JP2010131473A - 摩砕機 - Google Patents
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Abstract
【課題】 装置の占有面積を大きくせず、摩砕機と前処理用破砕機の駆動源を共通化する摩砕機を提供する。
【解決手段】 複合型摩砕機1は主モータ3を下部に配し上方に主摩砕機4及び前処理用摩砕機5を積層する。前処理用摩砕機5の鍔付ケース26は上蓋11に固定し摩砕機開口部10に直結する。前処理用固定砥石32に対向する前処理用回転砥石33は上方回転盤34に載置され延伸回転軸35に連結する。延伸回転軸35は主摩砕機4の回転軸36に連結するもので両回転砥石8,33は主モータ3の駆動で回転する。複合型摩砕機1では直列する2組の砥石を上方及び下方に設けるハンドル23,38にてクリアランス調整を行う。前処理がなされた原料は開口部10より主砥石6,8間に落下供給される。
【選択図】 図1
【解決手段】 複合型摩砕機1は主モータ3を下部に配し上方に主摩砕機4及び前処理用摩砕機5を積層する。前処理用摩砕機5の鍔付ケース26は上蓋11に固定し摩砕機開口部10に直結する。前処理用固定砥石32に対向する前処理用回転砥石33は上方回転盤34に載置され延伸回転軸35に連結する。延伸回転軸35は主摩砕機4の回転軸36に連結するもので両回転砥石8,33は主モータ3の駆動で回転する。複合型摩砕機1では直列する2組の砥石を上方及び下方に設けるハンドル23,38にてクリアランス調整を行う。前処理がなされた原料は開口部10より主砥石6,8間に落下供給される。
【選択図】 図1
Description
この発明は、食品、化学、医薬品及び燃料等の分野で利用可能な超微粒子を製造する摩砕機に関し、特に前処理用の粉砕機を備える複合型の摩砕機に関するものである。
間隔を自由に調整できる上下2枚のグラインダーによって構成された石臼形式の超微粒摩砕機は、上部グラインダーを固定し、高速で回転する下部グラインダーとの間に原料を送り込み、両グラインダー間で生ずる強力な圧縮・せん断・転がり摩擦等の複合作用により、原料を次第にすり潰し超微粉砕化している。
製品としての原料粉砕度を超微粒とする場合には、グラインダー同士のクリアランスをできるだけ小さくする必要があるが、投入する原料の大きさが過大であると製品化に時間がかかるだけでなく、温度上昇による製品の不具合が生じたり、消耗品のライフタイムが短縮する等の欠点を有するので、原料を摩砕機に投入する前に粗粉砕等の前処理を行うことが望ましい。
粗粉砕機と摩砕機を組み合わせた粉砕装置としては、例えば下記に示すような従来技術が開示されていた。
特開平8−243427号公報
この粉砕装置は、摩砕機の前段階に破砕機を配設するもので、適切な形状に破砕された原料を横移動しながら摩砕機直上のホッパーに運び、落下供給して所定粒度にまで摩砕する装置であった。
このように段階的な粉砕粒度の中間製品を得ながら超微粒の製品を創り出す場合には、最終的な粒度の製品を得る摩砕機に前処理用の粉砕機を並設し、ここで得た中間製品をシューターから排出すると共に摩砕機のホッパーに投入して連続的に粉砕処理を行うのが前処理用の粉砕機を備える従来の複合型摩砕機であった。
しかし、このような従来の複合型摩砕機では、摩砕機に前処理用の粉砕機を並設する構成上、装置の占有面積が大きくなる欠点があった。又、摩砕機と前処理用の粉砕機は独立した装置であるため、夫々別箇に用意しなければならず、イニシャルコストのみならずランニングコストの面からも摩砕機単独で超微粒子を製品化するより不利になる問題点があった。
この発明は、従来の複合型摩砕機が有する上記の問題点を解消すべくなされたものであり、装置の占有面積を大きくしない摩砕機を提供することを目的としている。又、摩砕機と前処理用破砕機の駆動源を共通化してコストの低減が期待できる摩砕機を提供することを目的としている。
上記課題を解決するため、この発明の摩砕機は、中央に開口部を開設する上蓋には、これに連結するリング状の保持体を介して固定砥石を保持し、この固定砥石の下面には回転砥石を対向させ、これら固定砥石と回転砥石の対向距離を調整するクリアランス調整機構を備える摩砕機において、前記上蓋には、前処理用の粉砕機を上載し、この粉砕機の排出口を前記開口部と直結することを特徴とするものである。
粉砕機は、摩砕機の上蓋に載置可能な大きさで、ケース下面中央に排出口としての開口を設け、これを摩砕機上蓋開口部と直結する。粉砕機で粗粉砕等の前処理がなされた原料は、開口部より落下供給して所定粒度にまで摩砕される。
請求項2記載の摩砕機のクリアランス調整機構は、回転砥石を載置する回転盤を主モータの主軸に対して上下方向に摺動自在なスプラインシャフトに連結し、このスプラインシャフトと上下方向に一体で周方向に回動自在に連結する支持部材を上昇又は下降することにより両砥石間のクリアランスを調整する構成であることを特徴とするものである。
支持部材は摩砕機内に配設する筒体と螺合し、支持部材下端に設ける回転機構と連結している。支持部材が回転すると筒体内を上下動し、これにより回転盤も上下動する。このようにクリアランス調整機構は摩砕機の下方に位置する。
請求項3記載の摩砕機における粉砕機は、前記開口部の上方に配設する前処理用回転砥石と、これに対向する前処理用固定砥石を備え、この前処理用固定砥石を保持するケース上面には原料投入用開口部を開設する前処理用摩砕機であることを特徴とするものである。
前処理用摩砕機では、砥石のタイプやクリアランスを調整して原料を粗粉砕する。粒度を段階的に細かくすることで、摩砕処理に要する時間が短縮する。
請求項4記載の摩砕機における前処理用摩砕機は、前記前処理用回転砥石を載置する上方回転盤と、前記前処理用固定砥石と接続しケース側面と螺合するスライド金具と、前記上方回転盤に連結し前記主モータの駆動で回転する延伸回転軸を備えることを特徴とするものである。
摩砕機の回転砥石を固定する石押え金具の上面に突出する回転軸に接続用軸体を連結し摩砕機開口部から前処理用摩砕機内に延伸回転軸を突設する。両回転砥石は同一速度で回転する。前処理用摩砕機のクリアランス調整機構は前処理用固定砥石の上下動で行うため機体の上方に位置する。
請求項5記載の摩砕機における前処理用摩砕機は、複数台の前処理用摩砕機を積層するものであって、前記上蓋の直上に配設する前処理用回転砥石と、前記前処理用固定砥石の上方に配設する前々処理用回転砥石の夫々を前記延伸回転軸に接続することを特徴とするものである。
2台以上の前処理用摩砕機を積層し、全ての回転砥石を主モータの駆動により回転する。各前処理用摩砕機のクリアランス調整機構は夫々の固定砥石の上下動で行う。
請求項6記載の摩砕機における粉砕機は、前記主モータの駆動で回転する延伸回転軸をケース内に突設すると共に、この延伸回転軸に粉砕冶具を取り付け、ケース上面より投入する原料を粉砕冶具にて粉砕した後、前処理済原料を前記排出口より排出することを特徴とするものである。
粉砕冶具としては原料の前処理を行うために用いる砥石以外の各種粉砕用具が適用可能である。例えば、延伸回転軸に取り付ける各種カッター、延伸回転軸に周設する円盤に対し揺動可能に取り付けるスイングハンマー等が適用できる。
カッターは例えば野菜や果実あるいは乾燥食品を粗砕するためのもので、水平な回転刃、あるいは斜め上方に折り曲げた回転刃、主回転刃に取り付ける小刃、複数段の回転刃等がある。
これら各種の粉砕用具はケース内に設ける小容器内にあって、この小容器の内面には波型の凹凸面とメッシュスクリーンを設けることが望ましい。投入された原料はカッター、ハンマーによる切断・打撃あるいは凹凸状周壁とのせん断によって粉砕され、スクリーンを通過する大きさとなったものが摩砕機に送られる。網目の大きさを適宜設定することで前処理の粒度を変更できる。
この発明の摩砕機は、中央に開口部を開設する上蓋に前処理用の粉砕機を上載し、この粉砕機の排出口を開口部と直結するので摩砕機及び粉砕機二台分の装置占有面積を略一台分に縮小できる。
請求項2記載の摩砕機は、回転砥石の上昇又は下降によって砥石間のクリアランス調整を行うので摩砕機の上面は固定される。このため摩砕機のクリアランス調整を行っても粉砕機のケース位置は変化しない。
請求項3記載の摩砕機は、粉砕機として前処理用摩砕機を設けるので、粒度を段階的に細かくでき、摩砕処理に要する時間が短縮し能力アップに寄与する。又、更なる超微粒化も可能となる。
請求項4記載の摩砕機は、前処理用摩砕機の回転砥石を主モータの駆動で回転するようにするので、摩砕機と前処理用破砕機の駆動源を共通化してコストの低減が期待できる。又前処理用摩砕機の固定砥石をスライド金具に接続するので、クリアランス調整機構を機体上方で行える。
請求項5記載の摩砕機は、複数台の前処理用摩砕機を積層するので、粒度の段階的調整がより細かくでき、更なる超微粒化が期待できる。又、多数の摩砕機を使用しても、駆動源を共通化できるため省スペース、イニシャルコスト低減、消耗品のライフタイム長期化が期待できる。
請求項6記載の摩砕機は、粉砕機の延伸回転軸に粉砕冶具を取り付けるので、大きめの原料を粗砕して摩砕機に送ることができる。粉砕冶具としては多様なカッター、ハンマーが適用できるため、様々な原料の超微粒化が容易になる。
次にこの発明の実施の形態を添付図面に基づき詳細に説明する。図1は前処理用の摩砕機を備える複合型摩砕機の断面図である。複合型摩砕機1はモーターカバー2内に収納する主モータ3を下部に配し、その上方に主摩砕機4及び前処理用摩砕機5を積層する。
主摩砕機4は、主固定砥石6を収容する上部室7と、主回転砥石8を上下動可能に保持する下部室9を有し、上部室7と下部室9は図示しないヒンジによって開閉自在となっている。上部室7は、中央に開口部10を開設し連結するリング状の保持体11aを介して主固定砥石6を保持する上蓋11と、この上蓋11とボルト12を介して連結する上蓋本体13を有している。
下部室9においては上方に主回転盤14を配設し、石押え金具15等によって主回転砥石8を固定する。主回転盤14は、主モータ3の主軸16と一体の接続筒部材17内にスプライン嵌合して上下方向に摺動自在なスプラインシャフト18に連結する。このスプラインシャフト18はベアリング19を介して、外周に雄ネジを形成する支持部材20と上下方向に一体で周方向に回動自在に連結し、この支持部材20の下端面には下方の傘歯車21から突設する連結ピン22が挿入されており、傘歯車21には調整ハンドル23に連結するピニオン24が噛合する。
調整ハンドル23を回動することで傘歯車21を回転すると、連結する支持部材20が同時に回転する。支持部材20の外周に形成する雄ネジは、下部室9に固定し内面に雌ネジを螺刻する筒体25と螺合しているため、調整ハンドル23の回動に伴い支持部材20は上昇又は下降することになり、従ってこれによって主回転砥石8を上昇又は下降して主固定砥石6とのクリアランスを調整している。
前処理用摩砕機5は、主摩砕機4の上蓋11に載置する鍔付ケース26と、このケース内面に螺合するスライド金具27と、ボルト28を介してスライド金具27に連結する上方上蓋29を有している。上方上蓋29は中央に原料投入用開口部30を開設し、これに供給ホッパ31を取り付ける。スライド金具27の上面にはリング状の保持体27aを形成し前処理用固定砥石32を保持する。
鍔付ケース26は下端に形成する鍔部26aをボルト12にて上蓋11に固定しており、その内方は開放されていて前処理用摩砕機5の排出口をなし、摩砕機開口部10に直結している。
前処理用固定砥石32に対向する前処理用回転砥石33は、上方回転盤34に載置される。上方回転盤34は摩砕機開口部10から前処理用摩砕機5内に突出する延伸回転軸35に連結する。この延伸回転軸35は、主摩砕機4の主回転砥石8を固定する石押え金具15の上面に突出する回転軸36に接続用軸体37を連結し、その上方を開口部10から突出するもので、両回転砥石8,33は主モータ3の駆動で同一回転速度にて回転する。
上方上蓋29の側面にはハンドル38が複数本螺着しており、その先端部は鍔付ケース26の側面に当接し得る構成である。ハンドル38の先端部を鍔付ケース26の側面から離して回転止めのロックを外し、次にハンドル38を持って回転すると、上方上蓋29及びスライド金具27が回転する構成で、ハンドル38の回転に伴いスライド金具27は上昇又は下降することになり、これによりスライド金具27が保持する前処理用固定砥石32を上昇又は下降して前処理用回転砥石33とのクリアランスを調整している。
従って、この複合型摩砕機1で各砥石のクリアランス調整を行う場合には、先ず下側の主摩砕機4において調整ハンドル23を回動し、主回転砥石8の高さを適正高さにセットする。この時、回転軸36は上昇又は下降するため上方回転盤34も同時に高さが変わる。これに対し上方上蓋29のハンドル38を適宜方向に回転することで前処理用摩砕機5のクリアランスも調整できる。
このように複合型摩砕機1では、直列する2組の砥石を上方及び下方に設けるハンドル23,38にてクリアランス調整を行う。前処理用摩砕機5では、砥石のタイプを適宜選定したり、あるいは主摩砕機4より大きいクリアランスを設定して供給ホッパ31から投入する原料を粗粉砕する。
前処理がなされた原料は、上方回転盤34下面に設ける送り羽34aによって中央側に集められ、開口部10より主砥石6,8間に落下供給される。所定粒度にまで摩砕され超微粒子化された後、図示しない排出口より排出される。このように粒度を段階的に細かくすることで、摩砕処理に要する時間が大幅に短縮され、更なる超微粒化も可能となる。
又摩砕機二台分の装置占有面積を略一台分に縮小できると共に、主摩砕機4と前処理用破砕機5の駆動源を共通化するのでイニシャルコスト低減が期待できる。又摩砕処理の効率化により消耗品のライフタイム長期化が期待できる。又、前処理済み原料を直接落下供給するので、構成部品点数が削減し、作業性も向上する。
前処理用摩砕機は二台以上積層するものでもよい。この実施の形態を図2に基づき説明する。図2は2台の前処理用摩砕機を積層する複合型摩砕機の断面図である。なお、図2に示す複合型摩砕機の部材で図1示す摩砕機と同一の構成・作用を有する部材は同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
複合型三層摩砕機101は、前処理用摩砕機5に前々処理用摩砕機105を更に積層する。前々処理用摩砕機105も前処理用摩砕機5と同様な構成で、鍔付ケース126と、この鍔付ケース内面に螺合するスライド金具127と、ボルト128を介してスライド金具127に連結する上方上蓋129を有している。上方上蓋129は中央に原料投入用開口部130を開設し、これに図示しない供給ホッパを取り付ける。スライド金具127の上面にはリング状の保持体127aを形成し前々処理用固定砥石132を保持する。
鍔付ケース126も前処理用摩砕機5の上方上蓋29に固定されており、その内方は開放されていて前々処理用摩砕機105の排出口をなし、前処理用摩砕機5の開口部30に直結している。
前々処理用固定砥石132に対向する前々処理用回転砥石133は、上方回転盤134に載置され、この上方回転盤134も延伸回転軸135に連結している。延伸回転軸135は前処理用回転砥石33の上面に突出する延伸回転軸35に連結し、主モータ3の駆動で回転する。
上方上蓋129の側面にはハンドル138を螺着し、これを回転することでスライド金具127が保持する前々処理用固定砥石132を上昇又は下降して砥石間のクリアランスを調整している。
2台以上の前処理用摩砕機5,105を積層し、夫々の砥石のタイプを適宜選定し、クリアランス調整を行うことで、より効率的な摩砕処理を行う。
前処理用摩砕機は主摩砕機とは別の駆動源を備えるものでもよい。この実施の形態を図3に基づき説明する。図3は独立した駆動源の前処理用摩砕機を積層する複合型摩砕機の断面図である。なお、図3に示す複合型摩砕機の部材で図1に示す摩砕機と同一の構成・作用を有する部材は同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
この複合型摩砕機201は、主摩砕機4の上蓋211に副モータ203で駆動する前処理用摩砕機205を積層する。前処理用摩砕機205は、ボルト12で上蓋211及び上蓋本体13に固定される鍔付ケース226と、この鍔付ケース上方内面にリング状の保持体227を介して取り付けられる前処理用固定砥石232と、これに対向する前処理用回転砥石233を有する。
副モータ203は、鍔付ケース226の上方に配置するモータカバー202内に収納され、その主軸216はモータカバー202と鍔付ケース226を連結する筒体202aを挿通し、前処理用回転砥石233を載置する上方回転盤234に連結する。
鍔付ケース226の上面中央には原料投入及び主軸挿通用の開口部230を開設し、投入用ダクト231aを介して供給ホッパ231を取り付ける。前処理用摩砕機205はヒンジ226aにより鍔付ケース226に接続する上方全体が主摩砕機4に対して開閉可能な構成となっている。
モータカバー202内にはガイドレール220を並設し、これに案内部材221を上下動可能に装着する。案内部材221はモータベース222と連結し、これに固定する副モータ203を案内部材221に接続する調整ハンドル223の回転に伴い、ガイドレール220に沿って上下動する。副モータ203が上下動すると前処理用回転砥石233が上昇又は下降し砥石間のクリアランス調整ができる。
前処理用摩砕機205を主摩砕機4とは別の駆動源とすることで、砥石のタイプ、クリアランス調整のみならず回転数も主摩砕機4とは独立することができるので、より肌理細やかな前処理が可能となる。
以上説明した複合型摩砕機は何れも複数の摩砕機を装備するものであるが、前処理を行う粉砕機としては摩砕機以外の粉砕機も適用可能である。この実施形態を図4乃至図9に基づき説明する。図4及び図5は粉砕機としてスイングハンマーを備える複合型摩砕機の断面図、図6及び図7は粉砕機として回転刃を備える複合型摩砕機の断面図、図8及び図9は粉砕機として小刃を取り付けた回転刃を備える複合型摩砕機の断面図である。なお、図4乃至図9に示す複合型摩砕機の部材で図1示す摩砕機と同一の構成・作用を有する部材は同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
図4及び図5に示す複合型摩砕機301は、主摩砕機4の上蓋11に鍔付ケース26を載置し、このケース内面にスライド金具27を螺合し、ボルト28を介してスライド金具27に連結する上方上蓋29を有している。上方上蓋29は中央に原料投入用開口部30を開設し、これに供給ホッパ31を取り付ける。鍔付ケース26は下端に形成する鍔部26aをボルト12にて上蓋11に固定しており、その内方は開放されていて前処理用粉砕機305の排出口をなし、摩砕機開口部10に直結している。上方上蓋29の側面にはハンドル38が複数本螺着している。
これらは、前処理用摩砕機5と共通の仕様であるが、前処理用粉砕機305の場合、スライド金具27の上面に形成するリング状の保持体27aでは、固定砥石の代わりにボウル状容器39の上端鍔を保持する。
この容器39は、底面中央に孔を穿設し、摩砕機開口部10から突出する延伸回転軸335を挿設する。延伸回転軸335は、主摩砕機4の回転軸36に接続するもので主モータ3の駆動で回転する。又容器39の下面には上方回転盤34が設けられるが、容器39とは離隔した位置に設けられる。従って、上方回転盤34は回転するが容器39は回転しない。
延伸回転軸335には、2枚の円盤40、40を固着し、その間にハンマー41の根元部を揺動可能に軸支する。このハンマー41は円盤40に放射状に複数設けられ、投入された原料を、ハンマー先端の刃先による切断あるいは揺動体による打撃で粉砕するものである。
容器39の内面周壁に設ける凹凸面39aと、周壁の開口部39bに取り付けるメッシュスクリーン39cとで、原料を適宜粒度に粉砕し、容器外部に出た前処理済原料を上方回転盤34下面に設ける送り羽34aによって中央側に集め、開口部10より主砥石6,8間に落下供給する。
メッシュの大きさを変更することで粒度調整を行う。ハンマーで粉砕する原料は、比較的乾燥した食品、例えば煎餅、餅、乾燥麺、昆布、ワカメなどが用いられる。又、鉱物や木材等の非食品も適用可能である。
図6及び図7に示す複合型摩砕機401は、上方上蓋429に広口の供給ホッパ431を取り付け、延伸回転軸335には、斜め上方に折り曲げた回転刃42を放射状に固着する。回転刃42は投入された原料を細かく裁断するものであるが、大きめの野菜、例えば葉もの野菜、にんじんやトマトを丸ごと、南瓜の八つ切り品など、あるいは大きめの果実、例えばバナナ、瓜、マンゴ、リンゴ、オレンジ等の水分を含んだ原料も適用可能である。
図8及び図9に示す複合型摩砕機501は、延伸回転軸335に水平な回転刃43を放射状に固着し、これに断面コ字状の小刃43aを表裏に取り付ける。水平な回転刃43と小刃43aにより原料は2段階で切断されるため、生姜等繊維の多い原料も細かく裁断できる。
このようにカッター、ハンマー等を備える粉砕機を摩砕機に積層すると、大きめの原料を粗砕した後、超微粒子化する場合、装置の省スペース化、イニシャルコストの低減、消耗品のライフタイム延長、作業性・取扱性の向上、洗浄性の向上につながる。
この発明の複合型摩砕機は、食品原料の超微粒子化のみならず、化学原料や鉱物原料等非食品原料の超微粒子化を行う各種摩砕機の場合にも適用することができる。
1 複合型摩砕機
2 主モータ
4 主摩砕機
5 前処理用摩砕機
6 主固定砥石
8 主回転砥石
10 開口部
11 上蓋
14 主回転盤
16 主軸
29 上方上蓋
30 原料投入用開口部
32 前処理用固定砥石
33 前処理用回転砥石
34 上方回転盤
35 延伸回転軸
36 回転軸
38 ハンドル
2 主モータ
4 主摩砕機
5 前処理用摩砕機
6 主固定砥石
8 主回転砥石
10 開口部
11 上蓋
14 主回転盤
16 主軸
29 上方上蓋
30 原料投入用開口部
32 前処理用固定砥石
33 前処理用回転砥石
34 上方回転盤
35 延伸回転軸
36 回転軸
38 ハンドル
Claims (6)
- 中央に開口部を開設する上蓋には、これに連結するリング状の保持体を介して固定砥石を保持し、この固定砥石の下面には回転砥石を対向させ、これら固定砥石と回転砥石の対向距離を調整するクリアランス調整機構を備える摩砕機において、前記上蓋には、前処理用の粉砕機を上載し、この粉砕機の排出口を前記開口部と直結することを特徴とする摩砕機。
- 前記クリアランス調整機構は、回転砥石を載置する回転盤を主モータの主軸に対して上下方向に摺動自在なスプラインシャフトに連結し、このスプラインシャフトと上下方向に一体で周方向に回動自在に連結する支持部材を上昇又は下降することにより両砥石間のクリアランスを調整する構成であることを特徴とする請求項1記載の摩砕機。
- 前記粉砕機は、前記開口部の上方に配設する前処理用回転砥石と、これに対向する前処理用固定砥石を備え、この前処理用固定砥石を保持するケース上面には原料投入用開口部を開設する前処理用摩砕機であることを特徴とする請求項1記載の摩砕機。
- 前記前処理用摩砕機は、前記前処理用回転砥石を載置する上方回転盤と、前記前処理用固定砥石と接続しケース側面と螺合するスライド金具と、前記上方回転盤に連結し前記主モータの駆動で回転する延伸回転軸を備えることを特徴とする請求項3記載の摩砕機。
- 前記前処理用摩砕機は、複数台の前処理用摩砕機を積層するものであって、前記上蓋の直上に配設する前処理用回転砥石と、前記前処理用固定砥石の上方に配設する前々処理用回転砥石の夫々を前記延伸回転軸に接続することを特徴とする請求項4記載の摩砕機。
- 前記粉砕機は、前記主モータの駆動で回転する延伸回転軸をケース内に突設すると共に、この延伸回転軸に粉砕冶具を取り付け、ケース上面より投入する原料を粉砕冶具にて粉砕した後、前処理済原料を前記排出口より排出することを特徴とする請求項1記載の摩砕機。
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