攪拌装置
【課題】外部からの駆動源を必要とせずに貯留槽内の液体を効率よく攪拌して、発酵生産物の生成や微生物の培養の効率を高く維持できる攪拌装置を提供すること。
【解決手段】本発明は、液体Ｌを貯留する貯留槽１に設けられる攪拌装置３であって、液体Ｌ内で発生した気体Ｇ、及び気体Ｇの上昇に伴って液体Ｌが上昇する上昇管３３、３４と、上昇管３３、３４に接続され液体の運動エネルギーを回転エネルギーに変換する変換部３５と、上記回転エネルギーを用いて貯留槽１内の液体Ｌを攪拌する攪拌部３１ａ、３２ａとを有する、という構成を採用する。
【解決手段】本発明は、液体Ｌを貯留する貯留槽１に設けられる攪拌装置３であって、液体Ｌ内で発生した気体Ｇ、及び気体Ｇの上昇に伴って液体Ｌが上昇する上昇管３３、３４と、上昇管３３、３４に接続され液体の運動エネルギーを回転エネルギーに変換する変換部３５と、上記回転エネルギーを用いて貯留槽１内の液体Ｌを攪拌する攪拌部３１ａ、３２ａとを有する、という構成を採用する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、攪拌装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、液体を貯留する貯留槽を用いて発酵生産物の生成や微生物の培養等が行われている。貯留槽には、槽内に反応のための養分を行き渡らせるために、槽内の液体を攪拌する攪拌装置が設けられている。近年、特にアルコール生成用の貯留槽は大型化しており、槽内の反応を滞らせないためにも攪拌装置の攪拌能力が重要となっている。
【０００３】
攪拌装置には、例えばモータ等の駆動装置を用いて槽内の液体を攪拌するものが挙げられる。しかし、貯留槽が大型化すると駆動のために多くの電力を必要とするため、生成・培養のコストが増加してしまう。そこで、外部から電力等の駆動源を供給せずに槽内の液体を攪拌できる攪拌装置が、特許文献１に開示されている。この攪拌装置は、液体内で発生する気体、及び該気体の上昇に伴って槽内の液体が上昇（いわゆるエアリフト効果による上昇）する上昇管を有している。この上昇管内を上昇した液体を、貯留槽の底部近傍に再び戻すことで貯留槽の上下間での循環流を作り出し、槽内の液体を攪拌している。特許文献１に示す攪拌装置は外部からの駆動源を必要としないため、生成・培養のコストを削減することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特公平１−４４１２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した従来技術には、以下のような課題が存在する。
上昇管内を上昇した液体は、１本の下降管によって貯留槽の底部近傍に戻される。そのため、上下間での循環流による攪拌は限られたものとなり、下降管の吐出口から離れた箇所では液体の攪拌が滞る可能性があった。すなわち、槽内に反応のための養分を効率よく行き渡らせることが難しくなり、発酵生産物の生成や微生物の培養が滞ってしまうという課題があった。
【０００６】
本発明は、以上のような点を考慮してなされたもので、外部からの駆動源を必要とせずに貯留槽内の液体を効率よく攪拌して、発酵生産物の生成や微生物の培養の効率を高く維持できる攪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】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を採用する。
本発明は、液体を貯留する貯留槽に設けられる攪拌装置であって、液体内で発生した気体、及び該気体の上昇に伴って液体が上昇する上昇管と、上昇管に接続され液体の運動エネルギーを回転エネルギーに変換する変換部と、上記回転エネルギーを用いて貯留槽内の液体を攪拌する攪拌部とを有する、という構成を採用する。
本発明では、上昇管内を、液体内で発生した気体、及び該気体の上昇に伴って液体が上昇する。上昇して流動する液体の運動エネルギーは、変換部によって回転エネルギーに変換される。この回転エネルギーによって、攪拌部が貯留槽内の液体を攪拌する。
【０００８】
また、本発明は、変換部が、所定の回転軸周りに回転自在に設けられ且つ上昇管内を上昇した液体及び気体が導入される複数の回転管を有し、複数の回転管は、回転軸周りの同一方向に向けて開口する吐出口をそれぞれ備えている、という構成を採用する。
【０００９】
また、本発明は、攪拌部が、上昇管を介して回転管に一体的に連結されて回転軸周りに回転自在に設けられている、という構成を採用する。
【００１０】
また、本発明は、液体内で上昇管に一体的に接続され且つ回転軸周りに回転自在に設けられ上昇管に導入される気体を捕集する捕集部を有し、攪拌部は、捕集部に設けられた複数の突部を有する、という構成を採用する。
【００１１】
また、本発明は、液体内で貯留槽に一体的に連結され上昇管に導入される気体を捕集する捕集部を有する、という構成を採用する。
【００１２】
また、本発明は、捕集部が複数設けられ、複数の捕集部は、貯留槽内で略鉛直方向に並んで配置され且つ複数の回転管にそれぞれ対応して連結されている、という構成を採用する。
【００１３】
また、本発明は、変換部を通った後の液体を貯留槽の底部近傍に戻す流路を有する、という構成を採用する。
【００１４】
また、本発明は、貯留槽の内部には内筒が設けられ、内筒と貯留槽の底部との間には所定の隙間が形成され、上昇管及び攪拌部は内筒の内側に配置され、流路は貯留槽と内筒との間に略筒状に形成される、という構成を採用する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、以下の効果を得ることができる。
本発明によれば、外部からの駆動源を必要とせずに貯留槽内の液体を効率よく攪拌できる。そのため、本発明によれば、発酵生産物の生成や微生物の培養の効率を高く維持できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】貯留槽１の構成を示す概略図である。
【図２】貯留槽１Ａの構成を示す断面図である。
【図３】貯留槽１Ｂの構成を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を、図１から図３を参照して説明する。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。
【００１８】
〔第１実施形態〕
本実施形態における貯留槽１の構成を、図１を参照して説明する。
図１は、本実施形態における貯留槽１の構成を示す概略図であって、（ａ）は断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線視断面図、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ線視断面図である。なお、図１（ａ）の紙面上下方向は、貯留槽１の鉛直方向である。
【００１９】
貯留槽１は、液体を貯留する槽であって、発酵生産物の生成や微生物の培養等に用いられるものである。なお、以下の説明では、貯留槽１を用いてアルコールを生成する場合について説明する。貯留槽１は、有底の円筒状に成形されている。貯留槽１の上部は、開口部となっている。貯留槽１の内部には、液体Ｌが貯留されている。液体Ｌは、アルコールの生成に用いられる糖等の養分及び微生物が液中に分散された溶液である。
【００２０】
なお、貯留槽１には不図示の供給管及び吐出管が接続されている。供給管は、貯留槽１内に糖を含んだ溶液を供給するものである。吐出管は、貯留槽１内で生成されたアルコールを外部に吐出するものである。
【００２１】
貯留槽１の内部には、内筒２が設けられている。内筒２は、貯留槽１を２重壁構造とするためのものであって、蓋部２ａを有する略円筒状に成形されている。内筒２の中心軸方向は、鉛直方向と略平行している。蓋部２ａには、板厚方向で貫通する複数の孔部２ｂが形成されている。孔部２ｂは、内筒２内の気体を放出するためのものである。内筒２は、複数の支持部２ｃを介して貯留槽１に一体的に固定されている。内筒２の下端部と貯留槽１の底部との間には、所定の隙間２ｄが形成されている。すなわち、内筒２の内側と外側とは、隙間２ｄを介して互いに連通している。
【００２２】
貯留槽１は、液体Ｌを攪拌するための攪拌装置３を有している。攪拌装置３は、一対の捕集部３１、３２と、一対の上昇管３３、３４と、変換部３５と、流路３６とを有している。
【００２３】
一対の捕集部３１、３２は、液体Ｌ内でアルコールの生成とともに発生する気体Ｇを捕集するためのものである。捕集部３１、３２は、内筒２の内側における液体Ｌ内に、内筒２と僅かな隙間をあけて、鉛直方向に延びる所定の回転軸Ｋ周りで回転自在に設けられている。捕集部３１、３２は鉛直方向に並んで配置され、捕集部３１が上側に、捕集部３２が下側に配置されている。捕集部３１、３２は略円錐形に成形され、捕集部３１、３２の底部は開口部となっており、捕集部３１、３２の内部は液体Ｌで充たされている。
【００２４】
捕集部３１、３２には、それぞれの外周面から突出する複数の突部（攪拌部）３１ａ、３２ａが設けられている。突部３１ａ、３２ａは、略翼状又は舌状に成形されており、捕集部３１、３２の回転に伴って液体Ｌを攪拌するために設けられるものである。複数の突部３１ａは、図１（ｃ）に示すように、捕集部３１の径方向に並んで配設されている。なお、複数の突部３２ａも捕集部３２に対して同様に配設されている。
【００２５】
一対の上昇管３３、３４は、略鉛直方向に延びる管部材であり、内筒２の内側に設けられている。上昇管３３、３４は、液体Ｌ内で発生する気体Ｇ、及び気体Ｇの上昇に伴って液体Ｌを上昇して流動させるものである。上昇管３３の下端部は捕集部３１の頂点近傍に接続され、上昇管３４の下端部は捕集部３２の頂点に接続されている。また、上昇管３３、３４は、捕集部３１、３２の内部とそれぞれ連通している。上昇管３４は、捕集部３１を貫通して設けられている。
【００２６】
上昇管３３、３４は、いずれも回転軸受３７を介して内筒２の蓋部２ａに保持されている。回転軸受３７は、回転軸Ｋ周りに回転自在な軸受であり、蓋部２ａの下面に一体的に固定されている。よって、上昇管３３、３４は、回転軸Ｋ周りに回転自在に設けられている。
【００２７】
変換部３５は、上昇管３３、３４内を上昇して流動する液体Ｌの運動エネルギーを、回転エネルギーに変換するものである。変換部３５は、一対の回転管４１、４２を有している。
【００２８】
回転管４１、４２は、回転軸Ｋを中心として、回転軸Ｋと略直交する方向に延びる管部材である。回転管４１、４２は、回転軸Ｋの周方向に略等間隔で設けられている。すなわち、回転管４１、４２は、回転軸Ｋを挟んで相対する位置に設けられている。なお、回転管４１、４２は、内筒２の径方向外側にまで延びて設けられている。回転管４１、４２は、いずれも回転軸受３７を介して蓋部２ａに保持されている。よって、回転管４１、４２は、回転軸Ｋ周りに回転自在に設けられている。回転管４１は上昇管３３に接続され、回転管４２は上昇管３４に接続されている。すなわち、回転管４１、４２は、上昇管３３、３４のそれぞれと連通している。
【００２９】
回転管４１、４２の回転軸受３７と逆側の端部には、吐出口４１ａ、４２ａがそれぞれ設けられている。吐出口４１ａ、４２ａは、図１（ｂ）に示すように、いずれも回転軸Ｋ周りの紙面左回り方向に向かって開口している。
【００３０】
流路３６は、貯留槽１と内筒２との間に略筒状に形成されている。流路３６は、上昇管３３、３４及び変換部３５を通った後の液体Ｌを、貯留槽１の底部近傍に再び戻すための流路である。
【００３１】
続いて、本実施形態に係る攪拌装置３が貯留槽１内の液体Ｌを攪拌する動作を、図１を参照して説明する。
【００３２】
液体Ｌは、アルコールの生成に用いられる糖及び微生物が液中に分散された溶液である。微生物の働きによって、液体Ｌ内の糖が分解されアルコールが生成される。また、アルコールの生成とともに、例えば二酸化炭素等の気体Ｇが発生する。気体Ｇは、液体Ｌ内を上方に向かって移動する。ここで、捕集部３１、３２の底部は開口部となっており、捕集部３１、３２の内部は液体Ｌで充たされていることから、気体Ｇは捕集部３１、３２内に移動する。また、捕集部３１、３２は内筒２との間に僅かな隙間をあけて設けられているため、捕集部３１、３２によって液体Ｌ内で発生した気体Ｇを効率よく捕集することができる。
【００３３】
捕集部３１、３２に捕集された気体Ｇは、捕集部３１、３２のそれぞれに接続される上昇管３３、３４に導入される。このとき、上昇管３３、３４の下端部近傍の液体Ｌは、気体Ｇの上昇に伴って上昇管３３、３４内に導入される（いわゆるエアリフト効果）。すなわち、上昇管３３、３４には気体Ｇだけでなく液体Ｌも導入され、液体Ｌ及び気体Ｇは上昇管３３、３４内を共に上昇して流動する。
【００３４】
上昇管３３、３４内を上昇した液体Ｌ及び気体Ｇは、変換部３５の回転管４１、４２にそれぞれ導入される。液体Ｌ及び気体Ｇは回転管４１、４２内を流動し、それぞれの吐出口４１ａ、４２ａから吐出される。ここで、吐出口４１ａ、４２ａは回転軸Ｋ周りの同一方向に向けて開口しており、液体Ｌ及び気体Ｇは上記方向に向けて吐出される。回転管４１、４２の吐出口４１ａ、４２ａは、液体Ｌ及び気体Ｇの吐出による反作用によって、上記方向と逆の方向（図１（ｂ）に示す矢印Ｆの方向）で付勢される。矢印Ｆの方向で付勢されることで、回転管４１、４２は、回転軸Ｋ周りに図１（ｂ）に示す矢印Ｒの方向で回転する。したがって、変換部３５によって、上昇して流動する液体Ｌの運動エネルギーを回転エネルギーに変換することができる。
【００３５】
回転管４１、４２は、上昇管３３、３４に一体的に接続され、また上昇管３３、３４を介して捕集部３１、３２に一体的に連結されている。そのため、回転管４１、４２が回転することで、上昇管３３、３４及び捕集部３１、３２も回転軸Ｋ周りで回転する。上昇管３３、３４が回転管４１、４２と捕集部３１、３２とを一体的に連結しているため、回転エネルギーを捕集部３１、３２に伝えるための軸部材等を別途設ける必要がなく、貯留槽１内のスペースを有効に活用することができる。
【００３６】
捕集部３１、３２は、貯留槽１内の液体Ｌ内に設けられ、且つ複数の突部３１ａ、３２ａをそれぞれ有しているため、捕集部３１、３２が回転することで貯留槽１内の液体Ｌが攪拌される。捕集部３１、３２の攪拌作用によって、液体Ｌ内の糖や微生物を貯留槽１の隅々まで行き渡らせることができ、アルコールの生成の効率を高く維持することができる。また、捕集部３１、３２の回転には気体Ｇによるエアリフト効果を用いることから、外部の駆動源を用いる必要がなく、アルコール生成のコストを削減することができる。
【００３７】
さらに、アルコール生成においては上述したように微生物が用いられるが、糖の分解が進行するとともに微生物が液体Ｌ内で塊状となる場合がある。微生物が塊状になるとアルコールの生成が滞るが、本実施形態では複数の突部３１ａ、３２ａを備える捕集部３１、３２が回転するため、この回転により塊状となった微生物を細分化することができる。
【００３８】
回転管４１、４２は内筒２の径方向外側にまで延びているため、吐出口４１ａ、４２ａから吐出された液体Ｌは、貯留槽１と内筒２との間に略筒状に形成される流路３６の上部に導入される。なお、回転管４１、４２の回転とともに液体Ｌが吐出されるため、液体Ｌは流路３６の周方向にまんべんなく導入される。
【００３９】
内筒２の内側の液体Ｌは、気体Ｇのエアリフト効果によって上昇管３３、３４内を上昇するため、内筒２の内側の液体Ｌが減少する。一方、内筒２の下端部と貯留槽１の底部との間には隙間２ｄが形成され、流路３６の上部には変換部３５を通った後の液体Ｌが導入されることから、流路３６内の液体Ｌは貯留槽１の底部に向かって流動する。そして、液体Ｌは、流路３６から内筒２の内側に導入される。結果として、貯留槽１の上下間で循環する液体Ｌの循環流が形成され、貯留槽１内の液体Ｌを更に攪拌することができる。
【００４０】
また、流路３６は略円筒状に形成され、液体Ｌは貯留槽１の底部の隅角部を全周に亘り内側に向かって流動するため、液体Ｌの澱みが生じやすかった貯留槽１の隅角部における液体Ｌを効率よく攪拌することができる。
【００４１】
したがって、本実施形態によれば以下の効果を得ることができる。
本実施形態によれば、外部からの駆動源を必要とせずに貯留槽１内の液体Ｌを効率よく攪拌できる。そのため、本実施形態によれば、アルコールの生成の効率を高く維持できるという効果がある。
【００４２】
〔第２実施形態〕
本実施形態における貯留槽１Ａの構成を、図２を参照して説明する。
図２は、本実施形態における貯留槽１Ａの構成を示す断面図である。なお、図２の紙面上下方向は、貯留槽１Ａの鉛直方向である。また、図２において、図１に示す第１の実施形態の構成要素と同一の要素については同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００４３】
貯留槽１Ａは、液体を貯留する槽であって、発酵生産物の生成や微生物の培養等に用いられるものである。なお、以下の説明では、貯留槽１Ａを用いてアルコールを生成する場合について説明する。貯留槽１Ａは、液体Ｌを攪拌するための攪拌装置３Ａを有している。貯留槽１Ａの攪拌装置３Ａを除くその他の構成は、第１の実施形態における貯留槽１と同様である。
【００４４】
攪拌装置３Ａは、一対の第２捕集部（捕集部）４３、４４と、一対の上昇管３３、３４Ａと、変換部３５と、流路３６とを有している。
【００４５】
一対の第２捕集部４３、４４は、液体Ｌ内でアルコールの生成とともに発生する気体Ｇを捕集するためのものである。第２捕集部４３、４４は、内筒２の内側における液体Ｌ内に、内筒２と僅かな隙間をあけて、複数の第２支持部４３ａ、４４ａを介して内筒２に一体的に固定されている。すなわち、第２捕集部４３、４４は、内筒２を介して、貯留槽１Ａに一体的に連結されている。
【００４６】
第２捕集部４３、４４は鉛直方向に並んで配置され、第２捕集部４３が上側に、第２捕集部４４が下側に配置されている。第２捕集部４３、４４は略円錐形に成形され、第２捕集部４３、４４の頂点及び底部はいずれも開口部となっており、第２捕集部４３、４４の内部は液体Ｌで充たされている。
【００４７】
一対の上昇管３３、３４Ａは、略鉛直方向に延びる管部材であり、内筒２の内側に設けられている。上昇管３４Ａは、第１の実施形態における上昇管３４よりも下方に延長された形状となっており、第２捕集部４４の頂点及び底部の開口部を貫通して設けられている。
【００４８】
上昇管３３の第２捕集部４３側の端部には、傘部４５が一体的に接続されている。傘部４５は、底部が除かれた略円錐状に形成され、第２捕集部４３における頂点の開口部を十分に覆うことのできる大きさで成形されている。また、上昇管３３は傘部４５の内部と連通している。傘部４５には、上昇管３４Ａが貫通して設けられている。
【００４９】
上昇管３４Ａの、第２捕集部４４の頂点における開口部の上側には、傘部４６が一体的に接続されている。傘部４６は、底部が除かれた略円錐状に形成され、第２捕集部４４における頂点の開口部を十分に覆うことのできる大きさで成形されている。上昇管３４Ａの傘部４６との接続部分の下側には、導入孔３４ｓが形成されている。導入孔３４ｓは、液体Ｌ及び気体Ｇを上昇管３４Ａ内に導入するためのものである。
【００５０】
上昇管３４Ａには、一対の攪拌部４７、４８が一体的に接続されている。攪拌部４７は一対の第２捕集部４３、４４の間に設けられ、攪拌部４８は上昇管３４Ａの下端部に設けられている。また、攪拌部４７、４８は、回転軸Ｋ周りに回転自在に設けられている。攪拌部４７、４８は略矩形の攪拌翼（図示せず）を複数有している。複数の攪拌翼は、攪拌部４７、４８が回転したときに、周囲の液体Ｌを上方に付勢できる向きに傾けられている。
【００５１】
続いて、本実施形態に係る攪拌装置３Ａが貯留槽１Ａ内の液体Ｌを攪拌する動作を、図２を参照して説明する。
【００５２】
液体Ｌ内で発生した気体Ｇは、上昇して移動し第２捕集部４３、４４によって捕集され、傘部４５、４６（及び導入孔３４ｓ）を介して上昇管３３、３４Ａに導入される。また、気体Ｇの上昇に伴って液体Ｌも上昇管３３、３４Ａに導入される（エアリフト効果）。上昇して流動する液体Ｌ及び気体Ｇの運動エネルギーは、変換部３５によって回転エネルギーに変換される。変換部３５の回転管４１、４２が回転することで、上昇管３３、３４Ａが回転し、上昇管３４Ａを介して回転管４２と一体的に連結されている攪拌部４７、４８が回転する。攪拌部４７、４８が回転することで、貯留槽１Ａ内の液体Ｌを攪拌することができる。また、攪拌部４７、４８が回転すると周囲の液体Ｌを上方に付勢できるため、気体Ｇをより速やかに上昇させることができる。
【００５３】
貯留槽１Ａ内で生成・培養されるものには、各々適した攪拌方法が存在する。例えば、動物細胞等の微生物を培養する場合には、攪拌駆動力を大きくすると微生物が死滅する虞がある。そのため、攪拌部の形状は槽内で生成・培養されるものに合わせて、第１の実施形態における捕集部３１、３２や、本実施形態における攪拌部４７、４８を適宜選択してよい。さらに、第１の実施形態に、本実施形態における攪拌部４７、４８を追加してもよい。
【００５４】
したがって、本実施形態によれば以下の効果を得ることができる。
本実施形態によれば、外部からの駆動源を必要とせずに貯留槽１内の液体Ｌを効率よく攪拌できる。そのため、本実施形態によれば、発酵生産物の生成の効率を高く維持できるという効果がある。
【００５５】
〔第３実施形態〕
本実施形態における貯留槽１Ｂの構成を、図３を参照して説明する。
図３は、本実施形態における貯留槽１Ｂの構成を示す概略図であって、（ａ）は断面図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ線視断面図である。なお、図３（ａ）の紙面上下方向は、貯留槽１Ｂの鉛直方向である。また、図３において、図１に示す第１の実施形態の構成要素と同一の要素については同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００５６】
貯留槽１Ｂは、液体を貯留する槽であって、発酵生産物の生成や微生物の培養等に用いられるものである。なお、以下の説明では、貯留槽１Ｂを用いてアルコールを生成する場合について説明する。貯留槽１Ｂは、第１の実施形態と異なり、内筒２が除かれて構成されている。貯留槽１Ｂは、その上端側に第２蓋部１ａを有している。第２蓋部１ａの上面には、上方に向かって突出し環状に形成された壁部１ｂが設けられている。壁部１ｂの径方向外側の部分は、変換部３５を通った後の液体Ｌが導入される溝部となっている。なお、第２蓋部１ａには、板厚方向で貫通する第２孔部１ｃが複数設けられている。
【００５７】
攪拌装置３Ｂは、一対の捕集部３１、３２と、一対の上昇管３３、３４と、変換部３５と、下降管４９とを有している。
【００５８】
下降管４９は、変換部３５を通った後の液体Ｌを貯留槽１Ｂの底部近傍に再び戻すための管部材であり、第２蓋部１ａにおける壁部１ｂの径方向外側の部分に一体的に接続され、鉛直方向に延びて設けられている。また、下降管４９は、第２蓋部１ａの上方に向けて開口している。
【００５９】
続いて、本実施形態に係る攪拌装置３Ｂが貯留槽１Ｂ内の液体Ｌを攪拌する動作を、図３を参照して説明する。
【００６０】
変換部３５を通った後の液体Ｌは、吐出口４１ａ、４２ａから吐出されると、壁部１ｂの径方向外側の部分に貯留される。貯留された液体Ｌは、下降管４９を介して貯留槽１Ｂの底部近傍に再び戻される。よって、貯留槽１Ｂの上下間での循環流を形成することができる。下降管４９によって形成される循環流は、第１及び第２の実施形態における循環流に比べ、槽内を攪拌する能力は低いものである。一方、貯留槽を２重壁構造としないことからその製造コストは低くでき、下降管４９は、捕集部３１、３２等が槽内を回転して攪拌することで十分な攪拌効果を得られる場合に用いられる。
【００６１】
したがって、本実施形態によれば以下の効果を得ることができる。
本実施形態によれば、下降管４９が、変換部３５を通った後の液体Ｌを貯留槽１Ｂの底部近傍に再び戻すことで、上下間での循環流が形成される。
【００６２】
以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。上述した例において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
【００６３】
例えば、上記実施形態では、貯留槽１（１Ａ、１Ｂ）は発酵生産物の生成や微生物の培養等に用いられているが、これに限定されるものではなく、槽内の液体を攪拌する必要があり、且つ液体内で気体が生じるのであれば、本発明を適用してよい。
【００６４】
また、上記実施形態では、回転管４１、４２によって液体Ｌの運動エネルギーが回転エネルギーに変換されているが、これに限定されるものではなく、例えば液体Ｌの流動を受けて回転する翼車等を設け、この翼車から回転エネルギーを取り出す構成であってもよい。
【００６５】
また、攪拌装置３（３Ａ、３Ｂ）の攪拌速度を調整するために、上昇管内の液体Ｌ及び気体Ｇの流量を調整するバルブ等を設けてもよい。
【符号の説明】
【００６６】
１，１Ａ，１Ｂ…貯留槽、２…内筒、２ｄ…隙間、３，３Ａ，３Ｂ…攪拌装置、３３，３４，３４Ａ…上昇管、３５…変換部、３１，３２…捕集部、３１ａ，３２ａ…突部（攪拌部）、３６…流路、４１，４２…回転管、４１ａ，４２ａ…吐出口、４３，４４…第２捕集部（捕集部）、４７，４８…攪拌部、Ｌ…液体、Ｇ…気体、Ｋ…回転軸
【技術分野】
【０００１】
本発明は、攪拌装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、液体を貯留する貯留槽を用いて発酵生産物の生成や微生物の培養等が行われている。貯留槽には、槽内に反応のための養分を行き渡らせるために、槽内の液体を攪拌する攪拌装置が設けられている。近年、特にアルコール生成用の貯留槽は大型化しており、槽内の反応を滞らせないためにも攪拌装置の攪拌能力が重要となっている。
【０００３】
攪拌装置には、例えばモータ等の駆動装置を用いて槽内の液体を攪拌するものが挙げられる。しかし、貯留槽が大型化すると駆動のために多くの電力を必要とするため、生成・培養のコストが増加してしまう。そこで、外部から電力等の駆動源を供給せずに槽内の液体を攪拌できる攪拌装置が、特許文献１に開示されている。この攪拌装置は、液体内で発生する気体、及び該気体の上昇に伴って槽内の液体が上昇（いわゆるエアリフト効果による上昇）する上昇管を有している。この上昇管内を上昇した液体を、貯留槽の底部近傍に再び戻すことで貯留槽の上下間での循環流を作り出し、槽内の液体を攪拌している。特許文献１に示す攪拌装置は外部からの駆動源を必要としないため、生成・培養のコストを削減することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特公平１−４４１２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した従来技術には、以下のような課題が存在する。
上昇管内を上昇した液体は、１本の下降管によって貯留槽の底部近傍に戻される。そのため、上下間での循環流による攪拌は限られたものとなり、下降管の吐出口から離れた箇所では液体の攪拌が滞る可能性があった。すなわち、槽内に反応のための養分を効率よく行き渡らせることが難しくなり、発酵生産物の生成や微生物の培養が滞ってしまうという課題があった。
【０００６】
本発明は、以上のような点を考慮してなされたもので、外部からの駆動源を必要とせずに貯留槽内の液体を効率よく攪拌して、発酵生産物の生成や微生物の培養の効率を高く維持できる攪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】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を採用する。
本発明は、液体を貯留する貯留槽に設けられる攪拌装置であって、液体内で発生した気体、及び該気体の上昇に伴って液体が上昇する上昇管と、上昇管に接続され液体の運動エネルギーを回転エネルギーに変換する変換部と、上記回転エネルギーを用いて貯留槽内の液体を攪拌する攪拌部とを有する、という構成を採用する。
本発明では、上昇管内を、液体内で発生した気体、及び該気体の上昇に伴って液体が上昇する。上昇して流動する液体の運動エネルギーは、変換部によって回転エネルギーに変換される。この回転エネルギーによって、攪拌部が貯留槽内の液体を攪拌する。
【０００８】
また、本発明は、変換部が、所定の回転軸周りに回転自在に設けられ且つ上昇管内を上昇した液体及び気体が導入される複数の回転管を有し、複数の回転管は、回転軸周りの同一方向に向けて開口する吐出口をそれぞれ備えている、という構成を採用する。
【０００９】
また、本発明は、攪拌部が、上昇管を介して回転管に一体的に連結されて回転軸周りに回転自在に設けられている、という構成を採用する。
【００１０】
また、本発明は、液体内で上昇管に一体的に接続され且つ回転軸周りに回転自在に設けられ上昇管に導入される気体を捕集する捕集部を有し、攪拌部は、捕集部に設けられた複数の突部を有する、という構成を採用する。
【００１１】
また、本発明は、液体内で貯留槽に一体的に連結され上昇管に導入される気体を捕集する捕集部を有する、という構成を採用する。
【００１２】
また、本発明は、捕集部が複数設けられ、複数の捕集部は、貯留槽内で略鉛直方向に並んで配置され且つ複数の回転管にそれぞれ対応して連結されている、という構成を採用する。
【００１３】
また、本発明は、変換部を通った後の液体を貯留槽の底部近傍に戻す流路を有する、という構成を採用する。
【００１４】
また、本発明は、貯留槽の内部には内筒が設けられ、内筒と貯留槽の底部との間には所定の隙間が形成され、上昇管及び攪拌部は内筒の内側に配置され、流路は貯留槽と内筒との間に略筒状に形成される、という構成を採用する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、以下の効果を得ることができる。
本発明によれば、外部からの駆動源を必要とせずに貯留槽内の液体を効率よく攪拌できる。そのため、本発明によれば、発酵生産物の生成や微生物の培養の効率を高く維持できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】貯留槽１の構成を示す概略図である。
【図２】貯留槽１Ａの構成を示す断面図である。
【図３】貯留槽１Ｂの構成を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を、図１から図３を参照して説明する。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。
【００１８】
〔第１実施形態〕
本実施形態における貯留槽１の構成を、図１を参照して説明する。
図１は、本実施形態における貯留槽１の構成を示す概略図であって、（ａ）は断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線視断面図、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ線視断面図である。なお、図１（ａ）の紙面上下方向は、貯留槽１の鉛直方向である。
【００１９】
貯留槽１は、液体を貯留する槽であって、発酵生産物の生成や微生物の培養等に用いられるものである。なお、以下の説明では、貯留槽１を用いてアルコールを生成する場合について説明する。貯留槽１は、有底の円筒状に成形されている。貯留槽１の上部は、開口部となっている。貯留槽１の内部には、液体Ｌが貯留されている。液体Ｌは、アルコールの生成に用いられる糖等の養分及び微生物が液中に分散された溶液である。
【００２０】
なお、貯留槽１には不図示の供給管及び吐出管が接続されている。供給管は、貯留槽１内に糖を含んだ溶液を供給するものである。吐出管は、貯留槽１内で生成されたアルコールを外部に吐出するものである。
【００２１】
貯留槽１の内部には、内筒２が設けられている。内筒２は、貯留槽１を２重壁構造とするためのものであって、蓋部２ａを有する略円筒状に成形されている。内筒２の中心軸方向は、鉛直方向と略平行している。蓋部２ａには、板厚方向で貫通する複数の孔部２ｂが形成されている。孔部２ｂは、内筒２内の気体を放出するためのものである。内筒２は、複数の支持部２ｃを介して貯留槽１に一体的に固定されている。内筒２の下端部と貯留槽１の底部との間には、所定の隙間２ｄが形成されている。すなわち、内筒２の内側と外側とは、隙間２ｄを介して互いに連通している。
【００２２】
貯留槽１は、液体Ｌを攪拌するための攪拌装置３を有している。攪拌装置３は、一対の捕集部３１、３２と、一対の上昇管３３、３４と、変換部３５と、流路３６とを有している。
【００２３】
一対の捕集部３１、３２は、液体Ｌ内でアルコールの生成とともに発生する気体Ｇを捕集するためのものである。捕集部３１、３２は、内筒２の内側における液体Ｌ内に、内筒２と僅かな隙間をあけて、鉛直方向に延びる所定の回転軸Ｋ周りで回転自在に設けられている。捕集部３１、３２は鉛直方向に並んで配置され、捕集部３１が上側に、捕集部３２が下側に配置されている。捕集部３１、３２は略円錐形に成形され、捕集部３１、３２の底部は開口部となっており、捕集部３１、３２の内部は液体Ｌで充たされている。
【００２４】
捕集部３１、３２には、それぞれの外周面から突出する複数の突部（攪拌部）３１ａ、３２ａが設けられている。突部３１ａ、３２ａは、略翼状又は舌状に成形されており、捕集部３１、３２の回転に伴って液体Ｌを攪拌するために設けられるものである。複数の突部３１ａは、図１（ｃ）に示すように、捕集部３１の径方向に並んで配設されている。なお、複数の突部３２ａも捕集部３２に対して同様に配設されている。
【００２５】
一対の上昇管３３、３４は、略鉛直方向に延びる管部材であり、内筒２の内側に設けられている。上昇管３３、３４は、液体Ｌ内で発生する気体Ｇ、及び気体Ｇの上昇に伴って液体Ｌを上昇して流動させるものである。上昇管３３の下端部は捕集部３１の頂点近傍に接続され、上昇管３４の下端部は捕集部３２の頂点に接続されている。また、上昇管３３、３４は、捕集部３１、３２の内部とそれぞれ連通している。上昇管３４は、捕集部３１を貫通して設けられている。
【００２６】
上昇管３３、３４は、いずれも回転軸受３７を介して内筒２の蓋部２ａに保持されている。回転軸受３７は、回転軸Ｋ周りに回転自在な軸受であり、蓋部２ａの下面に一体的に固定されている。よって、上昇管３３、３４は、回転軸Ｋ周りに回転自在に設けられている。
【００２７】
変換部３５は、上昇管３３、３４内を上昇して流動する液体Ｌの運動エネルギーを、回転エネルギーに変換するものである。変換部３５は、一対の回転管４１、４２を有している。
【００２８】
回転管４１、４２は、回転軸Ｋを中心として、回転軸Ｋと略直交する方向に延びる管部材である。回転管４１、４２は、回転軸Ｋの周方向に略等間隔で設けられている。すなわち、回転管４１、４２は、回転軸Ｋを挟んで相対する位置に設けられている。なお、回転管４１、４２は、内筒２の径方向外側にまで延びて設けられている。回転管４１、４２は、いずれも回転軸受３７を介して蓋部２ａに保持されている。よって、回転管４１、４２は、回転軸Ｋ周りに回転自在に設けられている。回転管４１は上昇管３３に接続され、回転管４２は上昇管３４に接続されている。すなわち、回転管４１、４２は、上昇管３３、３４のそれぞれと連通している。
【００２９】
回転管４１、４２の回転軸受３７と逆側の端部には、吐出口４１ａ、４２ａがそれぞれ設けられている。吐出口４１ａ、４２ａは、図１（ｂ）に示すように、いずれも回転軸Ｋ周りの紙面左回り方向に向かって開口している。
【００３０】
流路３６は、貯留槽１と内筒２との間に略筒状に形成されている。流路３６は、上昇管３３、３４及び変換部３５を通った後の液体Ｌを、貯留槽１の底部近傍に再び戻すための流路である。
【００３１】
続いて、本実施形態に係る攪拌装置３が貯留槽１内の液体Ｌを攪拌する動作を、図１を参照して説明する。
【００３２】
液体Ｌは、アルコールの生成に用いられる糖及び微生物が液中に分散された溶液である。微生物の働きによって、液体Ｌ内の糖が分解されアルコールが生成される。また、アルコールの生成とともに、例えば二酸化炭素等の気体Ｇが発生する。気体Ｇは、液体Ｌ内を上方に向かって移動する。ここで、捕集部３１、３２の底部は開口部となっており、捕集部３１、３２の内部は液体Ｌで充たされていることから、気体Ｇは捕集部３１、３２内に移動する。また、捕集部３１、３２は内筒２との間に僅かな隙間をあけて設けられているため、捕集部３１、３２によって液体Ｌ内で発生した気体Ｇを効率よく捕集することができる。
【００３３】
捕集部３１、３２に捕集された気体Ｇは、捕集部３１、３２のそれぞれに接続される上昇管３３、３４に導入される。このとき、上昇管３３、３４の下端部近傍の液体Ｌは、気体Ｇの上昇に伴って上昇管３３、３４内に導入される（いわゆるエアリフト効果）。すなわち、上昇管３３、３４には気体Ｇだけでなく液体Ｌも導入され、液体Ｌ及び気体Ｇは上昇管３３、３４内を共に上昇して流動する。
【００３４】
上昇管３３、３４内を上昇した液体Ｌ及び気体Ｇは、変換部３５の回転管４１、４２にそれぞれ導入される。液体Ｌ及び気体Ｇは回転管４１、４２内を流動し、それぞれの吐出口４１ａ、４２ａから吐出される。ここで、吐出口４１ａ、４２ａは回転軸Ｋ周りの同一方向に向けて開口しており、液体Ｌ及び気体Ｇは上記方向に向けて吐出される。回転管４１、４２の吐出口４１ａ、４２ａは、液体Ｌ及び気体Ｇの吐出による反作用によって、上記方向と逆の方向（図１（ｂ）に示す矢印Ｆの方向）で付勢される。矢印Ｆの方向で付勢されることで、回転管４１、４２は、回転軸Ｋ周りに図１（ｂ）に示す矢印Ｒの方向で回転する。したがって、変換部３５によって、上昇して流動する液体Ｌの運動エネルギーを回転エネルギーに変換することができる。
【００３５】
回転管４１、４２は、上昇管３３、３４に一体的に接続され、また上昇管３３、３４を介して捕集部３１、３２に一体的に連結されている。そのため、回転管４１、４２が回転することで、上昇管３３、３４及び捕集部３１、３２も回転軸Ｋ周りで回転する。上昇管３３、３４が回転管４１、４２と捕集部３１、３２とを一体的に連結しているため、回転エネルギーを捕集部３１、３２に伝えるための軸部材等を別途設ける必要がなく、貯留槽１内のスペースを有効に活用することができる。
【００３６】
捕集部３１、３２は、貯留槽１内の液体Ｌ内に設けられ、且つ複数の突部３１ａ、３２ａをそれぞれ有しているため、捕集部３１、３２が回転することで貯留槽１内の液体Ｌが攪拌される。捕集部３１、３２の攪拌作用によって、液体Ｌ内の糖や微生物を貯留槽１の隅々まで行き渡らせることができ、アルコールの生成の効率を高く維持することができる。また、捕集部３１、３２の回転には気体Ｇによるエアリフト効果を用いることから、外部の駆動源を用いる必要がなく、アルコール生成のコストを削減することができる。
【００３７】
さらに、アルコール生成においては上述したように微生物が用いられるが、糖の分解が進行するとともに微生物が液体Ｌ内で塊状となる場合がある。微生物が塊状になるとアルコールの生成が滞るが、本実施形態では複数の突部３１ａ、３２ａを備える捕集部３１、３２が回転するため、この回転により塊状となった微生物を細分化することができる。
【００３８】
回転管４１、４２は内筒２の径方向外側にまで延びているため、吐出口４１ａ、４２ａから吐出された液体Ｌは、貯留槽１と内筒２との間に略筒状に形成される流路３６の上部に導入される。なお、回転管４１、４２の回転とともに液体Ｌが吐出されるため、液体Ｌは流路３６の周方向にまんべんなく導入される。
【００３９】
内筒２の内側の液体Ｌは、気体Ｇのエアリフト効果によって上昇管３３、３４内を上昇するため、内筒２の内側の液体Ｌが減少する。一方、内筒２の下端部と貯留槽１の底部との間には隙間２ｄが形成され、流路３６の上部には変換部３５を通った後の液体Ｌが導入されることから、流路３６内の液体Ｌは貯留槽１の底部に向かって流動する。そして、液体Ｌは、流路３６から内筒２の内側に導入される。結果として、貯留槽１の上下間で循環する液体Ｌの循環流が形成され、貯留槽１内の液体Ｌを更に攪拌することができる。
【００４０】
また、流路３６は略円筒状に形成され、液体Ｌは貯留槽１の底部の隅角部を全周に亘り内側に向かって流動するため、液体Ｌの澱みが生じやすかった貯留槽１の隅角部における液体Ｌを効率よく攪拌することができる。
【００４１】
したがって、本実施形態によれば以下の効果を得ることができる。
本実施形態によれば、外部からの駆動源を必要とせずに貯留槽１内の液体Ｌを効率よく攪拌できる。そのため、本実施形態によれば、アルコールの生成の効率を高く維持できるという効果がある。
【００４２】
〔第２実施形態〕
本実施形態における貯留槽１Ａの構成を、図２を参照して説明する。
図２は、本実施形態における貯留槽１Ａの構成を示す断面図である。なお、図２の紙面上下方向は、貯留槽１Ａの鉛直方向である。また、図２において、図１に示す第１の実施形態の構成要素と同一の要素については同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００４３】
貯留槽１Ａは、液体を貯留する槽であって、発酵生産物の生成や微生物の培養等に用いられるものである。なお、以下の説明では、貯留槽１Ａを用いてアルコールを生成する場合について説明する。貯留槽１Ａは、液体Ｌを攪拌するための攪拌装置３Ａを有している。貯留槽１Ａの攪拌装置３Ａを除くその他の構成は、第１の実施形態における貯留槽１と同様である。
【００４４】
攪拌装置３Ａは、一対の第２捕集部（捕集部）４３、４４と、一対の上昇管３３、３４Ａと、変換部３５と、流路３６とを有している。
【００４５】
一対の第２捕集部４３、４４は、液体Ｌ内でアルコールの生成とともに発生する気体Ｇを捕集するためのものである。第２捕集部４３、４４は、内筒２の内側における液体Ｌ内に、内筒２と僅かな隙間をあけて、複数の第２支持部４３ａ、４４ａを介して内筒２に一体的に固定されている。すなわち、第２捕集部４３、４４は、内筒２を介して、貯留槽１Ａに一体的に連結されている。
【００４６】
第２捕集部４３、４４は鉛直方向に並んで配置され、第２捕集部４３が上側に、第２捕集部４４が下側に配置されている。第２捕集部４３、４４は略円錐形に成形され、第２捕集部４３、４４の頂点及び底部はいずれも開口部となっており、第２捕集部４３、４４の内部は液体Ｌで充たされている。
【００４７】
一対の上昇管３３、３４Ａは、略鉛直方向に延びる管部材であり、内筒２の内側に設けられている。上昇管３４Ａは、第１の実施形態における上昇管３４よりも下方に延長された形状となっており、第２捕集部４４の頂点及び底部の開口部を貫通して設けられている。
【００４８】
上昇管３３の第２捕集部４３側の端部には、傘部４５が一体的に接続されている。傘部４５は、底部が除かれた略円錐状に形成され、第２捕集部４３における頂点の開口部を十分に覆うことのできる大きさで成形されている。また、上昇管３３は傘部４５の内部と連通している。傘部４５には、上昇管３４Ａが貫通して設けられている。
【００４９】
上昇管３４Ａの、第２捕集部４４の頂点における開口部の上側には、傘部４６が一体的に接続されている。傘部４６は、底部が除かれた略円錐状に形成され、第２捕集部４４における頂点の開口部を十分に覆うことのできる大きさで成形されている。上昇管３４Ａの傘部４６との接続部分の下側には、導入孔３４ｓが形成されている。導入孔３４ｓは、液体Ｌ及び気体Ｇを上昇管３４Ａ内に導入するためのものである。
【００５０】
上昇管３４Ａには、一対の攪拌部４７、４８が一体的に接続されている。攪拌部４７は一対の第２捕集部４３、４４の間に設けられ、攪拌部４８は上昇管３４Ａの下端部に設けられている。また、攪拌部４７、４８は、回転軸Ｋ周りに回転自在に設けられている。攪拌部４７、４８は略矩形の攪拌翼（図示せず）を複数有している。複数の攪拌翼は、攪拌部４７、４８が回転したときに、周囲の液体Ｌを上方に付勢できる向きに傾けられている。
【００５１】
続いて、本実施形態に係る攪拌装置３Ａが貯留槽１Ａ内の液体Ｌを攪拌する動作を、図２を参照して説明する。
【００５２】
液体Ｌ内で発生した気体Ｇは、上昇して移動し第２捕集部４３、４４によって捕集され、傘部４５、４６（及び導入孔３４ｓ）を介して上昇管３３、３４Ａに導入される。また、気体Ｇの上昇に伴って液体Ｌも上昇管３３、３４Ａに導入される（エアリフト効果）。上昇して流動する液体Ｌ及び気体Ｇの運動エネルギーは、変換部３５によって回転エネルギーに変換される。変換部３５の回転管４１、４２が回転することで、上昇管３３、３４Ａが回転し、上昇管３４Ａを介して回転管４２と一体的に連結されている攪拌部４７、４８が回転する。攪拌部４７、４８が回転することで、貯留槽１Ａ内の液体Ｌを攪拌することができる。また、攪拌部４７、４８が回転すると周囲の液体Ｌを上方に付勢できるため、気体Ｇをより速やかに上昇させることができる。
【００５３】
貯留槽１Ａ内で生成・培養されるものには、各々適した攪拌方法が存在する。例えば、動物細胞等の微生物を培養する場合には、攪拌駆動力を大きくすると微生物が死滅する虞がある。そのため、攪拌部の形状は槽内で生成・培養されるものに合わせて、第１の実施形態における捕集部３１、３２や、本実施形態における攪拌部４７、４８を適宜選択してよい。さらに、第１の実施形態に、本実施形態における攪拌部４７、４８を追加してもよい。
【００５４】
したがって、本実施形態によれば以下の効果を得ることができる。
本実施形態によれば、外部からの駆動源を必要とせずに貯留槽１内の液体Ｌを効率よく攪拌できる。そのため、本実施形態によれば、発酵生産物の生成の効率を高く維持できるという効果がある。
【００５５】
〔第３実施形態〕
本実施形態における貯留槽１Ｂの構成を、図３を参照して説明する。
図３は、本実施形態における貯留槽１Ｂの構成を示す概略図であって、（ａ）は断面図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ線視断面図である。なお、図３（ａ）の紙面上下方向は、貯留槽１Ｂの鉛直方向である。また、図３において、図１に示す第１の実施形態の構成要素と同一の要素については同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００５６】
貯留槽１Ｂは、液体を貯留する槽であって、発酵生産物の生成や微生物の培養等に用いられるものである。なお、以下の説明では、貯留槽１Ｂを用いてアルコールを生成する場合について説明する。貯留槽１Ｂは、第１の実施形態と異なり、内筒２が除かれて構成されている。貯留槽１Ｂは、その上端側に第２蓋部１ａを有している。第２蓋部１ａの上面には、上方に向かって突出し環状に形成された壁部１ｂが設けられている。壁部１ｂの径方向外側の部分は、変換部３５を通った後の液体Ｌが導入される溝部となっている。なお、第２蓋部１ａには、板厚方向で貫通する第２孔部１ｃが複数設けられている。
【００５７】
攪拌装置３Ｂは、一対の捕集部３１、３２と、一対の上昇管３３、３４と、変換部３５と、下降管４９とを有している。
【００５８】
下降管４９は、変換部３５を通った後の液体Ｌを貯留槽１Ｂの底部近傍に再び戻すための管部材であり、第２蓋部１ａにおける壁部１ｂの径方向外側の部分に一体的に接続され、鉛直方向に延びて設けられている。また、下降管４９は、第２蓋部１ａの上方に向けて開口している。
【００５９】
続いて、本実施形態に係る攪拌装置３Ｂが貯留槽１Ｂ内の液体Ｌを攪拌する動作を、図３を参照して説明する。
【００６０】
変換部３５を通った後の液体Ｌは、吐出口４１ａ、４２ａから吐出されると、壁部１ｂの径方向外側の部分に貯留される。貯留された液体Ｌは、下降管４９を介して貯留槽１Ｂの底部近傍に再び戻される。よって、貯留槽１Ｂの上下間での循環流を形成することができる。下降管４９によって形成される循環流は、第１及び第２の実施形態における循環流に比べ、槽内を攪拌する能力は低いものである。一方、貯留槽を２重壁構造としないことからその製造コストは低くでき、下降管４９は、捕集部３１、３２等が槽内を回転して攪拌することで十分な攪拌効果を得られる場合に用いられる。
【００６１】
したがって、本実施形態によれば以下の効果を得ることができる。
本実施形態によれば、下降管４９が、変換部３５を通った後の液体Ｌを貯留槽１Ｂの底部近傍に再び戻すことで、上下間での循環流が形成される。
【００６２】
以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。上述した例において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
【００６３】
例えば、上記実施形態では、貯留槽１（１Ａ、１Ｂ）は発酵生産物の生成や微生物の培養等に用いられているが、これに限定されるものではなく、槽内の液体を攪拌する必要があり、且つ液体内で気体が生じるのであれば、本発明を適用してよい。
【００６４】
また、上記実施形態では、回転管４１、４２によって液体Ｌの運動エネルギーが回転エネルギーに変換されているが、これに限定されるものではなく、例えば液体Ｌの流動を受けて回転する翼車等を設け、この翼車から回転エネルギーを取り出す構成であってもよい。
【００６５】
また、攪拌装置３（３Ａ、３Ｂ）の攪拌速度を調整するために、上昇管内の液体Ｌ及び気体Ｇの流量を調整するバルブ等を設けてもよい。
【符号の説明】
【００６６】
１，１Ａ，１Ｂ…貯留槽、２…内筒、２ｄ…隙間、３，３Ａ，３Ｂ…攪拌装置、３３，３４，３４Ａ…上昇管、３５…変換部、３１，３２…捕集部、３１ａ，３２ａ…突部（攪拌部）、３６…流路、４１，４２…回転管、４１ａ，４２ａ…吐出口、４３，４４…第２捕集部（捕集部）、４７，４８…攪拌部、Ｌ…液体、Ｇ…気体、Ｋ…回転軸
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を貯留する貯留槽に設けられる攪拌装置であって、
前記液体内で発生した気体、及び該気体の上昇に伴って前記液体が上昇する上昇管と、
前記上昇管に接続され、前記液体の運動エネルギーを回転エネルギーに変換する変換部と、
前記回転エネルギーを用いて前記貯留槽内の前記液体を攪拌する攪拌部と、を有すること特徴とする攪拌装置。
【請求項２】
請求項１に記載の攪拌装置において、
前記変換部は、所定の回転軸周りに回転自在に設けられ且つ前記上昇管内を上昇した前記液体及び前記気体が導入される複数の回転管を有し、
前記複数の回転管は、前記回転軸周りの同一方向に向けて開口する吐出口をそれぞれ備えていることを特徴とする攪拌装置。
【請求項３】
請求項２に記載の攪拌装置において、
前記攪拌部は、前記上昇管を介して前記回転管に一体的に連結されて、前記回転軸周りに回転自在に設けられていることを特徴とする攪拌装置。
【請求項４】
請求項３に記載の攪拌装置において、
前記液体内で前記上昇管に一体的に接続され且つ前記回転軸周りに回転自在に設けられ、前記上昇管に導入される前記気体を捕集する捕集部を有し、
前記攪拌部は、前記捕集部に設けられた複数の突部を有することを特徴とする攪拌装置。
【請求項５】
請求項２又は３に記載の攪拌装置において、
前記液体内で前記貯留槽に一体的に連結され、前記上昇管に導入される前記気体を捕集する捕集部を有することを特徴とする攪拌装置。
【請求項６】
請求項４又は５に記載の攪拌装置において、
前記捕集部が複数設けられ、
複数の前記捕集部は、前記貯留槽内で略鉛直方向に並んで配置され、且つ前記複数の回転管にそれぞれ対応して連結されていることを特徴とする攪拌装置。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか一項に記載の攪拌装置において、
前記変換部を通った後の前記液体を、前記貯留槽の底部近傍に戻す流路を有することを特徴とする攪拌装置。
【請求項８】
請求項７に記載の攪拌装置において、
前記貯留槽の内部には、内筒が設けられ、
前記内筒と前記貯留槽の底部との間には所定の隙間が形成され、
前記上昇管及び前記攪拌部は、前記内筒の内側に配置され、
前記流路は、前記貯留槽と前記内筒との間に略筒状に形成されることを特徴とする攪拌装置。
【請求項１】
液体を貯留する貯留槽に設けられる攪拌装置であって、
前記液体内で発生した気体、及び該気体の上昇に伴って前記液体が上昇する上昇管と、
前記上昇管に接続され、前記液体の運動エネルギーを回転エネルギーに変換する変換部と、
前記回転エネルギーを用いて前記貯留槽内の前記液体を攪拌する攪拌部と、を有すること特徴とする攪拌装置。
【請求項２】
請求項１に記載の攪拌装置において、
前記変換部は、所定の回転軸周りに回転自在に設けられ且つ前記上昇管内を上昇した前記液体及び前記気体が導入される複数の回転管を有し、
前記複数の回転管は、前記回転軸周りの同一方向に向けて開口する吐出口をそれぞれ備えていることを特徴とする攪拌装置。
【請求項３】
請求項２に記載の攪拌装置において、
前記攪拌部は、前記上昇管を介して前記回転管に一体的に連結されて、前記回転軸周りに回転自在に設けられていることを特徴とする攪拌装置。
【請求項４】
請求項３に記載の攪拌装置において、
前記液体内で前記上昇管に一体的に接続され且つ前記回転軸周りに回転自在に設けられ、前記上昇管に導入される前記気体を捕集する捕集部を有し、
前記攪拌部は、前記捕集部に設けられた複数の突部を有することを特徴とする攪拌装置。
【請求項５】
請求項２又は３に記載の攪拌装置において、
前記液体内で前記貯留槽に一体的に連結され、前記上昇管に導入される前記気体を捕集する捕集部を有することを特徴とする攪拌装置。
【請求項６】
請求項４又は５に記載の攪拌装置において、
前記捕集部が複数設けられ、
複数の前記捕集部は、前記貯留槽内で略鉛直方向に並んで配置され、且つ前記複数の回転管にそれぞれ対応して連結されていることを特徴とする攪拌装置。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか一項に記載の攪拌装置において、
前記変換部を通った後の前記液体を、前記貯留槽の底部近傍に戻す流路を有することを特徴とする攪拌装置。
【請求項８】
請求項７に記載の攪拌装置において、
前記貯留槽の内部には、内筒が設けられ、
前記内筒と前記貯留槽の底部との間には所定の隙間が形成され、
前記上昇管及び前記攪拌部は、前記内筒の内側に配置され、
前記流路は、前記貯留槽と前記内筒との間に略筒状に形成されることを特徴とする攪拌装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１１−１３１１３０（Ｐ２０１１−１３１１３０Ａ）
【公開日】平成２３年７月７日（２０１１．７．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２９０９４４（Ｐ２００９−２９０９４４）
【出願日】平成２１年１２月２２日（２００９．１２．２２）
【出願人】（０００００００９９）株式会社ＩＨＩ (5,014)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年７月７日（２０１１．７．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１２月２２日（２００９．１２．２２）
【出願人】（０００００００９９）株式会社ＩＨＩ (5,014)
【Ｆターム（参考）】
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