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WO2006033276A2 - 撹拌機 - Google Patents

撹拌機 Download PDF

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WO2006033276A2
WO2006033276A2 PCT/JP2005/017031 JP2005017031W WO2006033276A2 WO 2006033276 A2 WO2006033276 A2 WO 2006033276A2 JP 2005017031 W JP2005017031 W JP 2005017031W WO 2006033276 A2 WO2006033276 A2 WO 2006033276A2
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WO
WIPO (PCT)
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stirring
blade
tank
ratio
flow rate
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/JP2005/017031
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Shoji Morinaga
Ryuichi Yatomi
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SHI Mechanical and Equipment Inc
Original Assignee
SHI Mechanical and Equipment Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SHI Mechanical and Equipment Inc filed Critical SHI Mechanical and Equipment Inc
Publication of WO2006033276A2 publication Critical patent/WO2006033276A2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F27/00—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
    • B01F27/80—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a substantially vertical axis
    • B01F27/81—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a substantially vertical axis the stirrers having central axial inflow and substantially radial outflow
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F27/00—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
    • B01F27/80—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a substantially vertical axis
    • B01F27/86—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a substantially vertical axis co-operating with deflectors or baffles fixed to the receptacle
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F2215/00—Auxiliary or complementary information in relation with mixing
    • B01F2215/04—Technical information in relation with mixing
    • B01F2215/0413—Numerical information
    • B01F2215/0418—Geometrical information
    • B01F2215/0427—Numerical distance values, e.g. separation, position
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F27/00—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
    • B01F27/05—Stirrers
    • B01F27/11—Stirrers characterised by the configuration of the stirrers
    • B01F27/19—Stirrers with two or more mixing elements mounted in sequence on the same axis
    • B01F27/192—Stirrers with two or more mixing elements mounted in sequence on the same axis with dissimilar elements

Definitions

  • the present invention relates to a stirrer for stirring treatment for the purpose of mixing, dissolution, crystallization, reaction and the like.
  • an object of the present invention is to provide a stirrer that can form a sufficient up-and-down circulation flow throughout the tank and can exhibit suitable stirring characteristics.
  • the stirrer according to the present invention is a stirrer in which a stirring shaft 2 that is rotatable by an external force of the tank is disposed in the central portion of the stirring tank 1, and the stirring blade 3 is attached to the stirring shaft 2.
  • the stirring blade 3 performs stirring in the range of (i) Reynolds number Re of 300 ⁇ Re
  • the ratio of the outermost radius of the stirring blade 3 to the diameter of the stirring tank 1 (blade diameter ratio) is 0.225- 0.325
  • the ratio of the integral value (discharge flow rate ratio) in the axial direction of the product of the effective area of blade 3 and the cube of the outermost radius of stirring blade 3 in the effective area is 1.4 or more
  • (ii) Reynolds number When stirring is performed in a range where Re is 30 ⁇ Re and 300, the blade diameter ratio is 0.
  • the lower half D force of the stirring blade 3 The discharge flow rate of the stirring object discharged in the radial direction is the stirring flow discharged in the radial direction from the upper half U of the stirring blade 3. More than the discharge flow rate of the object. Therefore, a vertical circulation flow from a strong discharge region to a weak discharge region, that is, a continuous vertical circulation flow from the lower part to the upper part of the stirring tank 1 is formed. As a result, the agitated object is formed as a whole without the partition zone.
  • the stirrer according to the present invention forms sufficient vertical circulation flow throughout the tank by optimizing the blade diameter ratio and the discharge flow rate ratio in accordance with the agitation operating conditions. Therefore, suitable stirring characteristics can be exhibited.
  • FIG. 1 shows a front view of a stirrer according to the present embodiment.
  • FIG. 2 is a conceptual diagram for explaining stirring characteristics of the stirrer according to the embodiment.
  • FIG. 3 A data table of stirring characteristics (mixing characteristics) in relation to the discharge flow rate ratio and blade diameter ratio when stirring is performed in the range of 300 ⁇ Re.
  • FIG. 4 A graph showing the quality of the stirring characteristics (mixing characteristics) in relation to the discharge flow rate ratio and blade diameter ratio when stirring is performed in the range of 300 ⁇ Re.
  • FIG. 5 A data table of the agitation characteristics (mixing characteristics) in the relationship between the discharge flow rate ratio and the blade diameter ratio when agitation is performed in the range of 30 ⁇ ReRe300.
  • FIG. 6 A graph showing the quality of the stirring characteristics (mixing characteristics) in the relationship between the discharge flow rate ratio and the blade diameter ratio when stirring is performed in the range of 30 ⁇ Re 300.
  • FIG. 7 A data table of stirring characteristics (mixing characteristics) in relation to the discharge flow rate ratio and blade diameter ratio when stirring is performed in the range of Re 30.
  • FIG. 8 A graph showing the quality of the stirring characteristics (mixing characteristics) in the relationship between the discharge flow rate ratio and the blade diameter ratio when stirring is performed in the range of Re 30.
  • FIG. 9 shows a front view of a stirrer according to another embodiment.
  • FIG. 10 is a conceptual diagram for explaining stirring characteristics of a stirrer according to a conventional small blade. Explanation of symbols
  • Reference numeral 1 denotes a cylindrical stirring tank, and a stirring shaft 2 is disposed in the center of the tank 1.
  • the stirring shaft 2 is supported via a bearing (not shown) having a lower end provided at the bottom of the tank, and an upper end via a coupling (not shown) to a driving device (not shown) on the top of the tank. Connected.
  • [0012] 3 is a stirring blade, and 4 of the stirring blades 3 are multi-stage (three-stage in this embodiment) turbine bin blades of the disk 4a concentrically attached to the stirring shaft 2.
  • a plurality of blades 4b,... are attached to the outer circumference equally divided positions.
  • Each turbine blade 4 is formed such that the shape of the blade 4b becomes smaller toward the top.
  • Reference numeral 5 denotes a bottom blade, which is attached to the lower end of the stirring shaft 2.
  • the bottom blade 5 is a flat blade having a substantially rectangular shape, and the lower end edge is formed in a curved shape so as to follow the curved shape of the tank bottom.
  • Reference numeral 6 denotes a baffle plate, which is a side wall surface of the agitation tank 1, and a plurality of them are attached at a predetermined interval in the circumferential direction (only one is shown in the figure).
  • This baffle plate 6 is continuous along the axial length direction from the lower side to the upper side of the side wall of the stirring tank 1, and stirs the stirring object discharged from the stirring blade 3 consisting of the turbine blade 4 and the bottom blade 5 It has the characteristic of rising to the top of tank 1.
  • the stirrer according to the present embodiment has the above-described configuration. Next, the stirring characteristics of the stirrer according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
  • the discharge flow rate of the stirring object discharged in the radial direction from the blade is the product of the effective area in the axial length direction of the stirring blade 3 and the cube of the outermost radius of the stirring blade 3 in the effective area. It is generally known that it is proportional to. Therefore, a stirring blade 3 such as the stirring blade 3 according to the present embodiment. If the total effective area of the stirring blade 3 in the lower half D is large, the discharge flow rate (Q + Q) of the stirring object in the lower half D is
  • the stirring object can be stirred as a whole without the partition zone being formed, the stirring characteristics are improved.
  • the effective area of the stirring blades 3 in each stage gradually decreases from the lower force to the upper force, so the discharge flow rate Q of the bottom blade 5>
  • the vertical circulation flow R moves from the side wall side to the center side of the stirring tank 1 after reaching the upper part.
  • the stirring blades 3 are provided in multiple stages (that is, when a gap is formed between the stirring blades 3 and 3), the stirring object being lowered is sheared and subdivided by these, and the finer blades are further reduced. It is agitated.
  • Fig. 4 shows the result of the following experiment, the experimental result (Fig. 3) is plotted, and the boundary line is drawn.
  • Blade height B (height from the lowest position at the bottom of the tank to the top end of the stirring blade 3): Liquid depth L (the highest at the bottom of the tank) Adjusted according to the height from the bottom position to the liquid level) and set 62mm lower than the liquid depth L
  • the stirring condition is set to a Reynolds number Re (liquid viscosity) in the range of 300 ⁇ Re, and using the colored tracer fluid method, it is judged whether the vertical circulation flow is not interrupted visually rather than by quantitative judgment of mixing time. It was.
  • ⁇ is an evaluation for the case where the flow discharged from the lower part of the stirring tank 1 smoothly reaches the upper part and one vertical circulation flow is formed in the vertical direction.
  • the lower force of the stirring tank 1 is the force when the discharged flow almost reaches the upper part. It is an evaluation for the case where the flow to the center side is seen partway. It is an evaluation for the case where is divided.
  • Fig. 6 shows the experiment with the stirring conditions changed within the range of Reynolds number Re to 30 ⁇ Re and 300, and the experimental results (Fig. 5) are plotted and the boundary line is drawn.
  • Fig. 8 shows an experiment in which the agitation conditions are changed to a Reynolds number Re in the range of Re ⁇ 30, the experimental results (Fig. 7) are plotted, and the boundary line is drawn.
  • A is the effective area of each stirring blade 3
  • r is the outermost radius of each stirring blade 3
  • D indicates the diameter (inner diameter) of the stirring tank 1.
  • AX r 3 (bottom) is the sum of (AX r 3 ) of the stirring blades 3 in the lower half D of the stirring blade 3 (the effective area of the stirring blade 3 in the lower half D and the stirring area in the effective area).
  • AX r 3 (upper) means each stirring blade in the upper half U of stirring blade 3 (the value obtained by integrating the product of the outermost radius of blade 3 and the cube of the outer radius in the axial direction of stirring shaft 2)
  • the sum of (AX r 3 ) of 3 (the value obtained by integrating the product of the effective area of the stirring blade 3 in the upper half U and the cube of the outermost radius of the stirring blade 3 in the effective area in the axial direction of the stirring shaft 2 Means the same).
  • rZ D is 0.225-0.325 for turbulent flow (300 Reynolds number Re) and AX r 3 (below) ZA X r If 3 (top) is 1.4 or higher, the flow state (mixing characteristics) is improved.
  • RZD is called “blade diameter ratio” and AX r 3 (below) ZA X r 3 (top) is called the “discharge flow rate ratio”.
  • the blade diameter ratio is 0.25-0.325 and the discharge flow rate ratio is about 0.25 to 0.325 for the stirring target in the transition basin (30 ⁇ Reynolds number Re 300). 1. If it is 7 or more, it can be said that the flow state (mixing characteristics) is improved.
  • stirrer according to the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.
  • the stirring blade 3 has the combined force of the turbine blade 4 and the bottom blade 5, but the blades as shown in FIG.
  • the blades may be slanted as shown in Fig. 9 (b), or a paddle blade or propeller blade arranged in multiple stages, or A stirring blade that provides anchor blade force may be used.
  • a stirring blade as shown in FIG. 9B an average value is used for the outermost radius r of the stirring blade 3 for obtaining the blade diameter ratio.
  • the lower end of the agitation shaft 2 is supported by the tank bottom, but the lower end may not be supported by being separated from the tank bottom force. ,.
  • the driving device for rotating the stirring shaft 2 to rotate the tank external force is provided on the tank top side, but the driving device may be provided on the tank bottom side.
  • the baffle plate 6 is provided.
  • the baffle plate 6 is not an essential component in the present invention.
  • the tank inner diameter D, the blade height B, and the liquid depth L are not particularly limited, but generally, the blade height ratio BZD (blade height BZ tank inner diameter D) is set to 50 to 100%.
  • the liquid depth ratio LZD (liquid depth LZ tank inner diameter D) may be set to 10 to 150%.
  • the upper limit of the discharge flow rate ratio can be set to 1.9.
  • the discharge flow ratio Even if 2.3 is set as the upper limit / vD / O IS / JOsooifcId 9 / - ⁇ 900 ⁇ AV L

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  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Mixers Of The Rotary Stirring Type (AREA)

Description

明 細 書
撹拌機
技術分野
[0001] 本発明は、混合、溶解、晶析、反応等を目的とした撹拌処理用の撹拌機に関する。
背景技術
[0002] 従来、撹拌機の撹拌翼として、タービン翼、パドル翼、プロペラ翼等の小型翼を多 段で使用する例が多い。これらの撹拌翼を使用する撹拌機では、翼回転数を高くし て翼から半径方向に吐出される液の流量を多くすることにより、液が槽壁に衝突して 上方及び下方に回り、再び翼の所へ戻る循環流動を発生させ、槽内の混合を行う。 発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0003] し力しながら、上記小型翼では、図 10に示す如ぐ槽内の全体に亘つて十分な上 下循環流動が形成されにくぐ上下間に複数の仕切ゾーン Z,…ができてしまう。その ため、撹拌特性が悪化し、ガス吸収反応では時間がかかり、固体分散においては不 均一な状態となる等、製品品質の不均一や反応時間の増大を招いていた。
[0004] そこで、本発明は、槽内の全体に亘つて十分な上下循環流動を形成することができ て、好適な撹拌特性を発揮することができる撹拌機を提供することを課題とする。 課題を解決するための手段
[0005] 本発明に係る撹拌機は、撹拌槽 1内中心部に槽外力ゝら回転可能な撹拌軸 2が配設 され、該撹拌軸 2に撹拌翼 3が取り付けられてなる撹拌機において、該撹拌翼 3が、（i )レイノルズ数 Reが 300≤Reの範囲で撹拌を行う場合、撹拌槽 1の直径に対する撹 拌翼 3の最外半径の比率（翼径比）が 0. 225-0. 325であり、且つ、上半分 Uにお ける撹拌翼 3の実効面積と該実効面積における撹拌翼 3の最外半径の三乗との積の 軸方向における積分値に対する下半分 Dにおける撹拌翼 3の実効面積と該実効面 積における撹拌翼 3の最外半径の三乗との積の軸方向における積分値の比率（吐出 流量比）が 1. 4以上であり、（ii)レイノルズ数 Reが 30≤Reく 300の範囲で撹拌を行 う場合、前記翼径比が 0. 25〜0. 325であり、且つ、前記吐出流量比が 1. 7以上で あり、 Gii)レイノルズ数 Reが Reく 30の範囲で撹拌を行う場合、前記翼径比が 0. 325 〜0. 375であり、且つ、前記吐出流量比が 1. 8以上である条件を備えることを特徴 とする。
[0006] 上記構成力 なる撹拌機によれば、撹拌翼 3の下半分 D力 半径方向に吐出され る撹拌対象物の吐出流量は、撹拌翼 3の上半分 Uから半径方向に吐出される撹拌 対象物の吐出流量よりも多くなる。そのため、吐出の強い領域から吐出の弱い領域 への上下循環流動、即ち、撹拌槽 1の下部から上部へと連続した上下循環流動が形 成されることとなる。その結果、仕切ゾーンができることなぐ撹拌対象物が全体的に 携枠されることとなる。
発明の効果
[0007] 即ち、本発明に係る撹拌機は、撹拌の運転条件に応じて翼径比及び吐出流量比 の適正化を図ることにより、槽内の全体に亘つて十分な上下循環流動を形成すること ができて、好適な撹拌特性を発揮することができる。
図面の簡単な説明
[0008] [図 1]本実施形態に係る撹拌機の正面図を示す。
[図 2]同実施形態に係る撹拌機の撹拌特性を説明するための概念図を示す。
[図 3]300≤Reの範囲で撹拌を行った場合の吐出流量比と翼径比との関係における 撹拌特性 (混合特性)のデータ表を示す。
[図 4]300≤Reの範囲で撹拌を行った場合の吐出流量比と翼径比との関係における 撹拌特性 (混合特性)の良否を表すグラフを示す。
[図 5]30≤Reく 300の範囲で撹拌を行った場合の吐出流量比と翼径比との関係に おける撹拌特性 (混合特性)のデータ表を示す。
[図 6]30≤Reく 300の範囲で撹拌を行った場合の吐出流量比と翼径比との関係に おける撹拌特性 (混合特性)の良否を表すグラフを示す。
[図 7]Reく 30の範囲で撹拌を行った場合の吐出流量比と翼径比との関係における 撹拌特性 (混合特性)のデータ表を示す。
[図 8]Reく 30の範囲で撹拌を行った場合の吐出流量比と翼径比との関係における 撹拌特性 (混合特性)の良否を表すグラフを示す。 [図 9]他実施形態に係る撹拌機の正面図を示す。
[図 10]従来の小型翼に係る撹拌機の撹拌特性を説明するための概念図を示す。 符号の説明
[0009] 1…撹拌槽、 2…撹拌軸、 3…撹拌翼、 4· ··タービン翼、 5…ボトム翼、 6…邪魔板、 R , R
1 2…上下循環流動、 Q , Q , Q , Q
1 2 3 4…吐出流量
発明を実施するための最良の形態
[0010] 以下、本発明の実施形態に係る撹拌機について図 1に基づき説明する。
[0011] 1は、円筒形撹拌槽で、該槽 1内中心部には、撹拌軸 2が配設されている。撹拌軸 2は、下端が槽底部に設けられた軸受（図示しない)を介して支持され、且つ上端が 槽頂部上の駆動装置（図示しな ヽ）にカップリング（図示しな ヽ)を介して接続されて いる。
[0012] 3は、撹拌翼で、また、この撹拌翼 3のうちの 4は、多段 (本実施形態では 3段）のタ 一ビン翼で、撹拌軸 2に同心に取り付けられたディスク 4aの外周等分位置に複数の 羽根 4b,…を取り付けたものである。各タービン翼 4は、上位ほど羽根 4bの形状が小 さくなるように形成されて ヽる。
[0013] 5は、ボトム翼で、撹拌軸 2の下端部に取り付けられている。該ボトム翼 5は、略矩形 状を呈する平板状の翼であり、下端縁は、槽底部の曲面形状に沿うように曲線形状 に形成されている。
[0014] 6は、邪魔板で、撹拌槽 1の側壁面であって、周方向に所定間隔を有して複数取り 付けられている（図では、一つしか図示していない)。この邪魔板 6は、撹拌槽 1の側 壁面下部から上部まで軸長方向に沿って連続しており、タービン翼 4及びボトム翼 5 カゝらなる撹拌翼 3から吐出された撹拌対象物を撹拌槽 1の上部まで上昇させる特性 を備えている。
[0015] 本実施形態に係る撹拌機は、以上の構成からなり、次に、本実施形態に係る撹拌 機の撹拌特性について図 2に基づき説明する。
[0016] 翼から半径方向に吐出される撹拌対象物の吐出流量は、撹拌翼 3の軸長方向にお ける実効面積と、該実効面積における撹拌翼 3の最外半径の三乗との積に比例する ことが一般的に知られている。従って、本実施形態に係る撹拌翼 3の如ぐ撹拌翼 3 の上半分 Uにおける撹拌翼 3の総実効面積力 S小さぐ下半分 Dにおける撹拌翼 3の 総実効面積が大きい場合、下半分 Dにおける撹拌対象物の吐出流量 (Q +Q )は、
1 2 上半分 Uにおける撹拌対象物の吐出流量 (Q +Q )よりも多くなる。尚、「上半分」と
3 4
は、撹拌翼 3の最下端力も最上端までの高さを半分で割ったときの上側をいい、「下 半分」とは、その下側をいう。
[0017] そして、撹拌翼 3の上半分 Uと下半分 Dとの吐出流量の違い、即ち、吐出強さの違 いにより、吐出の強い領域から吐出の弱い領域への上下循環流動 R、即ち、撹拌槽
1
1の下部から上部へと連続した上下循環流動 Rが形成されることとなる。その結果、
1
仕切ゾーンができることなぐ撹拌対象物を全体的に撹拌することができるので、撹拌 特性が良くなる。特に本実施形態においては、各段の撹拌翼 3の実効面積は、下位 力 上位にかけて次第に小さくなつているため、ボトム翼 5の吐出流量 Q >下位のタ
1 一ビン翼 4の吐出流量 Q〉中位のタービン翼 4の吐出流量 Q〉上位のタービン翼 4
2 3
の吐出流量 Q
4となり、より好適な上下循環流動が得られることとなる。
[0018] また、上下循環流動 Rは、上部に達した後、撹拌槽 1の側壁側から中心側へ移動
1
し、撹拌軸 2に沿って下方へと移動する上下循環流動 Rとなり、槽底部に戻るが、撹
2
拌翼 3が多段に設けられていることにより（即ち、撹拌翼 3, 3間に隙間が形成されるこ とにより）、下降中の撹拌対象物がこれらによって剪断細分化され、より細カゝく撹拌さ れるようになっている。
[0019] 尚、図 2においては、理解を容易にするため、吐出流量（吐出流動） Q , Q , Q , Q
1 2 3 及び上下循環流動 R , Rを片側一面にしか図示していないが、撹拌槽 1の周方向
4 1 2
全領域にお ヽて同様の流動態様が生じて ヽることは言うまでもな!/、。
[0020] ここで、本発明者は、撹拌翼 3を如何なるように設計するのがよ ヽか各種の実験を 行った。
[0021] 図 4は、以下の実験を行い、その実験結果（図 3)をプロットし、境界線を引いたもの である。
<実験条件 >
'槽内径 D (撹拌槽 1の胴部の内径）： 310mm
•翼高 B (槽底部の最下位置カゝら撹拌翼 3の最上端までの高さ）：液深 L (槽底部の最 下位置カゝら液面までの高さ）に合わせて調整し、液深 Lより 62mm低く設定
-槽底部形状:半楕円
'邪魔板:有り
•液量： 23. 8〜37. 8ジッ卜ル
'撹拌動力： 0. 5〜2. OkW/m3
•トレーサー： 1mm角 PS (ポリスチレン）ペレット（比重 1. 05)
<実験方法 >
撹拌条件をレイノルズ数 Re (液粘度）が 300≤Reの範囲とし、着色トレーサー流体 法を用いて、混合時間の定量的な判断ではなぐ目視で上下循環流動が分断されて いないかの判定を行った。因みに、「〇」は、撹拌槽 1の下部から吐出された流動がス ムーズに上部に到達し、上下方向に連続した一つの上下循環流動が形成された場 合に対する評価であり、「△」は、撹拌槽 1の下部力 吐出された流動がほとんど上部 に到達している力 一部途中で中心側への流動が見られた場合に対する評価であり 、「X」は、明らかに上下循環流動が分断された場合に対する評価である。
[0022] 図 6は、撹拌条件をレイノルズ数 Reが 30≤Reく 300の範囲に変えて実験を行い、 その実験結果（図 5)をプロットし、境界線を引いたものである。
[0023] 図 8は、撹拌条件をレイノルズ数 Reが Reく 30の範囲に変えて実験を行い、その実 験結果（図 7)をプロットし、境界線を引いたものである。
[0024] 尚、 Aは、各撹拌翼 3の実効面積であり、 rは、各撹拌翼 3の最外半径であり、 Dは、 撹拌槽 1の直径 (槽内径)を示す。そして、 A X r3 (下）は、撹拌翼 3の下半分 Dにおけ る各撹拌翼 3の (A X r3)の総和（下半分 Dにおける撹拌翼 3の実効面積と該実効面 積における撹拌翼 3の最外半径の三乗との積を撹拌軸 2の軸長方向に積分した値に 同じ)を意味し、 A X r3 (上）は、撹拌翼 3の上半分 Uにおける各撹拌翼 3の (A X r3)の 総和（上半分 Uにおける撹拌翼 3の実効面積と該実効面積における撹拌翼 3の最外 半径の三乗との積を撹拌軸 2の軸長方向に積分した値に同じ)を意味する。
[0025] 図 3及び図 4から、乱流域（300≤レイノルズ数 Re)の撹拌対象物に対しては、 rZ Dが 0. 225-0. 325であり、 A X r3 (下） ZA X r3 (上）が 1. 4以上であるならば、流 動状態 (混合特性)が良くなることがわかる。尚、 rZDを「翼径比」と呼び、 A X r3 (下） ZA X r3 (上）を「吐出流量比」と呼ぶ。
[0026] また、図 5及び図 6から、遷移流域（30≤レイノルズ数 Reく 300)の撹拌対象物に 対しては、翼径比が 0. 25-0. 325であり、吐出流量比が 1. 7以上であるならば、流 動状態 (混合特性)が良くなることがわ力る。
[0027] さらに、図 7及び図 8から、層流域（レイノルズ数 Reく 30)の撹拌対象物に対しては
、翼径比が 0. 325〜0. 375であり、吐出流量比が 1. 8以上であるならば、流動状態
(混合特性)が良くなることがわ力る。
[0028] 尚、本発明に係る撹拌機は、上記実施形態に限定されるものではなぐ本発明の要 旨を逸脱しな 、範囲で種々の変更が可能である。
[0029] 例えば、上記実施形態においては、撹拌翼 3がタービン翼 4とボトム翼 5との組み合 わせ力 なるものであるが、図 9 (a)に示す如ぐ羽根が上下に連続した形状の撹拌 翼であってもよいし、図 9 (b)に示す如ぐ羽根を傾斜させたものであってもよぐさら には、パドル翼やプロペラ翼を多段に配置した撹拌翼、あるいは、アンカー翼力 な る撹拌翼であってもよい。尚、図 9 (b)に示すような撹拌翼の場合、翼径比を求めるた めの撹拌翼 3の最外半径 rは平均値を用いることとする。
[0030] また、上記実施形態においては、撹拌軸 2の下端が槽底部に支持されるようになつ て 、るが、該下端が槽底部力 離間して支持されな 、態様であってもよ 、。
[0031] また、上記実施形態においては、撹拌軸 2を槽外力も回転駆動するための駆動装 置を槽頂部側に設けているが、該駆動装置を槽底部側に設けてもよい。
[0032] また、上記実施形態においては、邪魔板 6を設けているが、この邪魔板 6は本発明 においては、必須構成ではない。
[0033] また、槽内径 D、翼高 B、液深 Lは、それぞれ特に限定されるものではないが、一般 的には、翼高比 BZD (翼高 BZ槽内径 D)を 50〜100%、液深比 LZD (液深 LZ槽 内径 D)を 10〜 150%に設定すればよい。
[0034] また、乱流域（300≤レイノルズ数 Re)の撹拌対象物に対しては、吐出流量比の上 限として、 1. 7を設定してもよぐ遷移流域（30≤レイノルズ数 Reく 300)の撹拌対象 物に対しては、吐出流量比の上限として、 1. 9を設定してもよぐ層流域 (レイノルズ 数 Re< 30)の撹拌対象物に対しては、吐出流量比の上限として、 2. 3を設定しても /vD/ O IS/JOsooifcId 9/-ίεεο900ίAV L

Claims

請求の範囲
[1] 撹拌槽 (1)内中心部に槽外力も回転可能な撹拌軸 (2)が配設され、該撹拌軸 (2) に撹拌翼 (3)が取り付けられてなる撹拌機にぉ 、て、該撹拌翼 (3)が以下の条件を 備えてなることを特徴とする撹拌機。
(i)レイノルズ数 Reが 300≤ Reの範囲で撹拌を行う場合、撹拌槽（1)の直径に対す る撹拌翼（3)の最外半径の比率 (翼径比）が 0. 225〜0. 325であり、且つ、上半分 ( U)における撹拌翼 (3)の実効面積と該実効面積における撹拌翼 (3)の最外半径の 三乗との積の軸方向における積分値に対する下半分 (D)における撹拌翼（3)の実 効面積と該実効面積における撹拌翼（3)の最外半径の三乗との積の軸方向におけ る積分値の比率（吐出流量比）が 1. 4以上
(ii)レイノルズ数 Reが 30≤Reく 300の範囲で撹拌を行う場合、前記翼径比が 0. 25 〜0. 325であり、且つ、前記吐出流量比が 1. 7以上
(iii)レイノルズ数 Reが Reく 30の範囲で撹拌を行う場合、前記翼径比が 0. 325-0. 375であり、且つ、前記吐出流量比が 1. 8以上
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