JP2007181751A - 攪拌装置 - Google Patents

Abstract

【課題】回転軸によって遊動棒を固定体の内周面に沿って押し上げる際、遊動棒が固定体の内周面を押圧しながら擦ることを抑制して振動や異音を低減させた攪拌装置を提供すること。
【解決手段】両端に側壁１２、１３が設けられた筒状体１４を有する固定体２と、軸方向及び周方向に間隔をあけて設けられた複数の攪拌羽根２２を有して固定体２に回転自在に挿通される回転軸３と、筒状体１４内に遊動自在に挿入された円柱状の遊動棒４とを備え、複数の攪拌羽根２２のうち少なくとも２つが、回転軸３を回転させたときに、円筒体１４の内周面に接触している遊動棒４に対して、遊動棒４の軸芯に回転軸３の径方向内方に向かう力が生じるように送り出す掬部材２３を備え、筒状体１４内に供給された被攪拌物を攪拌する。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えばペレット状、粉状などの湿原料を攪拌する攪拌装置に関する。

従来、ペレット状、粉状などの被攪拌物を攪拌する攪拌装置として、両端に側壁が設けられた中空の固定体と、この固定体に対して回転自在に挿通された回転軸とを備える攪拌装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。ここで、回転軸にはその軸方向及び周方向に間隔をあけて攪拌羽根が複数配置されており、回転軸を回転させて攪拌羽根によって固定体の内部に供給された被攪拌物を攪拌する。
固定体の内部に供給された被攪拌物の粘着性によっては、攪拌処理中に攪拌羽根や固定体の内周面に被攪拌物が付着し、付着した被攪拌物によって攪拌羽根による被攪拌物の攪拌が阻害されることがある。この攪拌装置では、固定体の内部に回転軸の軸芯に対して平行となるように配置された円柱状の遊動棒が設けられており、この遊動棒が回転軸の回転に応じて固定体の内周面に沿って移動したり、攪拌羽根に沿って回転軸の径方向に移動したりする。これにより、攪拌羽根や固定体の内周面に付着している被攪拌物が擦り落とされ、被攪拌物の攪拌効率を維持することができる。
特開平７−２３９１８０号公報

しかしながら、上記従来の攪拌装置には、以下の課題が残されている。すなわち、上記従来の攪拌装置においても、固定体を大きくすることで一度の攪拌処理における被攪拌物の処理量を増大することが考えられるが、固定体の大型化に伴って遊動棒も大型化するので、その重量が増大してしまう。そのため、回転軸を回転させることで攪拌羽根が遊動棒を固定体の内周面に沿って押し上げる際、遊動棒が固定体の内周面を押圧しながら擦ることによって、齧りや振動、異音が発生するという問題がある。

本発明は、前述の課題に鑑みてなされたもので、回転軸によって遊動棒を固定体の内周面に沿って押し上げる際、遊動棒が固定体の内周面を押圧しながら擦ることを抑制して振動や異音を低減させた攪拌装置を提供することを目的とする。

本発明は、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。すなわち、本発明の攪拌装置は、両端に側壁が設けられた筒状体を有する固定体と、軸方向及び周方向に間隔をあけて設けられた複数の攪拌羽根を有して前記固定体に回転自在に挿通される回転軸と、前記筒状体内に遊動自在に挿入された円柱状の遊動棒とを備え、前記筒状体内に供給された被攪拌物を攪拌する攪拌装置において、前記複数の攪拌羽根のうち少なくとも２つが、前記回転軸を回転させたときに、前記円筒体の内周面に接触している前記遊動棒に対して、該遊動棒の軸芯に前記回転軸の径方向内方に向かう力が生じるように送り出す掬部を備えていることを特徴とする。

この発明によれば、攪拌羽根に掬部を設けることで、回転軸を回転させたときに、遊動棒が筒状体の内周面を擦ることを抑制する。すなわち、回転軸を回転させると、複数の攪拌羽根のうちの一部が垂直下向きの状態から水平状態に移行する。このとき、筒状体の内周面に接触している遊動棒が、攪拌羽根によって筒状体の内周面に沿って押し上げられる。攪拌羽根に設けられた掬部は、遊動棒の軸芯に回転軸の径方向内方に向かう力が生じるように送り出し、遊動棒が筒状体の内周面を押圧しながら送り出されることを回避する。これにより、遊動棒が筒状体の内周面を押圧しながら擦ることが抑制され、筒状体の内周面における齧りや軋みの発生を回避する。
したがって、遊動棒が筒状体の内周面に沿って押し上げられる際に、振動や異音の発生が低減され、攪拌装置の長寿命化を図ることができる。
また、遊動棒に、例えば撓みなどが生じても、上述と同様の振動や異音の発生を低減できる。

また、本発明の攪拌装置は、前記掬部と前記筒状体の内周面に接触している前記遊動棒との接触部が、前記遊動棒の軸芯よりも前記回転軸の径方向外方または径方向等距離に位置することが好ましい。
この発明によれば、掬部が遊動棒に対して遊動棒の軸芯よりも径方向外方または径方向等距離の位置で接触するので、回転軸を回転させたときに、掬部が遊動棒の軸芯に回転軸の径方向内方に向かう力が生じるように送り出す。

この発明にかかる攪拌装置によれば、筒状体の内周面に接触している遊動棒が回転方向前方または回転方向前方よりも回転軸の径方向内方に向けて送り出されるので、遊動棒が筒状体の内周面を押圧しながら擦ることを抑制する。したがって、齧りや軋みの発生を回避し、振動や異音の発生が低減され、攪拌装置の長寿命化を図ることができる。

以下、本発明による攪拌装置の一実施形態を図面に基づいて説明する。
本実施形態における攪拌装置１は、図１に示すように、中空の固定体２と、固定体２に対して回転自在に挿通された回転軸３と、固定体２内部に遊動自在に配置された遊動棒４とによって構成されている。

固定体２は、図１から図３に示すように、基台１１上に横置きされて両端に側壁部１２、１３が設けられた筒状体１４と、筒状体１４の外周を覆うように設けられたジャケット（図示略）とを備えている。なお、図２及び図３において、符号Ｓは筒状体１４内に供給された被攪拌物を示している。
筒状体１４は、断面円筒形状であり、一端の上部に被攪拌物を供給する被攪拌物導入口１４Ａが設けられており、筒状体１４のほぼ中央の底部に攪拌、乾燥された被攪拌物を排出する被攪拌物排出口１４Ｂが設けられている。また、筒状体１４のほぼ中央の上部には、真空装置（図示略）に接続されるバッグフィルタ１５が設けられている。

回転軸３は、図１から図４に示すように、回転軸本体２１と、回転軸３の軸方向及び周方向に設けられた複数の攪拌羽根２２とによって構成されており、固定体２の外部に設けられた動力源（図示略）によって、矢印Ａ方向またはＡ方向と反対方向であるＢ方向で選択的に回転自在となっている。
回転軸本体２１は、円筒形状を有しており、内部に熱媒である蒸気が導入可能である流路が形成されている。

複数の攪拌羽根２２は、図４及び図５に示すように、回転軸本体２１の周面であって、回転軸本体２１の周面上の螺旋状軌跡と直線状軌跡との交点上に、回転軸本体２１の軸方向及び周方向に間隔をあけて設けられている。この螺旋状軌跡は、被攪拌物排出口１４Ｂに対応する部位である、回転軸本体２１のほぼ中央に向けて、回転軸本体２１の両端からそれぞれ、図４または図５に示す矢印Ａ方向となるように配置されている。また、直線状軌跡は、回転軸本体２１の軸芯と平行であって回転軸本体２１の周面の４箇所で、周方向等間隔となるように配置されている。そして、図２及び図３に示すように、直線状軌跡上に配置された攪拌羽根２２と隣接する他の直線状軌跡上に配置された攪拌羽根２２との間に、その軸芯が回転軸本体２１の軸芯と平行である円柱状の遊動棒４が設けられている。

攪拌羽根２２は、図６及び図７に示すように、回転軸本体２１に接続される基端から回転軸本体２１の径方向外方の先端に向けて漸次細くなるように形成された板状部材であって、断面台形状を有している。そして、攪拌羽根２２は、回転軸３が矢印Ａ方向に回転するときに、回転方向前方の面２２ａにおける回転軸３の径方向外方の端辺２２ｂが回転方向に対して垂直となるように形成されている。また、攪拌羽根２２の回転方向後方の面２２ｃにおける回転軸３の径方向外方の端辺２２ｄにおいて、回転軸本体２１の中央に近接する一方の辺が他方の辺よりも回転方向前方に位置しており、回転方向後方の面２２ｃが回転軸本体２１の中央を向くように傾斜して形成されている。
また、攪拌羽根２２は中空となっており、回転軸本体２１の流路と接続されている。これにより、回転軸本体２１内を流通する蒸気が攪拌羽根２２内にも流通することとなり、攪拌羽根２２が加熱される。また、同一の直線状軌跡上に設けられた複数の攪拌羽根２２のうち少なくとも１つの攪拌羽根２２の先端には、掬部材２３が設けられている。

この掬部材２３は、板状部材であって、攪拌羽根２２の回転軸３の軸方向における側面のいずれか一方に設けられている。また、この掬部材２３は、回転軸３の径方向外方の一端である先端から径方向内方に向けてその幅が漸次狭くなるように形成されている台形状となっている。掬部材２３は、図６に示すように、回転軸３がＡ方向またはＢ方向に回転することによって、筒状体１４の内周面と接触している遊動棒４とそれぞれ接点Ｐ１または接点Ｐ２で接触する。
そして、掬部材２３は、接点Ｐ１または接点Ｐ２と回転軸本体２１の軸芯Ｏとの距離が、遊動棒４の軸芯と回転軸本体２１の軸芯Ｏとの距離よりも長くなるように構成されている。これにより、回転軸３が矢印Ａ方向またはＢ方向に回転すると、掬部材２３は、遊動棒４を回転方向よりも回転軸３の径方向外方に向けてではなく、遊動棒４の軸芯に回転軸３の径方向内方に向かう力が生じるよう遊動棒４を掬うように送り出す。

次に、このような構成を有する攪拌装置１を用いた被攪拌物の攪拌方法について説明する。まず、熱媒である蒸気を回転軸本体２１内に導入する。これにより、複数の攪拌羽根２２は、内部を流通する蒸気によって加熱される。また、ジャケットにも熱媒として蒸気を導入することによって筒状体１４を加熱する。さらに、バッグフィルタ１５に接続された真空装置によって筒状体１４内部を真空状態とする。そして、回転軸３を、矢印Ａ方向に回転させる。
そして、被攪拌物導入口１４Ａから被攪拌物を供給する。供給された被攪拌物は、筒状体１４の下側の内周面上に載置され、回転軸３が回転することによって攪拌される。また、被攪拌物は、攪拌羽根２２が内部を流通する蒸気によって加熱されていることから、乾燥される。このとき、被攪拌物を攪拌、乾燥する途中で、被攪拌物の粘着性などによっては、被攪拌物が攪拌羽根２２や筒状体１４の内周面に付着することがある。

まず、攪拌羽根２２が垂直下向きの状態から水平状態に移行する際、遊動棒４は攪拌羽根２２に支持されながら筒状体１４の内周面に沿って押し上げられる。このとき、遊動棒４は、移動しながら筒状体１４の内周面に付着している被攪拌物を脱落させる。
ここで、攪拌羽根２２が遊動棒４を筒状体１４の内周面に沿って押し上げるが、図６に示すように、掬部材２３と遊動棒４とが接点Ｐ１で接触する。上述の通り、掬部材２３は、接点Ｐ１と回転軸本体２１の軸芯Ｏとの距離が遊動棒４の軸芯と回転軸本体２１の軸芯Ｏとの距離よりも長くなるように形成されている。これにより、掬部材２３は、回転軸３が回転すると、遊動棒４の軸芯に回転軸３の径方向内方に向かう力が生じるよう掬うようにして送り出す。すなわち、掬部材２３によって回転時に遊動棒４を筒状体１４の内周面に向けて押圧することが回避される。

次に、攪拌羽根２２が水平状態から垂直上向きの状態に移行する際、遊動棒４が攪拌羽根２２における回転方向前方の面２２ａに沿って回転軸３の径方向外方から回転軸３の軸芯に向かって移動する。このとき、遊動棒４は、移動しながら攪拌羽根２２における回転方向前方の面２２ａに付着している被攪拌物を脱落させる。
その後、攪拌羽根２２が垂直上向きの状態から水平状態に移行する際、遊動棒４が回転方向前方に配置された攪拌羽根２２における回転方向後方の面２２ｃに沿って回転軸３の軸芯から回転軸３の径方向外方に向かって移動し、筒状体１４の内周面と接触する。このとき、遊動棒４は、移動しながら攪拌羽根２２における回転方向後方の面２２ｃに付着している被攪拌物を脱落させる。

続いて、攪拌羽根２２が水平状態から垂直下向きの状態に移行する際、遊動棒４が攪拌羽根２２に支持されながら筒状体１４の内周面に沿って下方に移動する。このとき、遊動棒４は、移動しながら筒状体１４の内周面に付着している被攪拌物を脱落させる。
そして、攪拌羽根２２が垂直下向きの状態から水平状態に移行する際、遊動棒４が筒状体１４の内周面の底部に残されるが、上述したように、回転方向後方に位置する攪拌羽根２２によって筒状体１４の内周面に沿って押し上げられる。以上のようにして、遊動棒４は、移動しながら攪拌羽根２２または筒状体１４の内周面に付着した被攪拌物を脱落させる。これにより、攪拌羽根２２による被攪拌物の攪拌効率を維持することができる。

ここで、攪拌羽根２２、回転軸本体２１及び筒状体１４が熱媒によって加熱されており、攪拌処理中に攪拌羽根２２や回転軸本体２１、筒状体１４の内周面に被攪拌物が接触することで乾燥される。このとき、筒状体１４内を真空状態として加熱しているので、加熱温度を低くしても被攪拌物を良好に乾燥することができ、被攪拌物が熱に弱い物質であっても品質を損なうことがない。なお、バッグフィルタ１５に真空装置を接続して筒状体１４内を真空状態として加熱を行っているが、常圧状態で加熱してもよい。

回転軸３を矢印Ａ方向で回転させることによる被攪拌物の攪拌処理を行った後、回転軸３を矢印Ｂ方向で回転させて、被攪拌物を被攪拌物排出口１４Ｂから排出する排出処理を行う。
攪拌羽根２２の矢印Ｂ方向での回転方向前方の面２２ｃが回転軸本体２１の中央に向けて傾くように形成されているので、回転軸３を矢印Ｂ方向で回転させると、攪拌羽根２２は、被攪拌物を筒状体１４の中央に向けて押し出す。これにより、被攪拌物が、被攪拌物排出口１４Ｂから速やかに排出される。ここで、掬部材２３は、接点Ｐ２と回転軸本体２１の軸芯Ｏとの距離が遊動棒４の軸芯と回転軸本体２１の軸芯Ｏとの距離よりも長くなるように形成されているので、上述と同様に、回転時に遊動棒４を筒状体１４の内周面に向けて押圧することがない。

このように構成された攪拌装置１によれば、攪拌羽根２２は、遊動棒４の軸芯よりも回転軸３の径方向外方において遊動棒４と接触し、遊動棒４を回転方向前方よりも回転軸３の径方向外方に向けてではなく、回転方向前方よりも回転軸３の径方向内方に向けて掬うように送り出すので、遊動棒４で筒状体１４の内周面が押圧された状態で擦られることを防止する。これにより、遊動棒４と筒状体１４の内周面との間で齧りや軋みが発生することを回避し、振動や異音の発生が低減され、攪拌装置１の長寿命化を図ることができる。また、遊動棒４に、例えば撓みなどが生じた場合であっても、上述と同様の振動や異音の発生を低減できる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることができる。
例えば、上記実施形態では熱媒として蒸気を用いたが、温水など他の熱媒を用いてもよい。また、熱媒によって筒状体１４や回転軸本体２１、攪拌羽根２２を加熱しているが、加熱手段を有さない構成としてもよい。
また、回転軸３は、矢印Ａ方向及びＢ方向の２方向で回転自在となっているが、矢印Ａ方向のみに回転自在となるように構成してもよい。

また、掬部材２３は掬部材２３及び遊動棒４の接点と回転軸本体２１の軸芯との距離が遊動棒４の軸芯と回転軸本体２１の軸芯との距離よりも大きくなる構成としているが、等距離であってもよい。このようにしても、掬部材２３によって遊動棒４が筒状体１４の内周面を押圧するように送り出されないので、遊動棒４と筒状体１４の内周面との間で振動や異音の発生が低減される。
また、掬部材２３を攪拌羽根２２の回転軸３の軸方向における両側面のうちのいずれか一方のみに設けているが、両面にそれぞれ設けてもよい。
また、掬部材２３は、上述した４本の直線状軌跡のうち同一の軌跡上に設けられた複数の攪拌羽根２２のうち少なくとも１つに設けられていればよく、すべての攪拌羽根２２に掬部材２３を設ける構成としてもよい。
また、掬部材２３は遊動棒４に対して１箇所でのみ接触しているが、掬部材２３によって遊動棒４の軸芯に回転軸３の径方向内方に向かう力が生じるよう掬うようにして押し上げられる構成であればよく、３箇所以上で接触してもよく、面接触としてもよい。ここで、２箇所以上で掬部材２３と遊動棒４とが接触する場合には、接点の１つと回転軸本体２１の軸芯との距離が遊動棒４の軸芯と回転軸本体２１の軸芯との距離よりも小さい場合であっても、掬部材２３が全体として遊動棒４の軸芯に回転軸３の径方向内方に向かう力が生じるよう遊動棒４を掬うようにして押し上げる構成であればよい。これは、掬部材２３と遊動棒４とが面接触している場合においても同様である。

また、攪拌羽根２２の径方向外方の一端に掬部材２３を取り付けているが、攪拌羽根２２と掬部材２３とを一体成型してもよい。そして、攪拌羽根２２の先端における厚さを大きくして掬部を形成することで遊動棒４を掬うように押し上げる構成としてもよい。
また、攪拌羽根２２の回転軸本体２１に対する設置位置は、設計に応じて適宜変更してもよく、例えば回転軸本体２１の軸方向の間隔を大きくしたり小さくしてもよく、回転軸本体２１の周方向の間隔を大きくしたり小さくしてもよい。
また、攪拌羽根２２は、基端から先端に向けて漸次細くなるように形成されているが、基端から先端までその厚さが同一となるように形成されてもよい。

この発明によれば、攪拌装置に関して、遊動棒が筒状体の内周面を押圧しながら擦ることを抑制して振動や異音を低減させ、産業上の利用可能性が認められる。

本発明の一実施形態における攪拌装置を示す平面図である。 図１の筒状体を示す断面図である。 図１の回転軸を回転させた状態を示す筒状体の断面図である。 図１の回転軸を示す平面図である。 図４の回転軸の攪拌羽根の配置状態を示す展開図である。 図２の攪拌羽根及び掬部材を示す部分拡大図である。 図６の攪拌羽根及び掬部材を示す底面図である。

符号の説明

１ 攪拌装置
２ 固定体
３ 回転軸
４ 遊動棒
１２、１３ 側壁
１４ 筒状体
２２ 攪拌羽根
２３ 掬部材（掬部）
Ｓ 被攪拌物

Claims (2)

1. 両端に側壁が設けられた筒状体を有する固定体と、軸方向及び周方向に間隔をあけて設けられた複数の攪拌羽根を有して前記固定体に回転自在に挿通される回転軸と、前記筒状体内に遊動自在に挿入された円柱状の遊動棒とを備え、前記筒状体内に供給された被攪拌物を攪拌する攪拌装置において、
   前記複数の攪拌羽根のうち少なくとも２つが、前記回転軸を回転させたときに、前記円筒体の内周面に接触している前記遊動棒に対して、該遊動棒の軸芯に前記回転軸の径方向内方に向かう力が生じるように送り出す掬部を備えていることを特徴とする攪拌装置。
2. 前記掬部の前記筒状体の内周面に接触している前記遊動棒との接触部が、前記遊動棒の軸芯よりも前記回転軸の径方向外方または径方向等距離に位置することを特徴とする請求項１に記載の攪拌装置。
   

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