JP2006026628A - 傾斜壁に平行近接して装着された移送筒不要の攪拌装置。 - Google Patents

Abstract

【課題】縦形攪拌装置の課題は、破砕粉その他粉末の攪拌は、特に連続螺旋翼の場合は、移送筒が無ければ移送攪拌が不能で、仮に移送筒が有ってもわずかな湿度で対流停止攪拌不能、又間欠設置では移送筒では移送不能、特に生ごみ発酵処理攪拌では絶えず乾燥状態では発酵不能、如何なる用途にも使用不能。
【解決手段】処理槽の壁を傾斜壁にして攪拌翼装着の攪拌軸を傾斜処理槽壁に傾斜平行近接で設置すれば移送筒も不要、間欠攪拌翼でも、連続螺旋翼でも、傾斜処理槽壁が移送筒の半分の代役で、反対側の被攪拌物積層が残りの役目と同時に、各攪拌翼間隙スペースでは回転によって被攪拌物の吐出しと掻き込みを自動的に交互に行い、攪拌効率をより向上する場合には屈曲スプリングの回転で、攪拌翼到達不能部位を掻き込みによって攪拌幇助をする。
【選択図】図１

Description

本発明は、全ての粉体攪拌、粘着物攪拌、或は液体攪拌、目的も食品から工業用品、有機廃棄物の発酵攪拌その他全ての用途による全分野各種混合攪拌にかかわるものである。

従来から螺旋翼は移送目的で発祥し、固定された移送筒内部で回転する螺旋翼によって物質移送に用いられた。

しかし、一定量の物質貯留槽内での螺旋翼移送による循環移送攪拌は、常識的に一定の容積の管又は槽の中央に螺旋翼を装着した移送筒を設置して回転するが、超乾燥物、比重大物質、或は粘性が低い液体等でなければ、螺旋翼始点に比重差落下又は強制送り込みが無ければ螺旋翼搬送攪拌は不可能であり、被攪拌物混合の場合で攪拌によって粘性が上昇する場合も、又生ごみ発酵攪拌の様に、ごく乾燥状態ならいざ知らず、発酵過程で出る細胞水や分解水の浸潤で樹木粉等の発酵水分調整基材の粘度が上昇する場合も、攪拌翼始点集結がままならず、移送筒内通過の移送攪拌は全く意味が無い事は周知の事実である。

同時に、螺旋翼を処理槽下部底板付近に水平に複数並列に装着して攪拌するものもあるが、大容量の深度ある攪拌処理槽の場合は、水平多段設置の攪拌装置も見受けられるが、生ごみ発酵処理の様に酸化発酵であるかぎり空気にいかに多く触れられるかが別れ道で、水平設置で左右移動攪拌は大型になればなるほど機能性に問題をはらみ、設置面積も必要とし、現代社会のニーズに合致しない。

その一例は、少しでも湿度や粘度がある物質の移送攪拌は、螺旋翼間でいわゆるブリッジ現象での詰まりが生じ、各攪拌翼感激に粘度ある被攪拌物がつまり、移送攪拌の機能が洗われない。

又、移送筒は強固に処理槽壁に固定化されている為に、移送筒の上下両端に開口部を持って固定せざるを得ず、生ごみ等攪拌の一定化されていない被攪拌物質形状及び粘度では螺旋翼掻き込みも、排出時にも、移送筒固定箇所がじゃまになるものであり、移送筒の片方だけの固着は、螺旋翼円周と移送筒内壁間隙に物質はさみ込みによる応力、或は回転トルクの増大につながり、再々故障の要因となっている。

同時に、移送筒等による上昇移送攪拌の場合は、螺旋翼を含めて連続螺旋結合攪拌翼でなければ意味が無く、移送つつの中を間欠螺旋翼では全く用を足さない。

又螺旋翼以外の攪拌翼形状は、回転する水平横軸に垂直方向に固着された複数の攪拌腕の回転によって処理槽内の被攪拌物を、攪拌腕の部位のみの回転攪拌で、そのうちに引き込まれて攪拌が可能という被効率的攪拌方式である。

螺旋翼攪拌の場合、縦形で省スペースの攪拌処理槽で、螺旋翼外周の移送筒を必要とせず、只、処理槽内に連続螺旋翼又は間欠螺旋翼付きの攪拌軸を装填するだけで、如何なる物性の被攪拌物質もそれが粉体でも、液体でも、或は粘性物質でも、又如何に素早く均等に空気にふれさすかが攪拌生命の生ごみと水分調整基材の混合でも、低コストで、確実にしかも上昇と下降攪拌が交互に出来ない事が従来の課題であった。

攪拌翼が螺旋以外の傾斜したプロペラ形式の場合は水中プロペラ以外には無く、粉体、液体、粘性物、生ごみ発酵処理攪拌には全くない。

螺旋翼による攪拌翼も、或はプロペラ型の攪拌翼も、処理槽の形状によっては、攪拌翼が到達し得ない部位の被攪拌物質が、ほんの少しでも湿度を帯びておれば、積層山となって、攪拌方式が螺旋翼、或は他の形状の攪拌翼であっても同様で、被攪拌物質が自然崩壊壊で攪拌翼に到達しない為、その部位の積層山を崩壊させるに必要な方法が取られておらず、特に生ごみ発酵処理槽内の攪拌では、往々にして攪拌腕到達し得ない部位の固形か減少を来している。

課題を解決する手段

先ず、螺旋翼の物質移送に必要な螺旋翼外周の移送筒を排除し、処理槽垂直壁の片方、又は対称壁、或は四方壁又は処理槽隅に、攪拌翼半径近似値の丸みをつけて傾斜させ、螺旋翼をその傾斜角度にそって装着すれば、螺旋翼側近の処理槽傾斜壁面が移送筒の半面の働きをし、他の半面は螺旋翼が傾斜している事によって最下部攪拌翼からのかき揚げ上昇は、不思議に処理槽内被攪拌物質で抑えられて移送壁相当現象をおこし、螺旋翼下部で掻き込んだ被攪拌物質は上部位に移送と同時に、連続螺旋翼の場合はそれぞれの螺旋翼間隙で上昇吐き出しと掻き込みの交互動作をおこし、回転速度が早い場合は、攪拌翼上端の反り返し屈曲板装着で処理槽内の被攪拌物質上面部位に強制落下させ、短時間で完全に天地変動攪拌混合が可能である。

螺旋翼、又はプロペラ形攪拌翼が連続装着でなく間欠設置された攪拌軸による回転華道状況も全く同様である。

攪拌軸に装着の螺旋翼の直径には限界があり、被攪拌物質が粉末装填の場合、わずかな湿度によって攪拌翼が到達し得ない部位は積層山が出来るが、その部位の攪拌幇助の為に十分に到達し得る長さと反発強度があるスプリングを、攪拌軸、或は攪拌翼に装着する事で、攪拌軸の回転によって処理槽との間隙が狭隘な部位では屈曲スプリングは屈曲回転し、攪拌翼である螺旋翼が到達し得ない広い槽内部位では屈曲スプリングが伸びて積層山を崩壊し、正転と逆転の交互回転攪拌も可能として、停止位置を一定化させる事により、攪拌翼（３）到達し得ない部位での処理槽内積層山の突き込み攪拌で全量の被攪拌物質の攪拌が容易に可能である。

生ごみ処理機の様に処理槽内に湿度がある場合、処理槽上部からの堆積圧力では螺旋翼底部位には自動的に流動不能となるため、螺旋翼最下端翼には垂直爪の掻き込みスクレーパーを固着して、螺旋翼回転によって掻き込み幇助を行う。

又傾斜壁に添って縦に傾斜装着された攪拌翼の最上端には、回転の早さによっては処理槽の天井まで飛ばす事がある場合には、角度変化した攪拌翼上端に反り返りを装着し、処理槽内にふぉうしゅつする事も必要な場合もある。

最も重要な事項は、省スペースの縦形螺旋攪拌では、従来から被攪拌物の上昇移送しかないが、下降攪拌をも交互に可能にするために、処理槽螺旋翼下部底板に丸みをつければ攪拌翼の被攪拌物の強制下降攪拌で、特に水溶性被攪拌物の場合には非常に有効である。

攪拌翼がついた攪拌軸を、単体で回転可能な枠に装着し、ポーターブル形状にする事も可能である。

発明の効果

処理槽の左右立て壁の一方は攪拌翼半径近似値の丸みを持った垂直壁で、他方も同様の丸みを持って該１０度から該４５度程度迄に傾斜した傾斜壁に添って攪拌翼装着の攪拌軸を処理槽の丸みに添って近接設置し、攪拌軸上端に攪拌駆動機を装着したものは、垂直壁側被攪拌物質は処理槽下部に沈み込み、攪拌翼側は当然ながら上昇して、処理槽内で対流攪拌を行い、確実に時間差のみで全量が均等攪拌が可能であった。

同時に、駆動機を逆転して攪拌翼で下降攪拌を行ったが、軽量の被攪拌物質及び水中攪拌の様な場合には非常に有効に、攪拌翼の上昇攪拌とは反対の対流攪拌が得られた。

特に処理槽が該矩形の場合に、片寄って装着する攪拌軸で、攪拌翼が到達し得ない部位の湿度を帯びた粉体は積層山となって形状維持する事から、攪拌軸、或は攪拌翼に装着した屈曲自在の適当なスプリングによって被攪拌物質の積層山は崩壊されて攪拌可能状態になりこの上ない効果を洗わした。

最も効果があったのは、液体の中に微細粉体を何種も混入攪拌する場合、従来市販の各種攪拌装置では単なる攪拌棒の回転攪拌の為に２時間も掛かったが、本発明の上昇攪拌では低速でやはり２時間近く掛かったものが、螺旋翼の逆回転で、下降攪拌を行ったところ、攪拌翼による粉体を巻き込んで強制下降攪拌では１５分で同様の攪拌が出来た事には驚嘆した。

同時に攪拌翼回転速度と攪拌率は比例する事も判明した。

又、攪拌翼に螺旋翼を使用した場合、螺旋翼周囲の移送筒装着の必要がない事は、プロペラ形の攪拌翼も同様に、最下部の被攪拌物質を上昇して攪拌するが、被攪拌物質が最上部位に到達するまでには、螺旋翼周囲に移送筒がないために、螺旋翼の翼間で微妙に被攪拌物質の放出と掻き込みをしながら上昇或は下降攪拌現象が起きており、混合攪拌には大きなメリットとなった。

利便性の獲得では、既存の種々の槽に投入して使用するポーターブルな螺旋攪拌も、非常に有効であった。

発明を実施する為の最良の形態

機械加工部品を極限まで排除し、処理槽の形状が前後左右非対称処理槽でも、粉体から液体に至るまで攪拌有効機能維持が可能な螺旋翼による攪拌装置を目途とした。

その為には、丸型槽、楕円槽、正方形、矩形、多角形、等々あらゆる形状の処理槽、それもも、バケツの様な「上部広がり槽」はそのまま傾斜壁に本発明を単数又は必要に応じて複数装着し、矩形の様な処理槽の場合は単数又は複数の屈曲スプリングを攪拌翼又は攪拌翼に装着し、攪拌軸の回転によっけ矩形形状の攪拌不能部位の被攪拌物質の蓄積山を崩壊させて、攪拌幇助を行う事が出来る。

「図１」「図２」「図３」は、攪拌翼（３）に連続螺旋形を使用し、傾斜処理槽壁（２）に攪拌翼の外周が傾斜処理槽壁（２）に接触しない程度で近接させて装着した。

この傾斜処理槽壁（２）の傾斜角度は種々検証の結果、該１０度から該４５度の間が、処理槽（１）の容積、設置形状、攪拌効率等から最も有効な角度の様であったが、この角度でなければ絶対的に攪拌出来ない物ではなく、攪拌効率に変動がある事である。

処理槽中央に移動しない定位置垂直設置での攪拌軸（４）の場合は被攪拌物（７）、例えば生ごみの発酵処理機の様な被攪拌物（７）の形状が一定せず、その上発酵促進度によって湿度と粘度が増大し、攪拌効率は攪拌翼円周のみで全く意味がなく、螺旋攪拌の場合は攪拌翼（３）外周に移送筒がなければ意味がなく、その攪拌翼下端に被攪拌物（７）を導入する事は並大抵ではなく、液体攪拌以外は全く効果がないといっても過言ではない。

そのために本発明は、傾斜処理槽壁（２）に傾斜平行近接して攪拌翼（３）の装着と回転は、傾斜処理槽壁（２）が被攪拌物（７）の移送に伴う螺旋翼には必需品の外周移送筒の下部半円筒近い役目を持ち、上部半円筒は出入り自由の穂攪拌物（７）が受け持っている。

このように傾斜装着された攪拌軸（４）の一端には駆動装置（５）が結続されるが「図１」は上部に駆動装置を装着したものであるが、処理槽（１）の上部位の突起を減少する事もあるために、攪拌軸（４）が処理槽（１）の底を貫通して処理槽（１）下部外側に装着の実施も行った。

攪拌軸（４）の非駆動側端には軸受け（６）が装着されて回転可能状態で装着される。

処理槽（１）内に装填された被攪拌物（７）の攪拌翼（３）が到達不能部位は放置すれは積層固形化されるため、攪拌幇助掻き込み目的で長さに応じた反発力のある屈曲スプリング（８）を攪拌翼（３）に又は攪拌軸（４）の適当な場所に装着して、処理槽（１）内の被攪拌物（７）の完全な攪拌を行った。

ところが、生ごみ発酵処理槽に本発明を実施したところ、生ごみ投入量を過大投入して処理槽（１）内の被攪拌物（７）の粘度過大にしたところ、屈曲スプリング（８）の屈曲反発力にも限界があり、この様目的での使用は、正転と逆転を繰り返す事によっても効果があるが、それと同時に、攪拌軸停止位置を電気的に定位置にし、その停止状態から反転する時に、屈曲スプリング（８）の先端が、攪拌翼（３）到達不能部位の被攪拌物（７）の積層山に突き刺さって崩壊させる位置とした事により、非常に有効な攪拌が行えた。

この屈曲スプリング（８）の先端は、攪拌翼（３）の外周は、傾斜処理槽壁（２）との間隙が少なく、当然ながら壁に接触屈曲回転するために、処理槽（１）自体の製作素材にもよるが、樹脂の様な軟弱素材の場合には摩擦係数削減の為、種々考察製作実施したが、屈曲スプリング（８）先端形状の一部を「図９」「図１０」「図１１」に示した。

「図１」の形状は、小型機種としては家庭用生ごみ処理機の様な内容積が１０ｌから２０ｌ程度のものから、２００ｌから１０００ｌ程度で実施した形状である。

「図４」は、螺旋形状の攪拌翼（３）の攪拌軸（４）への間欠装着である。

本発明の傾斜処理槽壁（２）に添って装着される攪拌翼（３）の壁都１８０度反対側は被攪拌物（７）の積層であり、連続螺旋形状の攪拌翼（３）は「図１」の様に被攪拌物（７）の装填上層面は攪拌軸（４）の下部方向に傾斜するが、間欠装着の攪拌翼（３）の場合は、攪拌翼（３）の間欠間隙毎に吐き出し、掻き込みの攪拌行動が行われて被攪拌物（７）の装填上層面はほぼ水平となる事が判明した。

その他は全く「図１」の連続螺旋形状の攪拌翼（３）と変わりがない。

「図５」は、上視ずである「図６」、「図７」、「図８」のそれぞれの側面図で、処理槽（１）の対象壁も傾斜処理槽壁（２）として左右対象に、傾斜処理槽壁（２）に添って攪拌翼（３）が装着された攪拌軸（４）を、左右対象に、又は対角で装着下本発明で、処理槽の増大、又は急速攪拌が要望される場合対応であり、機能性は「図１」と全く同様である。

想定される利用分野は下記の通りである。
（１）食品加工企業の様な、急速に、大量に、液体から粉体迄の種々食品加工工場。
（２）建材加工工場の種々物質の攪拌混合。
（３）化学物質の急速混合攪拌、特に液体に軽量微粉を混入する攪拌には現状でも１時間殻２時間の混合攪拌を行っており、本発明を使用すれば螺旋翼の下降回転で粉末水中引き込み攪拌で１５分で同等攪拌が可能であった。
（４）特に生ごみの発酵処理攪拌では、大型業務用（処理槽容積１０ｍ^３）から小型家庭用（処理槽容積１０ｌ）迄、広範囲で使用可能である。

その他、攪拌目的には、粉体、液体、粘度物質にいたる迄、殆どの目的に、攪拌処理槽目的での機械下降部品が殆ど不要であり、格安で、故障箇所がなく、攪拌効率も従来の横軸攪拌腕方式の数倍の効果があり、利用分野は無限である。

連続螺旋形状の攪拌翼を１基装着した処理槽の正面図、一部斜視図である。 連続螺旋形状の攪拌翼を１基装着した処理槽の上視図、一部斜視図である。 連続螺旋形状の攪拌翼を１基装着した処理槽の側面図、一部斜視図である。 間欠螺旋形状の攪拌翼を１基装着した処理槽の正面図、一部斜視図である。 連続螺旋形状の攪拌翼を複数装着した処理槽の上視図、一部斜視図である。 連続螺旋形状の攪拌翼を２基装着した処理槽の上視図、一部斜視図である。 連続螺旋形状の攪拌翼を４基装着した処理槽の上視図、一部斜視図である。 連続螺旋形状の攪拌翼を対角４基装着した処理槽の上視図、一部斜視図である。 屈曲スプリングの先端形状が半球状の断面図である。 屈曲スプリングの先端にローラー付設の断面図である。 屈曲スプリングの先端に掻き込み爪付設の断面図である。

符号の説明

１ 処理槽
２ 傾斜処理槽壁
３ 攪拌翼
４ 攪拌軸
５ 駆動装置
６ 軸受け
７ 被攪拌物
８ 屈曲スプリング
９ そり返り板

Claims (2)

1. 攪拌に使用する各種処理槽（１）の壁が通常の該垂直壁以外に、斜処理槽壁（２）を設け、その角度は垂直から該１０度から該４５度前後の槽外倒れ角度を持たせ、螺旋形或はプロペラ形又は種々形状の攪拌翼（３）が装着された攪拌軸（４）を傾斜処理槽壁（２）に傾斜平行近接設置し、攪拌翼（３）が連続螺旋翼使用の場合でも、周知の事実として付設が欠かせない移送筒を必要とせず、低高全範囲回転速度範囲で機能を発揮し、攪拌軸（４）の一端は駆動装置（５）に結続し、他の一端は軸受け（６）によって回転可能な状態で結続し、液体攪拌以外の、処理槽（１）内の攪拌翼到達不能部位の被攪拌物（７）の蓄積停滞防止と掻き込み攪拌幇助目的で脱着可能な屈曲スプリング（８）を攪拌翼（３）或は攪拌軸（４）に単段又は複数段装着し、攪拌軸（４）には正転と逆転を交互に稼働させ、都度の反転時攪拌軸停止位置を屈曲スプリング（８）の反転開始時の停止状態を限定化すれば、反転時に屈曲スプリング（８）の先端で停滞した被攪拌物（７）の山を突機崩す状態で強力崩壊させる事も可能な、傾斜壁に平行近接して装着された移送筒不要の攪拌装置。
2. 最上端の攪拌翼（３）に、反り返し板（９）又は反対屈曲攪拌翼（）が装着されて、被攪拌物（７）の上部飛散を防止する、請求項１記載の、傾斜壁に平行近接して装着された移送筒不要の攪拌装置。

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