Смесительный лопастной элемент, смесительное устройство, устройство для приготовления напитков и смесительная часть

Смесительный лопастной элемент, смесительное устройство, устройство для приготовления напитков и смесительная часть

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение относится к смесительному лопастному элементу, смесительному устройству, устройству для приготовления напитков и смесительной части, для перемешивания и вспенивания жидкости.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Традиционно изобретались различные схемы для устройства для приготовления напитков, такого как диспенсер для чая и кофемашина, и они использовались в различных ситуациях. Имеются не только устройства, обеспечивающие подачу напитков за счет перемешивания порошков и горячей воды, но также некоторые устройства, обеспечивающие вспенивание молока.

Например, диспенсер для чая, включающий в себя устройство для подачи порошкообразного чая, содержит часть для кипячения воды для кипячения воды, и измельчающую часть для измельчения чайных листьев истиранием, в основном корпусе, включающем в себя панель управления, и обеспечивает накопление порошкообразного чая, вытолкнутого из измельчающей части, и подачу определенного количества в емкость.

Устройство для приготовления напитков снабжено средством перемешивания в емкости для смешивания. Емкость для смешивания образована подобно емкости для содержания напитка. Средство перемешивания выполнено в виде такого компонента, что дискообразный смесительный лопастной элемент обеспечен вокруг стержня для вращения и расположен в центральной части емкости для смешивания. В данном смесительном резервуаре для перемешивания напитка средство перемешивания приводится во вращение, когда напиток удерживается в емкости для смешивания, так что напиток перемешивается средством перемешивания.

Капуччино и кофе латте представляют собой кофе, поверхность которого покрыта слоем вспененного молока. Для вспенивания молока, как правило, использовали пар, однако для этого требовалось умелое обращение.

В нижеуказанных патентных документах 1-4 раскрыты устройства для приготовления напитков, подобные описанным выше.

ПУБЛИКАЦИИ УРОВНЯ ТЕХНИКИ

ПАТЕНТНЫЕ ДОКУМЕНТЫ

Патентный документ 1: опубликованная заявка JP 2008-519621.

Патентный документ 2: опубликованная заявка JP 2002-373373.

Патентный документ 3: опубликованная заявка JP 2001-275838.

Патентный документ 4: опубликованная заявка JP 11-318714.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ТЕХНИЧЕСКАЯ ПРОБЛЕМА

Техническое решение, раскрытое в каждом патентном документе, описанном выше, направлено на перемешивание порошков и жидкости и необязательно было оптимальным для мелких частиц порошков из зеленого чая.

Данное изобретение было сделано для решения вышеуказанной проблемы, и в соответствии с ним разработаны смесительный лопастной элемент, смесительное устройство, устройство для приготовления напитков и смесительная часть, способные обеспечить при перемешивании жидкости образование пены с мелкими пузырьками одновременно с перемешиванием.

РЕШЕНИЕ ПРОБЛЕМЫ

Смесительный лопастной элемент, базирующийся на данном изобретении, представляет собой смесительный лопастной элемент жидкости, и содержит вращающуюся часть, имеющую центральную ось вращения, и множество лопастных частей, обеспеченных со стороны первой поверхности вращающейся части, и множество лопастных частей выполнены так, что они окружают центральную ось вращения, и выполнены с вращательной симметрией относительно центра вращения указанной оси вращения.

В другом варианте дополнительно включено множество поверхностей лопастей, обеспеченных со стороны второй поверхности вращающейся части.

В еще одном варианте лопастная часть имеет наклон при расширении ее наружу относительно вращающейся части.

В еще одном варианте верхняя концевая часть лопастной части выполнена с прорезью, проходящей от верхней концевой части по направлению к первой поверхности.

Один вариант выполнения смесительного устройства, базирующегося на данном изобретении, направлен на смесительное устройство для перемешивания жидкости, при этом смесительное устройство содержит смесительный лопастной элемент, описанный в любом из вышеприведенных вариантов, смесительный резервуар, в котором размещен смесительный лопастной элемент, и приводной механизм для вращения смесительного лопастного элемента, и зона, расположенная непосредственно под смесительным лопастным элементом, на внутренней нижней поверхности смесительного резервуара заглублена ниже окружающей зоны.

В другом варианте самый нижний конец смесительного лопастного элемента расположен ниже нижней поверхности, отличной от зоны, расположенной непосредственно под смесительным лопастным элементом, на внутренней нижней поверхности смесительного резервуара.

Другой вариант выполнения смесительного устройства, базирующегося на данном изобретении, направлен на смесительное устройство для перемешивания жидкости, при этом смесительное устройство содержит смесительный лопастной элемент, описанный в любом из вышеприведенных вариантов, смесительный резервуар, в котором размещен смесительный лопастной элемент, и приводной механизм для вращения смесительного лопастного элемента, при этом механизм бесконтактной передачи вращения, обеспечивающий бесконтактную передачу вращающей силы, создаваемой приводным механизмом, смесительному лопастному элементу, обеспечен между смесительным лопастным элементом и приводным механизмом, и опорный механизм для вращения, обеспечивающий опору для части смесительного лопастного элемента, контактирующей со смесительным резервуаром посредством точечного контакта, во время вращения смесительного лопастного элемента, обеспечен между смесительным лопастным элементом и смесительным резервуаром.

В другом варианте механизм бесконтактной передачи вращения обеспечивает вращение смесительного лопастного элемента за счет образования магнитной связи между смесительным лопастным элементом и приводным механизмом и передачи вращающей силы, создаваемой на стороне приводного механизма, магниту на стороне лопастного элемента.

Еще один вариант выполнения смесительного устройства, базирующегося на данном изобретении, направлен на смесительное устройство для перемешивания жидкости, при этом смесительное устройство содержит смесительный лопастной элемент, описанный в любом из вышеприведенных вариантов, смесительный резервуар, в котором размещен смесительный лопастной элемент, и приводной механизм для вращения смесительного лопастного элемента, и смесительный резервуар выполнен со спрямляющей стенкой, выполненной так, что она окружает смесительный лопастной элемент, и предназначенной для спрямления — совместно с внутренней стенкой смесительного резервуара — потока жидкости, образованного в результате вращения смесительного лопастного элемента.

В другом варианте устройство для приготовления напитков, предназначенное для приготовления напитков посредством порошков, содержит размольную машину для получения порошков посредством измельчения объекта, подлежащего размолу, истиранием, резервуар для содержания жидкости, нагревательную часть, обеспечивающую нагрев жидкости в резервуаре и подачу жидкости, и смесительное устройство, в которое подаются порошки, полученные посредством размольной машины, и жидкость и которое предназначено для смешивания порошков и жидкости, и в качестве смесительного устройства используется смесительное устройство, описанное в любом из вышеприведенных вариантов.

В еще одном варианте смесительное устройство обеспечивает охлаждение жидкости, нагретой и поданной посредством нагревательной части, за счет вращения смесительного лопастного элемента, удерживаемого внутри.

В еще одном варианте смесительное устройство имеет охлаждающее устройство и охлаждает жидкость, нагретую и подаваемую посредством нагревательной части.

В еще одном варианте смесительного лопастного элемента удовлетворяется условие

0,2 d (мм) ≤ h (мм) ≤ 2d (мм) … (выражение 1),

где d (мм) представляет собой диаметр смесительного лопастного элемента, и h (мм) представляет собой высоту вдоль направления центральной оси вращения смесительного лопастного элемента.

В еще одном варианте смесительного лопастного элемента смесительный лопастной элемент находится в пределах интервала от диаметра d1 (мм) до диаметра d (мм) вокруг центральной оси вращения, и диаметр d1 (мм) и диаметр d (мм) удовлетворяют условию

0,5 d (мм) ≤ d1 (мм) ≤ 0,8 d (мм) … (выражение 2).

В еще одном варианте смесительного лопастного элемента удовлетворяются условия

1 (мм) ≤ t (мм) ≤ 3 (мм) … (выражение 3) и

3 (мм) ≤ r (мм) ≤ 10 (мм) … (выражение 4), при этом лопастная часть имеет дугу с радиусом r (мм), контактирующую с осевой линией в точке пересечения между прямой линией, проходящей через центр вращения, и окружностью с центром, определяемым центральной осью вращения, и имеет толщину t (мм).

В еще одном варианте смесительного лопастного элемента удовлетворяются условия

1 (мм) ≤ а (мм) ≤ 4 (мм) … (выражение 5) и

0,1 h (мм) ≤ b (мм) ≤ 0,4 h (мм) … (выражение 6), при этом h (мм) представляет собой высоту смесительного лопастного элемента, а (мм) представляет собой ширину прорези, и b (мм) представляет собой глубину прорези.

В еще одном варианте смесительного лопастного элемента удовлетворяется условие

0,15 h (мм) ≤ hа (мм) ≤ 0,8 h (мм) … (выражение 7), где h (мм) представляет собой высоту смесительного лопастного элемента, и ha (мм) представляет собой высоту вспомогательного лопастного элемента.

В еще одном варианте смесительного лопастного элемента интервал между нижним концом смесительного лопастного элемента и смесительным резервуаром составляет от 0,5 мм до 1,0 мм.

Еще один вариант смесительного устройства имеет механизм бесконтактного вращательного привода, и центр тяжести смесительного лопастного элемента как одного целого расположен ниже второй поверхности дискообразной части.

Смесительная часть, базирующаяся на данном изобретении, представляет собой смесительную часть для перемешивания жидкости, и содержит вращающуюся часть, имеющую центральную ось вращения, и первую смесительную часть, обеспеченную со стороны первой поверхности вращающейся части, и вторую смесительную часть, обеспеченную со стороны второй поверхности, противоположной по отношению к первой поверхности вращающейся части.

ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В соответствии с настоящим изобретением могут быть выполнены смесительный лопастной элемент, смесительное устройство, устройство для приготовления напитков и смесительная часть, способные обеспечить при перемешивании жидкости образование пены с мелкими пузырьками одновременно с перемешиванием.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг.1 - вид в перспективе, показывающий конструкцию смесительного лопастного элемента по варианту 1 выполнения.

Фиг.2 - вид сбоку в сечении, показывающий конструкцию смесительного лопастного элемента по варианту 1 выполнения.

Фиг.3 - вид в плане, показывающий форму лопастной части смесительного лопастного элемента по варианту 1 выполнения.

Фиг.4 - первый схематичный вид, показывающий операцию перемешивания посредством смесительного лопастного элемента по варианту 1 выполнения.

Фиг.5 - второй схематичный вид, показывающий операцию перемешивания посредством смесительного лопастного элемента по варианту 1 выполнения.

Фиг.6 - вид в плане, показывающий форму лопастной части смесительного лопастного элемента по варианту 2 выполнения.

Фиг.7 - вид в плане, показывающий форму лопастной части смесительного лопастного элемента по варианту 3 выполнения.

Фиг.8 - вид сбоку в сечении, показывающий конструкцию смесительного лопастного элемента по варианту 3 выполнения.

Фиг.9 - вид сбоку в сечении, показывающий конструкцию смесительного лопастного элемента по варианту 4 выполнения.

Фиг.10 - вид в частичном сечении, показывающий конструкцию смесительного устройства по варианту 5 выполнения.

Фиг.11 - схематичный вид, показывающий в плоскости поток воды, создаваемый смесительным лопастным элементом, обеспеченным в смесительном устройстве по варианту 5 выполнения.

Фиг.12 - вид в плане, показывающий конструкцию спрямляющей стенки, обеспеченной в смесительном устройстве по варианту 5 выполнения.

Фиг.13 - вид в частичном сечении, показывающий конструкцию другого опорного механизма для вращения, обеспеченного в смесительном устройстве по варианту 6 выполнения.

Фиг.14 - вид в частичном сечении, показывающий конструкцию еще одного опорного механизма для вращения, обеспеченного в смесительном устройстве по варианту 7 выполнения.

Фиг.15 - вид в частичном сечении, показывающий конструкцию еще одного опорного механизма для вращения, обеспеченного в смесительном устройстве по варианту 8 выполнения.

Фиг.16 - вид в частичном сечении, показывающий конструкцию еще одного опорного механизма для вращения, обеспеченного в смесительном устройстве по варианту 9 выполнения.

Фиг.17 - вид сбоку в сечении, показывающий устройство для приготовления напитков по варианту 10 выполнения.

Фиг.18 - блок-схема, показывающая последовательность операций в устройстве для приготовления напитков по варианту 10 выполнения.

Фиг.19 - вид сбоку в сечении, показывающий устройство для приготовления напитков по варианту 11 выполнения.

Фиг.20 - вид сбоку в сечении, показывающий конструкцию верхней концевой части стержня для вращения, используемого в устройстве для приготовления напитков по варианту 11 выполнения.

Фиг.21 - вид в плане, показывающий форму смесительного лопастного элемента по варианту 12 выполнения.

Фиг.22 - вид в перспективе, показывающий форму смесительного лопастного элемента по варианту 12 выполнения.

Фиг.23 - вид в перспективе, показывающий конструкцию смесительного лопастного элемента по варианту 12 выполнения.

Фиг.24 - вид в сечении по XXIV-XXIV на Фиг.21.

Фиг.25 - схематичный вид, показывающий конструкцию смесительного лопастного элемента в модификации варианта 12 выполнения.

Фиг.26 - вид в перспективе, показывающий форму смесительного лопастного элемента по варианту 13 выполнения.

Фиг.27 - вид в плане, показывающий форму смесительного лопастного элемента по варианту 13 выполнения.

Фиг.28 - вид сбоку, показывающий форму смесительного лопастного элемента по варианту 13 выполнения.

Фиг.29 - вид в перспективе, показывающий форму смесительного лопастного элемента по варианту 14 выполнения.

Фиг.30 - вид в плане, показывающий форму смесительного лопастного элемента по варианту 14 выполнения.

Фиг.31 - вид сбоку, показывающий форму смесительного лопастного элемента по варианту 14 выполнения.

Фиг.32 - вид в перспективе, показывающий форму смесительного лопастного элемента по варианту 15 выполнения.

Фиг.33 - вид в плане, показывающий форму смесительного лопастного элемента по варианту 15 выполнения.

Фиг.34 - вид сбоку, показывающий форму смесительного лопастного элемента по варианту 15 выполнения.

Фиг.35 - вид в перспективе, показывающий форму смесительного лопастного элемента по варианту 16 выполнения.

Фиг.36 - вид в плане, показывающий форму смесительного лопастного элемента по варианту 16 выполнения.

Фиг.37 - вид сбоку, показывающий форму смесительного лопастного элемента по варианту 16 выполнения.

Фиг.38 - общий вид в перспективе устройства для приготовления напитков по варианту выполнения.

Фиг.39 - вид в сечении по XXXIX-XXXIX на Фиг.38.

Фиг.40 - общий вид в перспективе, показывающий схематический компонент устройства для приготовления напитков по варианту 17 выполнения.

Фиг.41 - первая последовательность приготовления, показывающая выдачу японского чая с использованием устройства для приготовления напитков по варианту 17 выполнения.

Фиг.42 - вторая последовательность приготовления, показывающая выдачу японского чая с использованием устройства для приготовления напитков по варианту 17 выполнения.

Фиг.43 - третья последовательность приготовления, показывающая выдачу японского чая с использованием устройства для приготовления напитков по варианту 17 выполнения.

Фиг.44 - вид в перспективе, показывающий только внутреннюю конструкцию устройства для приготовления напитков по варианту 17 выполнения.

Фиг.45 - вид в перспективе модуля для размалывания по варианту 17 выполнения.

Фиг.46 - подетальный вид в перспективе модуля для размалывания по варианту 17 выполнения.

Фиг.47 – вид сбоку в сечении модуля для размалывания по варианту 17 выполнения.

Фиг.48 - вид в перспективе смесительного узла по варианту 17 выполнения.

Фиг.49 – вид сбоку в сечении смесительного узла по варианту 17 выполнения.

Фиг.50 - вид в плане смесительного узла по варианту 17 выполнения.

Фиг.51 – схематичный вид в сечении, показывающий состояние перемешивания посредством смесительного узла по варианту 17 выполнения.

ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ВЫПОЛНЕНИЯ

Смесительный лопастной элемент, смесительное устройство и устройство для приготовления напитков в вариантах выполнения настоящего изобретения будут описаны со ссылкой на чертежи. На чертежах каждого варианта выполнения те же самые или соответствующие элементы имеют одну и ту же выделенную ссылочную позицию, и избыточное описание может не повторяться. Когда в каждом варианте выполнения упоминается число или количество, объем настоящего изобретения необязательно ограничен данным числом или количеством, если не указано иное.

(Вариант 1 выполнения: смесительный лопастной элемент 2)

Смесительный лопастной элемент 2 по варианту 1 выполнения, базирующемся на настоящем изобретении, будет описан со ссылкой на Фиг.1-3. Фиг.1 - вид в перспективе, показывающий конструкцию смесительного лопастного элемента 2 в данном варианте выполнения, Фиг.2 - вид сбоку в сечении, показывающий конструкцию смесительного лопастного элемента 2 в данном варианте выполнения, и Фиг.3 - вид в плане, показывающий форму лопастной части смесительного лопастного элемента 2 в данном варианте выполнения.

Как показано на Фиг.1 и 2, данный смесительный лопастной элемент 2 представляет собой смесительный лопастной элемент 2 жидкости, и содержит дискообразную часть 21 в качестве вращающейся части, имеющей центральную ось С вращения, и множество лопастных частей 22, обеспеченных со стороны первой поверхности 21а, которая представляет собой верхнюю сторону на иллюстрации данной дискообразной части 21. Несмотря на то, что лопастная часть 22 выполнена параллельной по отношению к центральной оси С вращения в данном варианте выполнения, это не означает, что конструкция ограничена данной конструкцией. В данном варианте выполнения лопастная часть означает не только просто место в некоторой конфигурации лопастного элемента, но также охватывает, например, форму тороидальной спирали и купола и охватывает все формы, способствующие вспениванию жидкости.

В данном варианте выполнения на дискообразной части 21 обеспечен проходящий вдоль центральной оси С вращения, цилиндрический сердечник 25, в который может быть вставлен обеспеченный снаружи стержень 1а для вращения. На верхнем конце стержня 1а для вращения выполнен конический выступ 1b.

Стержень 1а для вращения обеспечен в резервуаре 1 для вращения, который будет описан позднее, и образует опорный механизм для вращения, обеспечивающий опору для части, контактирующей со смесительным резервуаром 1 за счет точечного контакта, во время вращения смесительного лопастного элемента 2, когда вершина конического выступа 1b стержня 1а для вращения упирается в нижнюю часть цилиндрического сердечника 25. В данном случае внутренний диаметр цилиндрического сердечника 25 задан равным диаметру, не создающему возможности контакта с наружной окружной периферией стержня 1а для вращения.

Множество лопастных частей 22 выполнены так, что они окружают центральную ось С вращения, а также выполнены с вращательной симметрией относительно центра вращения центральной оси С вращения. Верхняя концевая часть лопастной части 22 в данном варианте выполнения выполнена с прорезью 23, проходящей от данной верхней концевой части по направлению к первой поверхности 21а.

Кроме того, в данном варианте выполнения вспомогательная лопастная часть 24, проходящая вниз, обеспечена также со стороны второй поверхности 21b, которая представляет собой нижнюю сторону на иллюстрации дискообразной части 21, в месте, противоположном по отношению к лопастной части 22. Вспомогательная лопастная часть 24 по форме аналогична лопастной части 22.

Как показано на Фиг.3, диаметр φ d смесительного лопастного элемента 2 определяют в соответствии с количеством объекта, подлежащего перемешиванию. Например, наружный диаметр (диаметр) d, составляющий φ 34 мм, высота h, составляющая 22 мм, и высота ha, составляющая приблизительно 4 мм, могут представлять один пример формы смесительного лопастного элемента 2.

Желательно, если удовлетворяется условие

0,2 d (мм) ≤ h (мм) ≤ 2d (мм) … (выражение 1),

где d (мм) представляет собой диаметр смесительного лопастного элемента 2, и h (мм) представляет собой высоту вдоль направления центральной оси С вращения смесительного лопастного элемента 2.

Смесительный лопастной элемент 2 находится в пределах интервала от диаметра d1 (мм) до диаметра d (мм) вокруг центральной оси С вращения, и диаметр d1 (мм) и диаметр d (мм) желательно удовлетворяют условию

0,5 d (мм) ≤ d1 (мм) ≤ 0,8 d (мм) … (выражение 2).

Лопастная часть 22 имеет дугообразную форму, имеющую радиус r (в данном варианте выполнения r = 5 мм), при этом дуга «контактирует» с осевой линией L (прямой линией, проходящей через центр вращения смесительного лопастного элемента) в точке пересечения между осевой линией L и окружностью с диаметром d1 (в данном варианте выполнения φ d1 = φ 22 мм). Лопастная часть 22 имеет толщину t, составляющую приблизительно 1 мм. Прорезь 23 имеет ширину, составляющую приблизительно 3 мм, и прорезь 23 имеет глубину (b) от верхней концевой части лопастной части 22, составляющую приблизительно 8 мм.

Форма лопастной части 22 желательно удовлетворяет условиям

1 (мм) ≤ t (мм) ≤ 3 (мм) … (выражение 3) и

3 (мм) ≤ r (мм) ≤ 10 (мм) … (выражение 4).

Желательно, если удовлетворяется условие

0,15 h (мм) ≤ hа (мм) ≤ 0,8 h (мм) … (выражение 7), где ha (мм) представляет собой высоту вспомогательного лопастного элемента.

Таким образом, при придании лопастной части 22 формы дуги, «контактирующей» с осевой линией L, функция вспенивания может быть обеспечена в достаточной степени. Кроме того, вспенивание с образованием более мелких пузырьков обеспечивается за счет выполнения прорези 23 в лопастной части 22.

Желательно, если удовлетворяются условия

1 (мм) ≤ а (мм) ≤ 4 (мм) … (выражение 5) и

0,1 h (мм) ≤ b (мм) ≤ 0,4 h (мм) … (выражение 6), при этом h (мм) представляет собой высоту смесительного лопастного элемента, а (мм) представляет собой ширину прорези 23, и b (мм) представляет собой глубину прорези 23.

Как правило, при увеличении числа раз прохождения и зоны прохождения лопастной части 22 через границу раздела воздух-жидкость (поверхность S жидкости) эффективность вспенивания повышается. При выполнении прорези 23 в лопастной части 22 число раз прохождения лопастной части 22 удваивается, и пузырьки воздуха уменьшаются до размера, не превышающего ширину прорези 23. Следовательно, могут быть получены более мелкие пузырьки.

В частности, принципы вспенивания жидкости в смесительном резервуаре 1 таковы, что пена образуется с более мелкими пузырьками за счет разрезания больших пузырьков путем «встряхивания» границы раздела воздух-жидкость лопастной частью 22 при одновременном захвате воздуха в жидкость. Перемешивание и вспенивание, более эффективные, чем в обычном примере, могут быть обеспечены за счет втягивания воздуха посредством смесительного лопастного элемента 2, эффективного перемешивания за счет использования вихревого потока в данный момент времени и прохождения лопастной части 22 смесительного лопастного элемента 2 через поверхность жидкости, которая изменилась за счет вращения, и получающегося в результате «встряхивания» поверхности жидкости.

Перемешивание и вспенивание посредством использования смесительного лопастного элемента 2 будут описаны со ссылкой на Фиг.4 и 5. Фиг.4 и 5 представляют собой первый и второй схематичные виды, показывающие соответственно операции перемешивания посредством смесительного лопастного элемента 2. Смесительный лопастной элемент 2 в данном варианте выполнения выполнен в виде многолопастной крыльчатки, используемой для перемешивания. Многолопастная крыльчатка служит для захвата текучей среды из центральной части в результате вращения и для направления текучей среды к наружной окружной периферии. Смесительный лопастной элемент 2 используется, когда он вращается вокруг стержня 1а для вращения, обеспеченного в резервуаре 1 для вращения, который будет описан позднее, и перемешивает воду и объект, подлежащий перемешиванию в смесительном резервуаре 1, за счет центробежной силы во время вращения.

Как показано на Фиг.4, когда смесительный лопастной элемент 2 не вращается, поверхность S жидкости, представляющей собой жидкость W, расположена выше, и смесительный лопастной элемент 2 погружен в жидкость W.

Как показано на Фиг.5, когда смесительный лопастной элемент 2 вращается, сила, действующая в направлении, по существу ортогональном к центральной оси С вращения (на фигуре в горизонтальном направлении: направлении, показанном стрелкой В на фигуре), будет приложена к жидкости W в результате перемешивающего воздействия со стороны смесительного лопастного элемента 2. Следовательно, поверхность S жидкости в центральной части, включающей в себя центральную ось С вращения, смещается вниз (в направлении, показанном стрелкой А на фигуре), и верхняя часть смесительного лопастного элемента 2 открывается над поверхностью S жидкости.

Таким образом, воздух может захватываться в жидкость W в зоне смесительного лопастного элемента 2, открытой над поверхностью S жидкости. Одновременно воздух и жидкость, подлежащая перемешиванию, направляются из центральной части к наружной окружной периферийной части смесительного лопастного элемента 2, и воздух и жидкость перемешиваются при одновременно эффективном захвате воздуха в жидкости.

Лопастная часть 22 смесительного лопастного элемента 2 проходит через зону контакта между воздухом и поверхностью S жидкости, большие пузырьки разрушаются и мелкие пузырьки могут быть созданы эффективным образом. В данном случае эффективность перемешивания значительно повышается при увеличении числа лопастных частей 22 и числа оборотов смесительного лопастного элемента 2. Кроме того, в данном варианте выполнения прорезь 23 выполнена в лопастной части 22, так что большие пузырьки могут разрушаться более эффективно, и мелкие пузырьки могут эффективно образовываться.

Например, при числе лопастных частей 22, заданном равным 33, 300 см³ жидкости перемешивают в резервуаре с диаметром φ 110 мм и высотой 60 мм. При задании числа оборотов смесительного лопастного элемента 2 в данном варианте выполнения, который имеет вышеуказанные размеры, равным от 1200 об/мин до 3000 об/мин (при отсутствии приложенной нагрузки) или от 600 об/мин до 1300 об/мин (при приложении нагрузки) верхушечный конец (верхний конец) смесительного лопастного элемента 2 выступает от поверхности S жидкости и надежным образом проходит через границу раздела воздух-жидкость (состояние, показанное на Фиг.5). Следовательно, могут быть обеспечены достаточные перемешивание и вспенивание. Положение лопастного элемента оптимизировано при его положении, смещенном на 13,5 мм от центра резервуара. Смесительный лопастной элемент 2, имеющий данные размеры, эффективен для объема жидкости, не превышающего 300 см³. Достаточное вспенивание может быть обеспечено, когда объем не превышает 300 см³.

Направление вращения в данном случае может быть изменено на противоположное и может быть выбрано в соответствии с количеством захватываемого необходимого воздуха, числом оборотов и необходимой скоростью потока. Например, когда данная скорость потока задана высокой, высота поверхности S жидкости обеспечивается центробежной силой, и, когда скорость потока задана низкой, высота поверхности S жидкости может быть снижена.

Смесительный лопастной элемент 2 в данном варианте выполнения выполнен в виде многолопастной крыльчатки, и воздух и жидкость, подлежащие перемешиванию, могут быть направлены из центральной части лопастного элемента к наружной окружной периферийной части, так что может быть обеспечено перемешивания с эффективным втягиванием воздуха в жидкость. Одновременно, когда лопастная часть многолопастной крыльчатки проходит через границу раздела воздух-жидкость, большие пузырьки могут быть разрушены, и мелкие пузырьки могут быть эффективно образованы. Следовательно, одновременно с перемешиванием порошков и жидкости может быть обеспечено вспенивание жидкости. В данном случае эффективность перемешивания значительно повышается при увеличении числа лопастных частей 22 и числа оборотов смесительного лопастного элемента 2.

Поверхность жидкости изменяется под действием центробежной силы, возникающей в результате вращения смесительного лопастного элемента 2, а также за счет степени перемешивания и числа оборотов. В данном случае при задании большой высоты смесительного лопастного элемента 2 лопастной элемент легче проходит через поверхность жидкости, что оказывает благоприятное воздействие на перемешивание жидкости на разных уровнях и приводит к более широкому допустимому диапазону чисел оборотов и степени перемешивания.

Смесительный лопастной элемент 2 в данном варианте выполнения имеет прорезь 23 в верхней концевой части лопастной части 22 с дугообразной формой, так что число раз контакта лопастной части 22 многолопастной крыльчатки с границей раздела воздух-жидкость увеличивается. При выполнении прорези 23 на стороне верхнего конца лопастной части 22 гарантируется способность к втягиванию воздуха. Местоположение границы раздела воздух-жидкость изменяется за счет вращения и действия центробежной силы, в зависимости от формы лопастного элемента, числа лопастей и числа оборотов. Эффективность перемешивания значительно повышается, и вспенивание с мелкими пузырьками может быть обеспечено за счет оптимального регулирования положения границы раздела и достижения согласования взаимного расположения с прорезью 23.

Несмотря на то, что дискообразная часть 21 обеспечена в качестве вращающейся части в данном варианте выполнения, форма вращающейся части не ограничена дискообразной формой. Любая форма вращающейся части может быть применена при условии, что лопастная часть 22 соединена с цилиндрическим сердечником 25.

(Вариант 2 выполнения: смесительный лопастной элемент 2А)

Форма лопастной части 22А смесительного лопастного элемента 2А в данном варианте выполнения будет описана далее со ссылкой на Фиг.6. Фиг.6 - вид в плане, показывающий форму лопастной части 22А смесительного лопастного элемента 2А в данном варианте выполнения. Несмотря на то, что применяется лопастная часть 22 с дугообразной формой и прорезь выполнена по варианту 1 выполнения, в данном варианте выполнения применяется плоская форма лопастной части 22А вместо дугообразной формы и не обеспечено никакой прорези.

Несмотря на то, что лопастная часть 22А в данном варианте выполнения выполнена вдоль осевой линии L (направления по радиусу), обеспечено, что это не является ограничением, и может быть выполнена лопастная часть 22А, пересекающая осевую линию L. Основные соотношения размеров такие же, как в смесительном лопастном элементе 2 по варианту 1 выполнения.

Функция перемешивания и вспенивания в достаточной степени может быть обеспечена также при использовании смесительного лопастного элемента 2А с данной формой в соответствии с количеством объекта, подлежащего перемешиванию.

(Вариант 3 выполнения: смесительный лопастной элемент 2В)

Форма лопастной части 22В смесительного лопастного элемента 2В в данном варианте выполнения будет описана далее со ссылкой на Фиг.7 и 8. Фиг.7 - вид в плане, показывающий форму лопастной части 22В смесительного лопастного элемента 2В в данном варианте выполнения, и Фиг.8 - вид сбоку в сечении, показывающий конструкцию смесительного лопастного элемента 2В в данном варианте выполнения.

В данном варианте выполнения две лопастные части 22В выполнены в виде расположенных рядом друг с другом, и зазор между двумя лопастными частями 22В используется в качестве прорези.

Несмотря на то, что лопастная часть 22В в данном варианте выполнения также выполнена вдоль осевой линии L (направления по радиусу), обеспечено, что это не является ограничением, и может быть выполнена лопастная часть 22В, пересекающая осевую линию L. В данном варианте выполнения лопастная часть 22В имеет ширину вдоль направления по радиусу, составляющую приблизительно 1,5 мм, и зазор между лопастными частями 22В составляет приблизительно 3 мм. Диаметр φ d2 составляет приблизительно 31 мм.

Функция перемешивания и вспенивания в достаточной степени может быть обеспечена также при использовании смесительного лопастного элемента 2В с данной формой в соответствии с количеством объекта, подлежащего перемешиванию.

(Вариант 4 выполнения: смесительный лопастной элемент 2С)

Форма смесительного лопастного элемента 2С в данном варианте выполнения будет описана далее со ссылкой на Фиг.9. Фиг.9 - вид сбоку в сечении, показывающий конструкцию смесительного лопастного элемента 2С в данном варианте выполнения.

В данном варианте выполнения не обеспечено никакой вспомогательной лопастной части 24 со стороны второй поверхности 21b, которая представляет собой нижнюю сторону на иллюстрации дискообразной части 21, по сравнению с конструкцией смесительного лопастного элемента 2 по варианту 1 выполнения, показанном на Фиг.2. Хотя это не показано, постоянный магнит 4 заделан в дискообразную часть 21. Другие элементы/признаки такие же, как в смесительном лопастном элементе 2 по варианту 1 выполнения.

Также может быть выбран смесительный лопастной элемент 2, показанный в данном варианте выполнения.

(Вариант 5 выполнения: смесительное устройство 1500)

Конструкция смесительного устройства 1500 в данном варианте выполнения будет описана далее со ссылкой на Фиг.10-12. Фиг.10 - вид в частичном сечении, показывающий конструкцию смесительного устройства 1500 в данном варианте выполнения, Фиг.11 - схематичный вид, показывающий в плоскости поток воды, создаваемый смесительным лопастным элементом 2, обеспеченным в смесительном устройстве 1500 в данном варианте выполнения, и Фиг.12 - вид в плане, показывающий конструкцию спрямляющей стенки, обеспеченной в смесительном устройстве 1500 в данном варианте выполнения.

Несмотря на то, что случай, в котором смесительный лопастной элемент 2, описанный по варианту 1 выполнения, используется в смесительном устройстве 1500 в данном варианте выполнения, описан в нижеприведенном описании, могут быть использованы смесительный лопастной элемент 2А по варианту 2 выполнения, смесительный лопастной элемент 2В по варианту 3 выполнения и смесительный лопастной элемент 2С по варианту 4 выполнения.

Как показано на Фиг.10, смесительное устройство 1500 в данном варианте выполнения имеет смесительную конструкцию, при которой порошки и жидкость, введенные в смесительный резервуар 1, перемешиваются и вспениваются. Стержень 1а для вращения обеспечен на нижней поверхности резервуара 1 для вращения. Стержень 1а для вращения вставлен в цилиндрический сердечник 25, обеспеченный в смесительном лопастном элементе 2, и смесительный лопастной элемент 2 может вращаться вокруг данного стержня 1а для вращения.

Опорный механизм для вращения, обеспечивающий опору для части, контактирующей со смесительным резервуаром 1 за счет точечного контакта, во время вращения смесительного лопастного элемента 2, реализуется, когда вершина конического выступа 1b стержня 1а для вращения упирается в нижнюю часть цилиндрического сердечника 25. Интервал между нижним концом смесительного лопастного элемента 2 и смесительным резервуаром 1 желательно задан равным от 0,5 мм до 1,0 мм. Даже при перемешивании небольшого количества порошка жидкость и порош