JP2011224446A - 攪拌処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】攪拌羽根、特に攪拌羽根のボス部及び羽根部の根元部分に対する被処理物の付着を抑制又は防止する。
【解決手段】流入孔５ａ５を介してチャンバＣ１に流入した温調水は、羽根部４の往路４ｃ及びこれに連通した復路４ｄを流通して、隣接するチャンバＣ２に流入する。チャンバＣ２に流入した温調水は、隣接するチャンバＣ３に流入し、同様の態様で羽根部４の往路４ｃ及び復路４ｄを流通して隣接するチャンバＣ４に流入する。チャンバＣ４に流入した温調水は、チャンバＣ５に流入し、同様の態様で羽根部４の往路４ｃ及び復路４ｄを流通して隣接するチャンバＣ６に流入する。そして、チャンバＣ６に流入した温調水は、チャンバＣ６から排出孔５ａ６を介して流出する。
【選択図】図６

Description

本発明は、医薬品、化学薬品、食品、農薬、飼料、化粧品、ファインケミカル等の製造分野において、粉粒体の混合、造粒又はコーティング等の処理を行う攪拌処理装置に関する。

この種の攪拌処理装置は、通常、被処理物（粉粒体）の攪拌混合を行う攪拌羽根を処理容器の底部に配置すると共に、クロススクリュー（又はチョッパー）と呼ばれる解砕羽根を処理容器の側部に配置して構成される（例えば下記の特許文献１、２）。

攪拌羽根は、処理容器の底部の中心部に位置し、回転駆動軸に連結されたボス部と、ボス部の外周に接続された複数の羽根部とで構成され、回転駆動軸の回転に伴い、ボス部に接続された各羽根部が処理容器の底部内面と側部内面との間に僅かなクリアランスを維持しながら回転して被処理物の混合攪拌を行う。また、処理容器の温度を管理するために、処理容器の外面をジャケットで覆い、処理容器の外面とジャケットの内面との間に形成される空間（ジャケット部）に温調水を流通させるようにする場合もある。

さらに、下記の特許文献３には、チョコレートのコーティングや成形に用いる攪拌処理装置において、処理容器のジャケット部に加え、攪拌羽根の羽根部の内部に加温水を流通させて、処理容器の内面や羽根部の外表面にチョコレートが付着するのを防止している。

特開平５−２３６号公報 特開２００７−３０７４４７号公報 特開２００７−３００８６１号公報

被処理物の処理時、攪拌羽根の羽根部の外周側部分は常に被処理物と接触しており、被処理物へのせん断作用や遠心力が強く働くため、被処理物の付着は起こりにくいが、回転中心にあるボス部やその付近の羽根部の根元部分はせん断作用や遠心力が弱く、被処理物が一旦付着してしまうと、その状態が維持され、製品として排出できなくなる。そのため、製品の収率が低下するという問題がある。

本発明の課題は、攪拌羽根、特に攪拌羽根のボス部及び羽根部の根元部分に対する被処理物の付着を抑制又は防止することである。

上記課題を解決するため、本発明は、被処理物が収容される処理容器と、処理容器の底部に回転自在に配設された攪拌羽根とを備えた攪拌処理装置において、攪拌羽根は、回転駆動軸に連結されたボス部と、ボス部の外周に接続された複数の羽根部と、攪拌羽根の内部に温度調整された流体を流通させる流通路とを備え、流通路は、羽根部の内部に設けられ、上記流体を羽根部の長手方向に沿って往復流通させる往路及び復路と、ボス部の外周内部に設けられ、羽根部の往路と連通孔を介して連通する往路側チャンバと、羽根部の復路と連通孔を介して連通する復路側チャンバとを有する構成を提供する。ここで、上記流体は、水等の液体又は空気等の気体である。

上記構成において、往路側チャンバと復路側チャンバを、各羽根部に対してそれぞれ設けると共に、ボス部の円周方向に交互に配列するようにしても良い。

また、円周方向に隣接する所定の往路側チャンバと復路側チャンバのうち、一方を上記流体の流入孔と連通させ、他方を上記流体の排出孔と連通させ、その他の往路側チャンバと復路側チャンバとを円周方向に相互に連通させるようにしても良い。

本発明によれば、攪拌羽根の羽根部の内部に設けた往路及び復路と、ボス部の外周内部に設けたチャンバに温度調整された流体を流通させているので、攪拌羽根の外表面、特にせん断作用や遠心力が弱く、被処理物の付着が起こり易いボス部及び羽根部の根元部分への被処理物付着を効果的に防止又は抑制することができる。

実施形態に係る攪拌処理装置の全体構成を概念的に示す一部断面図である。 攪拌羽根を示す一部平面図である。 羽根部の横断面を示す断面図である。 ボス部の側面図｛図４（ａ）｝、断面図｛図４（ｂ）｝である。 基部の平面図｛図４（ａ）｝、断面図｛図４（ｂ）、（ｃ）｝である。 攪拌羽根内の温調水の流通態様を示す図である。

以下、本発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。

図１は、この実施形態に係る攪拌処理装置１の全体構成を概念的に示している。

処理容器２は底部２ａと側部２ｂとで構成され、側部２ｂの下方部分は円筒状、上方部分は上方に向かって漸次縮径した円錐筒状に形成されている。処理容器２の外面側をジャケットで覆い、ジャケットの内面と処理容器の外面との間に形成される空間部に温度調整された流体（流体又は気体）、例えば水（加温水又は冷却水）を流通させて、処理容器２の温度を制御するようにしても良い。

処理容器２の側部２ｂは上端が開口し、上端開口部に蓋部材が適宜の開閉機構により開閉自在に装着される（図示省略）。また、蓋部材には、結合剤液や膜剤液等を供給する液供給手段の挿入口、処理容器２内の空気を排気するための排気部、熱風の供給口や点検窓、必要に応じて、洗浄液供給手段の挿入口などが設置される。さらに、側部２ｂには、必要に応じて、クロススクリュー（又はチョッパー）と呼ばれる解砕羽根が水平方向の軸線回りに回転自在に配設される（図示省略）。

処理容器２の底部２ａには、攪拌羽根３が回転自在に配設されている。攪拌羽根３は、底部２ａの内面と側部２ｂの内面との間に僅かなクリアランスを維持しながら回転する複数（この実施形態では３枚）の羽根部４と、複数の羽根部４が放射状に接続されたボス部５とを備えている。攪拌羽根３の回転駆動軸６はボス部５に連結され、底部２ａの中心部に固定された環状のブッシュ７を鉛直方向下方に貫通して減速機８に連結されている。減速機８には、図示されていないモータから回転動力が入力される。

図２に示すように、各羽根部４は、ボス部５の外周から半径方向に延びた基部４ａと、基部４ａから回転方向前方に所定角度で屈曲した先端部４ｂとで構成される。基部４ａと先端部４ｂは、回転方向前方に下り勾配となるように所定角度傾斜で傾斜している。

図３に示すように、各羽根部４は中空状に形成され、その内部が長手方向に沿って空間部４ｃ、４ｄに区画されている。空間部４ｃと空間部４ｄは、羽根部４の外径端部で相互に連通し、また、後述するボス部５の連通孔５ｂ１、５ｂ２とそれぞれ連通する。

図４に示すように、ボス部５は、外観形状が概ね円錐台形状をなし、中心側の基部５ａと、基部５ａを外周側から覆うカバー部５ｂとで構成される。

基部５ａは、回転駆動軸６の上端部が嵌合される軸穴部５ａ１と、環状のブッシュ７に嵌合される嵌合部５ａ２を有している。軸穴部５ａ１には、円周溝５ａ３、５ａ４が上下方向に離隔して形成され、円周溝５ａ３、５ａ４はそれぞれ半径方向の貫通孔５ａ５、５ａ６と連通している。この実施形態において、貫通孔５ａ５、５ａ６は、それぞれ、円周方向に近接した３箇所に設けられている（図５参照）。また、カバー部５ｂは、羽根部４の空間部４ｃと連通する連通孔５ｂ１と、羽根部４の空間部４ｄと連通する連通孔５ｂ２を有している。尚、連通孔５ｂ１と連通孔５ｂ２は、各羽根部４に対してそれぞれ設けられている。

図５に示すように、基部５ａの外周には、外径側に所定寸法だけ突出した複数の仕切壁Ｄが設けられている。仕切壁Ｄは、上下方向の高さが相対的に大きい複数の第１仕切壁Ｄ１と、上下方向の高さが相対的に小さい複数の第２仕切壁Ｄ２とで構成され、第１仕切壁Ｄ１と第２仕切壁Ｄ２は所定の間隔で円周方向に配列されている。第１仕切壁Ｄ１及び第２仕切壁Ｄ２の外周はカバー部５ｂの内周と適合する形状及び寸法を有し、カバー部５ｂを基部５ａに溶接等の適宜の手段で固定すると、カバー部５ｂの内周と基部５ａの外周との間に第１仕切壁Ｄ１及び第２仕切壁Ｄ２で仕切られた複数の空間部Ｃ１〜Ｃ６が形成される。高さの大きい第１仕切壁Ｄ１を介して円周方向に隣接する空間部Ｃ１とＣ２、Ｃ３とＣ４、Ｃ５とＣ６、Ｃ６とＣ１は、第１仕切壁Ｄ１によって相互に分離され、高さの小さい第２仕切壁Ｄ２を介して円周方向に隣接する空間部Ｃ２とＣ３、Ｃ４とＣ５は、第２仕切壁Ｄ２の頂部上方の連通空間を介して相互に連通する。また、空間部Ｃ１には貫通孔５ａ５が開孔し、空間部Ｃ６には貫通孔５ａ６が開孔している。さらに、この実施形態では、第２仕切壁Ｄ２と同じ形状及び高さで、第２仕切壁Ｄ２よりも幅寸法が小さい第３仕切壁Ｄ３を第１仕切壁Ｄ１の近くに設け、空間Ｃ１、Ｃ３、Ｃ５内に位置させている。尚、この第３仕切壁Ｄ３は省略しても良い。以下、空間Ｃ１〜Ｃ６を「チャンバＣ１〜Ｃ６」、貫通孔５ａ５を「流入孔５ａ５」、貫通孔５ａ６を「排出孔５ａ６」と呼ぶ。

図１に示すように、処理容器２は底部２ａの中心部に設けられた装着穴にブッシュ７が固定され、ブッシュ７の内周に回転駆動軸６の上部が回転自在に挿通される。そして、回転駆動軸６の上端部にボス部５の基部５ａの軸受穴５ａ１（図４参照）を外嵌すると共に、基部５ａの嵌合部５ａ２をブッシュ７に嵌合させた後、回転駆動軸６の上端に設けられた雄ネジにロックナットを締結して、ボス部５を回転駆動軸６に連結する。これにより、攪拌羽根３が処理容器２の底部２ａに回転自在に設置される。

回転駆動軸６の内部には、所定温度に温度調整された流体（液体又は気体）、この実施形態では所定温度に温度調整された水（以下、「温調水」という。）が供給される流入通路６ａと、温調水が排出される排出通路６ｂとが設けられており、流入通路６ａの上端開孔は基部５ａの下側の円周溝５ａ３（図４参照）と連通し、排出通路６ｂの上端開孔は基部５ａの上側の円周溝５ａ４と連通する。

回転駆動軸６の流入通路６ａに温調水（加温水又は冷却水）が供給されると、温調水は流入通路６ａを流通してボス部５の基部５ａの円周溝５ａ３に流入し、円周溝５ａ３から流入孔５ａ５を介してチャンバＣ１に流入する。図６に示すように、チャンバＣ１はその円周方向両側が第１仕切壁Ｄ１によって仕切られているので、チャンバＣ１に流入した温調水はカバー部５ｂの連通孔５ｂ１から羽根部４の空間部４ｃに流入し（以下、空間部４ｃを「往路４ｃ」という。）、往路４ｃ及びこれに連通した空間部４ｄ（以下、空間部４ｃを「復路４ｄ」という。）を流通して、カバー部５ｂの連通孔５ｂ２から、チャンバＣ１と円周方向に隣接するチャンバＣ２に流入する。チャンバＣ２に流入した温調水は、第２仕切壁Ｄ２の頂部上方の連通空間を介して隣接するチャンバＣ３に流入し、上記と同様の態様で羽根部４の往路４ｃ及び復路４ｄを流通して隣接するチャンバＣ４に流入する。チャンバＣ４に流入した温調水は、第２仕切壁Ｄ２の頂部上方の連通空間を介して隣接するチャンバＣ５に流入し、上記と同様の態様で羽根部４の往路４ｃ及び復路４ｄを流通して隣接するチャンバＣ６に流入する。そして、チャンバＣ６に流入した温調水は、チャンバＣ６から排出孔５ａ６を介して基部５ａの円周溝５ａ４に入り、円周溝５ａ４から回転駆動軸６の排出通路６ｂを通って外部に流出する。

以上のように、この実施形態の攪拌処理装置は、攪拌羽根３の各羽根部４の内部に設けた往路４ｃ及び復路４ｄと、ボス部５の外周内部に設けたチャンバＣ１〜Ｃ６に温調水を流通させているので、攪拌羽根３の外表面、特にせん断作用や遠心力が弱く、被処理物の付着が起こり易いボス部５及び羽根部４の根元部分への被処理物付着が効果的に防止又は抑制される。

２ 処理容器
２ａ 底部
３ 攪拌羽根
４ 羽根部
４ｃ 往路
４ｄ 復路
５ ボス部
Ｃ１〜Ｃ６ チャンバ
５ｂ１ 連通孔
５ｂ２ 連通孔
５ａ５ 流入孔
５ａ６ 排出孔

Claims (3)

1. 被処理物が収容される処理容器と、該処理容器の底部に回転自在に配設された攪拌羽根とを備えた攪拌処理装置において、
   前記攪拌羽根は、回転駆動軸に連結されたボス部と、該ボス部の外周に接続された複数の羽根部と、前記攪拌羽根の内部に温度調整された流体を流通させる流通路とを備え、
   前記流通路は、前記羽根部の内部に設けられ、前記流体を前記羽根部の長手方向に沿って往復流通させる往路及び復路と、前記ボス部の外周内部に設けられ、前記羽根部の往路と連通孔を介して連通する往路側チャンバと、前記羽根部の復路と連通孔を介して連通する復路側チャンバとを有することを特徴とする攪拌処理装置。
2. 前記往路側チャンバと前記復路側チャンバは、前記各羽根部に対してそれぞれ設けられており、かつ、前記ボス部の円周方向に交互に配列されていることを特徴とする請求項１に記載の攪拌処理装置。
3. 円周方向に隣接する所定の前記往路側チャンバと前記復路側チャンバのうち、一方は前記流体の流入孔と連通し、他方は前記流体の排出孔と連通し、その他の前記往路側チャンバと前記復路側チャンバとは円周方向に相互に連通することを特徴とする請求項２に記載の攪拌処理装置。

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