列に設けるようにしてもよく、それぞれの衝突部材17が互いに交差すように横断方向を変化させてもよい。
【0068】
図8(b)は、衝突部材17を吸入口12、吐出口14または流通路16の内側に向けて突出するように構成した例を示した断面図である。衝突部材17は、吸入口12、吐出口14または流通路16を横断するように構成されるものに限定されず、このように、吸入口12、吐出口14または流通路16の内側に向けて突出するように構成される突起物であってもよい。なお、同図では、衝突部材17を平板状に構成した例を示しているが、例えばピラミッド状やドーム状等、その他の各種形状に衝突部材17を構成するようにしてもよいことは言うまでもない。また、流通路16の内壁に適宜の凹凸形状を形成し、これを衝突部材17としてもよい。
【0069】
図8(c)は、1つの吸入口12から複数の吐出口14に分岐するように構成した流通路16に衝突部材17を設けた例を示した断面図である。この場合、流通路16の軸方向部分16aに設けた衝突部材17は、本体10と共に中心軸Cを中心に回転することとなる。従って、同図に示されるように、軸方向部分16aに平板状の衝突部材17を設けることで、軸方向部分16a内を流動する被攪拌物50に対して、羽根車と同様の効果を奏することができる。
【0070】
図9(a)〜(c)は、衝突部材17を平板状に構成すると共に、被攪拌物50の流動方向に対して斜めに配置した例を示した断面図である。これらの例では、衝突部材17を平板状に構成し、衝突部材17の面の法線方向Nが被攪拌物50の流動方向に対して斜めになるように(角度を有するように)、吸入口12、吐出口14または流通路16に配置している。
【0071】
このようにすることで、吸入口12、吐出口14または流通路16を通過する被攪拌物50の流動方向を所定の方向に変化させることができるため、より複雑な流動を発生させ、攪拌能力を向上させることが可能となる。また、同図(b)に示されるように、衝突部材17を本体10の回転方向に対して、直交する方向に横断または突出させると共に、面の法線方向Nが被攪拌物50の流動方向に対して斜めになるように配置した場合、本体10の回転方向に被攪拌物50の流動方向が変化することとなるため、流通路16内に詰りが生じた場合にも、攪拌用回転体1を適宜逆回転させることによって詰りを解消することが可能となる。
【0072】
なお、湾曲した断面形状や翼断面形状の衝突部材17を設けることで、被攪拌物50の流動方向を変化させるようにしてもよい。また、同図(c)に示されるように、吸入口12を1つだけ設けた場合には、流通路16の軸方向部分16aに螺旋形状の衝突部材17や、プロペラ翼またはタービン翼等の形状をした衝突部材17を設けるようにしてもよい。
【0073】
図10(a)は、吸入口12および吐出口14の周縁を内側に突出させることによって衝突部材17を構成した例を示した断面図である。このように、吸入口12または吐出口14の周縁を内側に突出させて、衝突部材17を構成するようにしてもよい。この場合、吸入口12または吐出口14の周縁を全周にわたって突出させるようにしてもよいし、部分的に突出させるようにしてもよい。
【0074】
このようにすることで、吸入口12または吐出口14を通過する被攪拌物50に対し、横方向から衝突部材17を効果的に衝突させることができる場合がある。なお、同図に示す例では、衝突部材17に刃部17aを設けた例を示したが、刃部17aを設けないようにしてもよい。
【0075】
図10(b)は、吸入口12および吐出口14の周縁に丸みを付けた例を示した断面図である。このように、吸入口12および吐出口14の周縁に丸みを付けることにより、吸入口12または吐出口14を通過する被攪拌物50に対する横方向からの衝突を略解消することが可能となる。例えばメタリック塗料のように、混入された粉末粒子を微細化したくないような被攪拌物50を攪拌する場合には、このように、吸入口12または吐出口14の周縁に適宜丸みを付けることにより、混入された粉末粒子を微細化することなく十分な攪拌を行うことができる。
【0076】
図11(a)〜(c)は、吸入口12および吐出口14の形状(断面形状)を、角部12a、14aを有する形状に構成した例を示した正面図(側面図)である。このように、吸入口12または吐出口14を菱形や三角形等の角部12a、14aを有する形状に構成することにより、周縁を突出させて構成した衝突部材17による横方向からの衝突をより効果的にすることができる。
【0077】
なお、この場合、同図(a)および(b)に示されるように、吸入口12または吐出口14の形状を、流通路16の断面形状も含めて角部12a、14aを有する形状に構成するようにしてもよいし、同図(c)に示されるように、周縁から衝突部材17を突出させることによって吸入口12または吐出口14の形状のみを角部12a、14aを有する形状に構成するようにしてもよい。
【0078】
また、吸入口12および吐出口14は、それぞれ異なる形状としてもよく、吸入口12または吐出口14のいずれか一方のみを角部12a、14aを有する形状にしてもよいことは言うまでもない。また、吸入口12または吐出口14を角部12a、14aを有する形状に構成した場合、形状によっては衝突部材17を設けなくても、角部12a、14aのみによって被攪拌物50に対する横方向からの衝突効果を発生させることができる場合がある。
【0079】
図12(a)〜(c)は、衝突部材17の本体10への取付け方法の例を示した正面図(側面図)である。まず、同図(a)では、衝突部材17を本体10に設けた溝部10dに嵌め込み、外側からカバー部材70で押えて固定するようにした例を示している。この例では、各吐出口14の上下に溝部10dを形成し、この溝部10dに棒状の衝突部材17を嵌め込むことにより、各吐出口14に衝突部材17が配置されるようになっている。カバー部材70は、本体10の側面10cを覆うように嵌合する円筒状に構成されており、各吐出口14に対応する位置には吐出口14と略同型状の開口72が形成されている。
【0080】
衝突部材17をこのように固定することにより、本体10からカバー部材70を取り外すだけで、容易に衝突部材17を着脱、または交換することが可能となる。すなわち、必要に応じて、容易に衝突部材17を着脱したり、異なる形状のものに交換したりすることが可能となるため、攪拌用回転体1の汎用性を高めることができる。
【0081】
なお、図示は省略するが、吸入口12の周囲に溝部10dを形成すると共に、各吸入口12に対応する位置に開口72を形成した半球状のカバー部材70を底面10bに嵌合させるようにすることで、吸入口12に配置する衝突部材17についても同様の固定方法を採用することができる。また、吸入口12または吐出口14の周囲の複数箇所に溝部10dを形成するようにすれば、衝突部材17の横断方向を変更して固定することが可能となる。
【0082】
同図(b)では、カバー部材70に衝突部材17を設けた例を示している。この例では、カバー部材70は、同図(a)の例と同様に、本体10の側面10cを覆うように嵌合する円筒状に構成されており、各吐出口14に対応する位置に吐出口14と略同型状の開口72が形成されている。そして、衝突部材17は、この開口72に形成されている。
【0083】
このようにすることで、カバー部材70を本体10に取付けるだけで、衝突部材17を備えていない攪拌用回転体1においても吐出口14に衝突部材17を設けることができる。また、異なる形状や向きの衝突部材17を備える複数種類のカバー部材70を用意しておくことにより、攪拌用回転体1の用途や被攪拌物50の性質等に応じて、容易に衝突部材17を変更することが可能となる。また、この例においても、各吸入口12に対応する位置に開口72および衝突部材17を形成した半球状のカバー部材70を底面10bに嵌合させるようにすれば、吸入口12に適用することができる。
【0084】
なお、カバー部材70の形状は、円筒状や半球状に限定されるものではなく、本体10の形状や、吸入口12および吐出口14の形状および配置に応じた適宜の形状を採用することができる。また、カバー部材70の材質は、特に限定されるものではないが、例えば各種ゴムや樹脂等の軟質の材料から構成すれば、攪拌用回転体1の安全性を高めることも可能となる。すなわち、カバー部材70は、安全カバーとしても機能させることができる。
【0085】
同図(c)では、本体10に取付けたリング状部材80の一部を衝突部材17とした例を示している。このように、リング状部材80を本体10の側面10cに取付け、吐出口14と重なる部分を衝突部材17とすることもできる。このようにした場合、きわめて簡便に衝突部材17を設けることができる。
【0086】
なお、衝突部材17は、同図(a)〜(c)に示した方法以外の既知の方法(例えば、接着、溶接、係合またはねじ締結等)によって本体10に取付けられるものであってもよいし、本体10と一体的に形成されるものであってもよいことは言うまでもない。
【0087】
次に、複数の攪拌用回転体1を連結して構成した攪拌装置2について説明する。図13は、攪拌装置2の例を示した正面図(側面図)であり、駆動軸20を介して3つの攪拌用回転体1を連結した例を示している。このように、複数の攪拌用回転体1を回転軸方向に連結することで、攪拌能力をさらに向上させることができる。特に、攪拌する流体の深さが深い場合に効果的である。
【0088】
以上説明したように、本実施形態に係る攪拌用回転体1は、回転軸(中心軸C)を中心に回転する本体10と、本体10の表面に設けられる吸入口12と、本体10の表面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、吸入口12は、吐出口14よりも回転軸に近い位置に配置され、吐出口14は、吸入口12よりも回転軸から遠心方向外側の位置に配置され、吸入口12、吐出口14または流通路16には、吸入口12、吐出口14または流通路16を通過する被攪拌物50と衝突可能に形成される衝突部材17が設けられている。
【0089】
このような構成とすることで、用途を問わずに安全且つ効率的な攪拌を行うことができる。具体的には、吸入口12、吐出口14または流通路16を通過する被攪拌物50に衝突部材17を衝突させることにより、被攪拌物50に複雑な流動を発生させて攪拌能力を向上させることができる。また、本体10の外部に羽根車等の突起物等を設けなくても、被攪拌物に含まれる塊等を適宜に破砕することが可能となるため、従来以上に安全且つ効率的に攪拌を行うことができる。
【0090】
また、衝突部材17は、吸入口12、吐出口14または流通路16の内側に向けて突出するように、または吸入口12、吐出口14または流通路16の内側を横断するように設けられている。このように、衝突部材17を本体10の外部に突出させることなく被攪拌物50に衝突させるようにすることで、攪拌用回転体1に衝突による攪拌効果を備えながらも、安全性が損なわれたり、回転開始時の反動や、容器等に接触した場合の欠け、削れ等の問題が生じたりしないようにすることができる。
【0091】
また、衝突部材17は、本体10の回転方向に対して角度を有する方向に突出または横断するように設けられるものであってもよい。この場合、本体10の回転に伴って、吸入口12、吐出口14または流通路16を通過する被攪拌物50に対し、流動方向の横方向から衝突部材17を衝突させることができる。これにより、攪拌能力をより向上させることが可能となる。また、回転方向に対する角度を適宜に調整することにより、攪拌能力を細かく調整することが可能となる。
【0092】
また、衝突部材17は、本体10の回転方向に対して平行に突出または横断するように設けられるものであってもよい。この場合、衝突部材17が被攪拌物50に対して横方向から略衝突しないようにすることができるため、被攪拌物50の性質等によっては、効率的な攪拌を行うことが可能となる。
【0093】
また、衝突部材17は、平板状に構成されるものであってもよい。この場合、衝突部材17の面の法線方向Nを適宜に調整することで被攪拌物50との衝突態様を変化させ、攪拌能力を細かく調整することができる。また、衝突部材17を、自身の面の法線方向Nが吸入口12、吐出口14または流通路16を通過する被攪拌物50の流動方向に対して角度を有するように配置した場合、被攪拌物50の流動方向を所定の方向に変化させることができるため、より複雑な流動を発生させ、攪拌能力を向上させることが可能となる。
【0094】
また、衝突部材17は、先端が鋭利に形成された刃部17aを備えるものであってもよい。このようにすることで、被攪拌物50中に含まれる粉体等の塊を効率的に破砕することが可能となるため、攪拌能力を向上させることができる。
【0095】
また、吸入口12または吐出口14は、角部12a、14aを有する断面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、周縁を突出させて構成した衝突部材17による横方向からの衝突をより効果的にすることができる。また、形状によっては衝突部材17を設けなくても、角部12a、14aのみによって被攪拌物50に対する横方向からの衝突効果を発生させることができる場合がある。
【0096】
また、本実施形態に係る攪拌装置2は、攪拌用回転体1を、回転軸方向に複数配置して構成されている。このため、攪拌能力をさらに高めることができる。
【0097】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明の攪拌用回転体および攪拌装置は、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。
【産業上の利用可能性】
【0098】
本発明の攪拌用回転体および攪拌装置は、各種流体の攪拌または気泡混入の分野で利用することができる。
【符号の説明】
【0099】
1 攪拌用回転体
2 攪拌装置
10 本体
12 吸入口
12a 吸入口の角部
14 吐出口
14a 吐出口の角部
16 流通路
17 衝突部材
17a 刃部
50 被攪拌物
C 中心軸
N 法線方向
【特許請求の範囲】
【請求項1】
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遠心方向外側の位置に配置され、
前記吸入口、前記吐出口または前記流通路には、前記吸入口、前記吐出口または前記流通路を通過する被攪拌物と衝突可能に形成される衝突部材が設けられることを特徴とする、
攪拌用回転体。
【請求項2】
前記衝突部材は、前記吸入口、前記吐出口または前記流通路の内側に向けて突出するように設けられることを特徴とする、
請求項1に記載の攪拌用回転体。
【請求項3】
前記衝突部材は、前記吸入口、前記吐出口または前記流通路の内側を横断するように設けられることを特徴とする、
請求項1に記載の攪拌用回転体。
【請求項4】
前記衝突部材は、前記本体の回転方向に対して角度を有する方向に突出または横断するように設けられることを特徴とする、
請求項2または3に記載の攪拌用回転体。
【請求項5】
前記衝突部材は、前記本体の回転方向に対して平行に突出または横断するように設けられることを特徴とする、
請求項2または3に記載の攪拌用回転体。
【請求項6】
前記衝突部材は、平板状に構成されることを特徴とする、
請求項1乃至5のいずれかに記載の攪拌用回転体。
【請求項7】
前記衝突部材は、自身の面の法線方向が前記吸入口、前記吐出口または前記流通路を通過する被攪拌物の流動方向に対して角度を有するように配置されることを特徴とする、
請求項6に記載の攪拌用回転体。
【請求項8】
前記衝突部材は、先端が鋭利に形成された刃部を備えることを特徴とする、
請求項1乃至7のいずれかに記載の攪拌用回転体。
【請求項9】
前記吸入口または前記吐出口は、角部を有する断面形状に構成されることを特徴とする、
請求項1乃至8のいずれかに記載の攪拌用回転体。
【請求項10】
請求項1乃至9のいずれかに記載の攪拌用回転体を、前記回転軸方向に複数配置して構成されることを特徴とする、
攪拌装置。
【請求項1】
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遠心方向外側の位置に配置され、
前記吸入口、前記吐出口または前記流通路には、前記吸入口、前記吐出口または前記流通路を通過する被攪拌物と衝突可能に形成される衝突部材が設けられることを特徴とする、
攪拌用回転体。
【請求項2】
前記衝突部材は、前記吸入口、前記吐出口または前記流通路の内側に向けて突出するように設けられることを特徴とする、
請求項1に記載の攪拌用回転体。
【請求項3】
前記衝突部材は、前記吸入口、前記吐出口または前記流通路の内側を横断するように設けられることを特徴とする、
請求項1に記載の攪拌用回転体。
【請求項4】
前記衝突部材は、前記本体の回転方向に対して角度を有する方向に突出または横断するように設けられることを特徴とする、
請求項2または3に記載の攪拌用回転体。
【請求項5】
前記衝突部材は、前記本体の回転方向に対して平行に突出または横断するように設けられることを特徴とする、
請求項2または3に記載の攪拌用回転体。
【請求項6】
前記衝突部材は、平板状に構成されることを特徴とする、
請求項1乃至5のいずれかに記載の攪拌用回転体。
【請求項7】
前記衝突部材は、自身の面の法線方向が前記吸入口、前記吐出口または前記流通路を通過する被攪拌物の流動方向に対して角度を有するように配置されることを特徴とする、
請求項6に記載の攪拌用回転体。
【請求項8】
前記衝突部材は、先端が鋭利に形成された刃部を備えることを特徴とする、
請求項1乃至7のいずれかに記載の攪拌用回転体。
【請求項9】
前記吸入口または前記吐出口は、角部を有する断面形状に構成されることを特徴とする、
請求項1乃至8のいずれかに記載の攪拌用回転体。
【請求項10】
請求項1乃至9のいずれかに記載の攪拌用回転体を、前記回転軸方向に複数配置して構成されることを特徴とする、
攪拌装置。
【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2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【公開番号】特開2012−139632(P2012−139632A)
【公開日】平成24年7月26日(2012.7.26)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−293405(P2010−293405)
【出願日】平成22年12月28日(2010.12.28)
【出願人】(510183165)株式会社エディプラス (8)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成24年7月26日(2012.7.26)
【国際特許分類】
【出願日】平成22年12月28日(2010.12.28)
【出願人】(510183165)株式会社エディプラス (8)
【Fターム(参考)】
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