JP2000061282A - 粉粒体の混合装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 壊れ易い形状の粉粒体の混合に適した水平回
転円筒型の混合装置であって、一層均質で且つ効率的な
混合が可能な粉粒体の混合装置を提供する。 【解決手段】 粉粒体の混合装置は、軸線が略水平な正
逆回転可能な円筒容器（１）、粉粒体の供給口（３）及
び排出口（４）、円筒容器（１）の内周面に付設された
第１の螺旋羽根（５）、および、第１の螺旋羽根（５）
の内側に付設された第２の螺旋羽根（６）から構成され
る。そして、第１の螺旋羽根（５）は、円筒容器（１）
の正回転により粉粒体を排出口（４）の方向へ移動させ
る螺旋構造を備えており、第２の螺旋羽根（６）は、円
筒容器（１）の正回転により粉粒体を供給口（３）の方
向へ移動させる螺旋構造を備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、粉粒体の混合装置に関
するものであり、詳しくは、壊れ易い形態の粉粒体の混
合に適した水平回転円筒型の混合装置であって、一層均
質で且つ効率的な混合が可能な粉粒体の混合装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】容器回転型混合装置は、処理容器自体を
回転させ、連れ周りと自重による落下を利用することに
より、容器中の被処理物を混合する装置である。例え
ば、特開平８−２２９３８０号公報には、均一な混合を
目的とした容器回転型混合装置としての「回転円筒容器
型連続混合機」が記載されている。

【０００３】上記の公報に記載の混合装置は、軸線が水
平な回転円筒容器と、当該回転円筒容器の各端部に設け
られた被処理物の供給口および排出口と、回転円筒容器
の内周面に半周程度の長さで付設された複数の螺旋状仕
切板（螺旋羽根）とから構成されている。斯かる混合装
置においては、軸線の略同一位置に対応して付設された
一対の螺旋状仕切板の複数組により、回転円筒容器内が
軸線方向に沿って複数の混合室に分割され、更に、一対
の螺旋状仕切板の螺旋方向が互いに逆向きに設定され、
そして、回転円筒容器の正転と逆転の繰り返しにより被
処理物を混合する。

【０００４】上記の様な回転軸が水平な容器回転型混合
装置、いわゆる水平回転円筒型混合装置は、容器各端部
の供給口および排出口からの粉粒体の供給、排出が容易
であり、同じ容器回転方式のＶ型混合装置やダブルコー
ン型混合装置に比べ、粉粒体の供給や排出に伴う配管の
着脱操作がなく、粉塵の発生を防止できる点で優れてい
る。しかも、撹拌操作が緩やかなため、例えば、磁気記
録媒体の製造原料として磁性粉を成形して成る粒状物な
ど、微粒子を凝集した様な壊れ易い形態の粉粒体の混合
操作に適している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
水平回転円筒型混合装置は、撹拌操作が緩やかな分、混
合の均一性および混合速度の点において、Ｖ型やダブル
コーン型の混合装置に比べて劣っている。本発明は、水
平回転円筒型混合装置における上記の利点を生かしつ
つ、効率的な混合操作を実現するために種々検討の結果
なされたものであり、その目的は、壊れ易い形態の粉粒
体の混合に適した水平回転円筒型の混合装置であって、
一層均質で且つ効率的な混合が可能な粉粒体の混合装置
を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明に係る粉粒体の混合装置は、粉粒体を撹拌混
合する回転円筒型の混合装置であって、軸線が略水平に
配置された正逆回転可能な円筒容器と、当該円筒容器の
各端部に設けられた粉粒体の供給口および排出口と、前
記円筒容器の内周面に付設された第１の螺旋羽根と、当
該第１の螺旋羽根の内側に付設された第２の螺旋羽根と
から構成され、前記第１の螺旋羽根は、前記円筒容器の
正回転により内部の粉粒体を前記排出口の方向へ移動さ
せる螺旋構造を備え、前記第２の螺旋羽根は、前記円筒
容器の正回転により内部の粉粒体を前記供給口の方向へ
移動させる螺旋構造を備え、しかも、前記第２の螺旋羽
根の螺旋ピッチは、前記第１の螺旋羽根の螺旋ピッチよ
りも大きなピッチに設定されていることを特徴とする。

【０００７】上記の混合装置において、円筒容器を逆回
転させて混合操作すると、円筒容器の内周面は、粉粒体
を上方へ持ち上げて雪崩状に落下させる。その際、円筒
容器の逆回転に伴って回転する第１の螺旋羽根は、落下
する粉粒体に対して供給口の方向へ相対的に力を作用さ
せ、第２の螺旋羽根は、落下する粉粒体に対して排出口
の方向へ相対的に力を作用させ、その結果、円筒容器内
部の粉粒体において、第１の螺旋羽根および第２の螺旋
羽根に沿った折り畳み運動が生じさせる。そして、第１
の螺旋羽根の螺旋ピッチと第２の螺旋羽根の螺旋ピッチ
が特定の比率に設定された構造は、掻き上げた粉粒体が
落下する際に左右方向の入れ替わり運動を生じさせる。
特に、第２の螺旋羽根の螺旋ピッチは、第１の螺旋羽根
の螺旋ピッチの１．５〜２．５倍に設定されているのが
好ましい。

【０００８】また、上記の態様の混合装置においては、
円筒容器内での粉粒体の偏りを防止して一層効率的に混
合するため、第２の螺旋羽根の幅が、第１の螺旋羽根の
幅の３０〜７０％に設定されているのが好ましい。すな
わち、第１の螺旋羽根と第２の螺旋羽根の各幅が特定の
比率に設定された構造は、粉粒体に対する第１の螺旋羽
根による加圧力と第２の螺旋羽根による加圧力とを均衡
させ、撹拌中の粉粒体を円筒容器内において略均一に分
布させる。

【０００９】また、上記の各態様において、供給口に
は、螺旋方向が第２の螺旋羽根と同一の供給用螺旋羽根
が取り付けられ、排出口には、螺旋方向が第１の螺旋羽
根と同一の排出用螺旋羽根が取り付けられていることに
より、撹拌操作における供給口および排出口からの粉粒
体の溢れを防止できる。そして、斯かる態様において
は、混合済みの粉粒体を排出操作において円滑に排出す
るため、排出口側の円筒容器の端部には、先端に向かう
に従い漸次縮径された円錐部が備えられているのが好ま
しい。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明に係る粉粒体の混合装置の
一実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明
に係る粉粒体の混合装置の主な構造を示す一部破断の斜
視図である。図２は、図１の混合装置における各螺旋羽
根の撹拌機能を模式的に示す断面図である。以下、実施
形態の説明においては、粉粒体の混合装置を「混合装
置」と略記する。

【００１１】本発明の混合装置は、粉粒体を撹拌混合す
る回分方式の回転円筒型混合装置である。粉粒体として
は、例えば、磁気記録媒体用の鉄粉や酸化鉄粉などのサ
ブミクロン粒子をペレット状に成形した壊れ易い形態の
粒状物が挙げられる。通常、斯かるペレットの粒径は３
〜４ｍｍ程度、長さは５〜１０ｍｍ程度である。上記ペ
レットは、磁気記録媒体製造時の材料として使用するに
あたり、個々のペレット間の磁気特性などの相違を補完
し、ロットにおける均質化を図るために十分に混合調製
される。しかしながら、混合中に微粉が発生した場合
は、原料ロットとしての均質性を損ない、また、輸送や
計量などのハンドリングにおける問題も惹起する。そこ
で、上記ペレットの様な粉粒体を混合する場合は、原料
製品としての均等な形状を維持し且つ出来る限り崩壊さ
せることなく、しかも、効率的に混合する必要がある。

【００１２】本発明の混合装置は、図１に示す様に、主
に、軸線が略水平に配置された正逆回転可能な円筒容器
（１）と、当該円筒容器の各端部に設けられた粉粒体の
供給口（３）及び排出口（４）と、円筒容器（１）の内
周面に同心状に付設された第１の螺旋羽根（５）と、当
該第１の螺旋羽根の内側に付設された第２の螺旋羽根
（６）とから構成される。

【００１３】円筒容器（１）は、軸線に直交する断面が
円形で且つ被処理物としての粉粒体を十分に収容し得る
内容積の容器である限り、適宜の形状に構成できるが、
例示した円筒容器（１）は、先端に向かうに従い漸次縮
径された円錐部（２）が一端側に備えられた容器であ
る。円筒容器（１）の寸法仕様は、粉粒体の処理量や設
備コスト等によって設定され、例えば、円筒容器（１）
の最大内径は１０００〜２０００ｍｍ程度、円筒容器
（１）の軸長は１０００〜４０００ｍｍ程度とされる。

【００１４】円筒容器（１）は、図示しないが、４つの
ローラーによって胴部を支持する支持機構、あるいは、
前記４つのローラーに加え、供給口（３）及び排出口
（４）をベアリングで補助的に支持する支持機構などを
利用して回動可能に支持される。円筒容器（１）の駆動
機構としては、上記ローラーの１つをモーターで駆動さ
せる機構、円筒容器（１）の外周に沿って設けられたス
プロケットにチェーンを巻回し、斯かるチェーンをモー
ターで駆動させる機構などが挙げられる。そして、上記
の駆動機構においては、円筒容器（１）を正逆回転させ
るため、正逆回転可能なモータ、または、逆転可能な変
速機が使用される。

【００１５】図１に示す様に、供給口（３）は、円筒容
器（１）の平坦な端面側に設けられる。円筒状に形成さ
れた供給口（３）の内部には、螺旋方向が第２の螺旋羽
根（６）と同一の供給用螺旋羽根（７）が取り付けられ
る。上記の様な螺旋方向の供給用螺旋羽根（７）は、供
給操作において円筒容器（１）へ粉粒体を円滑に搬入し
且つ混合操作において供給口（３）からの逆流を防止す
る機能を発揮する。そして、図示しないが、供給口
（３）には、粉粒体のホッパー等から伸長された移送用
の管路が接続される。

【００１６】排出口（４）は、上記の円錐部（２）の先
端に設けられる。円筒状に形成された排出口（４）の内
部には、螺旋方向が第１の螺旋羽根（５）と同一の排出
用螺旋羽根（８）が取り付けられる。上記の様な螺旋方
向の排出用螺旋羽根（８）は、混合操作において排出口
（４）からの粉粒体の溢出を防止し且つ排出操作におい
て粉粒体を円滑に排出する機能を発揮する。そして、図
示しないが、排出口（４）には、混合された粉粒体を次
工程の貯槽などへ移送する移送用の管路が接続される。
また、上記の移送用の各管路は、粉塵の発生を防止する
ため、メカニカルシール等を介して供給口（３）及び排
出口（４）に接続される。

【００１７】円筒容器（１）の内周面に付設された第１
の螺旋羽根（５）は、粉粒体を撹拌する機能および排出
する機能を有し、第１の螺旋羽根（５）の内側に付設さ
れた第２の螺旋羽根（６）は、粉粒体の撹拌を促進する
機能を有する。すなわち、本発明の混合装置において、
第１の螺旋羽根（５）は、円筒容器（１）の正回転によ
り内部の粉粒体を排出口（４）の方向へ移動させる螺旋
構造を備え、第２の螺旋羽根（６）は、円筒容器（１）
の正回転により内部の粉粒体を供給口（３）の方向へ移
動させる螺旋構造を備えている。これにより、一方向へ
の円筒容器（１）の回転によって粉粒体を破砕すること
なく十分に混合でき、他方向への円筒容器（１）の回転
によって粉粒体を円滑に排出できる。

【００１８】更に、本発明の混合装置においては、混合
操作の際、円筒容器（１）の回転と共に周方向へ一旦持
ち上げられる粉粒体を第１の螺旋羽根（５）によって干
渉することなく軸線方向の異なる位置へ落下させるた
め、第２の螺旋羽根（６）の螺旋ピッチは、第１の螺旋
羽根（５）の螺旋ピッチよりも大きなピッチに設定され
ることが重要である。好ましくは、第２の螺旋羽根
（６）の螺旋ピッチは、第１の螺旋羽根（５）の螺旋ピ
ッチの１．５〜２．５倍、具体的には、第２の螺旋羽根
（６）の螺旋ピッチを約５００〜１０００ｍｍとした場
合、第１の螺旋羽根（５）の螺旋ピッチは約２００〜７
００ｍｍに設定される。

【００１９】また、混合操作においては、後述する様
に、円筒容器（１）を逆回転させるが、斯かる逆回転と
上記の螺旋ピッチの設定により、第２の螺旋羽根（６）
による排出口（４）側への粉粒体の搬送機能が助長され
る。そこで、本発明の混合装置においては、第２の螺旋
羽根（６）による搬送機能をある程度抑制し、混合操作
の際の第１の螺旋羽根（５）と第２の螺旋羽根（６）の
撹拌機能のバランスを調整することが好ましい。

【００２０】すなわち、第１の螺旋羽根（５）及び第２
の螺旋羽根（６）とも、それぞれに連続する螺旋板であ
り、上記の観点から、第２の螺旋羽根（６）の幅（円筒
容器（１）の略半径方向の高さ）は、第１の螺旋羽根
（５）の幅（円筒容器（１）の略半径方向の高さ）に対
して３０〜７０％程度とされる。具体的には、第１の螺
旋羽根（５）の幅は約１００〜３００ｍｍ、第２の螺旋
羽根（６）の幅は約５０〜１５０ｍｍに設計される。

【００２１】本発明の混合装置による混合処理は次の通
りである。先ず、供給操作においては、円筒容器（１）
を逆回転させつつ供給口（３）へ粉粒体を導入する。供
給口（３）に取り付けられた供給用螺旋羽根（７）は、
これが逆回転することにより、供給口（３）の粉粒体を
円筒容器（１）の内部へ送り込む。円筒容器（１）に対
する粉粒体の供給量は、撹拌機能の低下を防止するた
め、通常、円筒容器（１）の内容積の約５０％以下とさ
れる。

【００２２】次いで、図２に示す様に、円筒容器（１）
へ供給された粉粒体の混合操作においては、供給操作と
同様に円筒容器（１）を逆回転させる。斯かる円筒容器
（１）の回転において、円筒容器（１）の内周面は、内
部の粉粒体を上方へ持ち上げて雪崩状に落下させる。し
かも、第１の螺旋羽根（５）は、円筒容器（１）の逆回
転に伴って回転し、落下する粉粒体に対して供給口
（３）の方向へ相対的に力を作用させ、他方、第２の螺
旋羽根（６）は、円筒容器（１）の逆回転に伴って回転
し、落下する粉粒体に対して排出口（４）の方向へ相対
的に力を作用させる。その結果、円筒容器（１）内部の
粉粒体においては、第１の螺旋羽根（５）及び第２の螺
旋羽根（６）に沿った折り畳み運動が生じる。

【００２３】更に、上記の混合操作においては、第１の
螺旋羽根（５）の螺旋ピッチと第２の螺旋羽根（６）の
螺旋ピッチが特定の比率に設定されており、第２の螺旋
羽根（６）は、円筒容器（１）及び第１の螺旋羽根
（５）の回転によって一旦持ち上げられた粉粒体をこれ
が落下する際に軸線方向の異なる位置、具体的には排出
口（４）側へ幾分移動させる。すなわち、掻き上げる粉
粒体を第１の螺旋羽根（５）が供給口（３）側へ移動さ
せ、落下する粉粒体を第２の螺旋羽根（６）が排出口
（４）側へ移動させる。その結果、円筒容器（１）の内
部においては、軸線方向に沿った粉粒体の入れ替わりが
生じる。

【００２４】換言すれば、本発明の混合装置において
は、円筒容器（１）に収容した粉粒体に対し、自重によ
る落下の際に螺旋方向および螺旋ピッチの異なる第１の
螺旋羽根（５）及び第２の螺旋羽根（６）によって左右
方向の折り畳み運動と、左右方向の入れ替わり運動を生
じさせるため、粉粒体を破砕することなく、均一に且つ
効率的に粉粒体を混合できる。

【００２５】また、上記の混合操作においては、第１の
螺旋羽根（５）の幅と第２の螺旋羽根（６）の幅とが上
記の様な特定の比率に設定されていることにより、螺旋
ピッチの相違による排出口（４）方向への粉粒体の偏っ
た移動を防止できる。すなわち、第１の螺旋羽根（５）
と第２の螺旋羽根（６）の各幅が特定の比率に設定され
た構造は、逆回転に伴う粉粒体に対する第１の螺旋羽根
（５）による加圧力と第２の螺旋羽根（６）による加圧
力とを均衡させ、撹拌中の粉粒体を円筒容器（１）内に
おいて略均一に分布させる。従って、本発明の混合装置
においては、円筒容器（１）並びにその内部に付設され
た第１の螺旋羽根（５）と第２の螺旋羽根（６）を十分
に機能させることが出来、一層効率的に粉粒体を混合で
きる。

【００２６】更に、逆回転による撹拌操作において、供
給口（３）の供給用螺旋羽根（７）は、排出口（４）の
方向へ粉粒体を移動させる様に回転し、排出口（４）の
排出用螺旋羽根（８）は、供給口（３）の方向へ粉粒体
を移動させる様に回転するため、撹拌操作においては、
供給口（３）及び排出口（４）の何れからも粉粒体が溢
れることがない。

【００２７】次いで、所定時間の上記の様な混合操作の
後、円筒容器（１）を正回転させて排出操作を行う。排
出操作において、円筒容器（１）を正回転させると、上
記の混合操作とは逆に、第１の螺旋羽根（５）は、排出
口（４）の方向へ粉粒体を移動させる様に作用し、第２
の螺旋羽根（６）は、供給口（３）の方向へ粉粒体を移
動させる様に作用する。

【００２８】その際、円筒容器（１）の排出口（４）側
に形成された円錐部（２）は、その周面に突設された第
１の螺旋羽根（５）と協働的に機能し、排出口（４）近
傍の粉粒体を順次に当該排出口へ送り出す。そして、排
出口（４）に取り付けられた排出用螺旋羽根（８）は、
これが円筒容器（１）に伴って正回転することにより、
排出口（４）の粉粒体を移送用の管路に排出する。そし
て、円筒容器（１）内の粉粒体の量が次第に少なくなる
と、第２の螺旋羽根（６）の機能が一層低下し、円筒容
器（１）の周面と第１の螺旋羽根（５）による搬出機能
が高くなるため、逐次早い速度で排出する様になり、最
終的には、円筒容器（１）の全ての粉粒体が排出口
（４）から排出される。

【００２９】上記の様に、本発明の混合装置において
は、螺旋方向およびピッチの異なる第１の螺旋羽根
（５）及び第２の螺旋羽根（６）により、上述の様な壊
れ易い粉粒体を破砕することなく、均一に且つ効率的に
粉粒体を混合できる。そして、軸線に沿って両端に突出
する供給口（３）及び排出口（４）に対し、予め、供給
用および排出用の管路をメカニカルシール等で気密に接
続できるため、上記の一連の操作において粉塵の発生を
確実に防止できる。

【００３０】

【発明の効果】以上説明した様に、本発明の粉粒体の混
合装置によれば、円筒容器に収容した粉粒体に対し、自
重による落下の際に螺旋方向および螺旋ピッチの異なる
第１の螺旋羽根および第２の螺旋羽根によって左右方向
の折り畳み運動と、左右方向の入れ替わり運動を生じさ
せるため、粉粒体を破砕することなく、均一に且つ効率
的に粉粒体を混合できる。また、第１の螺旋羽根の幅と
第２の螺旋羽根の幅とが特定の比率に設定されているこ
とにより、螺旋ピッチの相違による排出口方向への粉粒
体の偏った移動を防止できるため、一層効率的に粉粒体
を混合できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る粉粒体の混合装置の主な構造を示
す一部破断の斜視図

【図２】図１の混合装置における各螺旋羽根の撹拌機能
を模式的に示す断面図

【符号の説明】

１：円筒容器 ２：円錐部 ３：供給口 ４：排出口 ５：第１の螺旋羽根 ６：第２の螺旋羽根 ７：供給用螺旋羽根 ８：排出用螺旋羽根

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 粉粒体を撹拌混合する回転円筒型の混合
   装置であって、軸線が略水平に配置された正逆回転可能
   な円筒容器と、当該円筒容器の各端部に設けられた粉粒
   体の供給口および排出口と、前記円筒容器の内周面に付
   設された第１の螺旋羽根と、当該第１の螺旋羽根の内側
   に付設された第２の螺旋羽根とから構成され、前記第１
   の螺旋羽根は、前記円筒容器の正回転により内部の粉粒
   体を前記排出口の方向へ移動させる螺旋構造を備え、前
   記第２の螺旋羽根は、前記円筒容器の正回転により内部
   の粉粒体を前記供給口の方向へ移動させる螺旋構造を備
   え、しかも、前記第２の螺旋羽根の螺旋ピッチは、前記
   第１の螺旋羽根の螺旋ピッチよりも大きなピッチに設定
   されていることを特徴とする粉粒体の混合装置。
2. 【請求項２】 第２の螺旋羽根の螺旋ピッチが、第１の
   螺旋羽根の螺旋ピッチの１．５〜２．５倍に設定されて
   いる請求項１に記載の混合装置。
3. 【請求項３】 第２の螺旋羽根の幅が、第１の螺旋羽根
   の幅の３０〜７０％に設定されている請求項１又は２に
   記載の混合装置。
4. 【請求項４】 供給口には、螺旋方向が第２の螺旋羽根
   と同一の供給用螺旋羽根が取り付けられ、排出口には、
   螺旋方向が第１の螺旋羽根と同一の排出用螺旋羽根が取
   り付けられている請求項１〜３の何れかに記載の混合装
   置。
5. 【請求項５】 排出口側の円筒容器の端部には、先端に
   向かうに従い漸次縮径された円錐部が備えられている請
   求項４に記載の混合装置。
6. 【請求項６】 粉粒体が、磁性粉をペレット状に成形し
   て成る粉粒体である請求項１〜５の何れかに記載の混合
   装置。