JP2015147175A - 攪拌装置及び攪拌方法 - Google Patents

Abstract

【課題】液状体に対するペースト状物、粉などを分散混合、固形物の保形性が要求される場合の混合を円滑に行わせることを可能とする攪拌装置を提供する。【解決手段】攪拌装置１であって、正転時に攪拌羽根２５が被攪拌物から流動抵抗を受けて攪拌容器３の内面９ａに対し鋭角を成して掻き取り摺動するように攪拌羽根２５の先端が攪拌容器３の内面に接し、逆転時に攪拌羽根２５が被攪拌物から流動抵抗を受けて攪拌容器３の内面９ａに対し鋭角を成して攪拌羽根２５の先端が攪拌容器３の内面９ａから離間し攪拌羽根２５の先端３９ａと攪拌容器３の内面９ａとの間に流動用隙間ＯＰを形成すると共に攪拌羽根２５の逆転方向前面２５ａｂと攪拌容器３の内面９ａとの間に断面積が正転方向に漸次減少して流動用隙間ＯＰに連通する通路ＰＡを形成し、逆転時に被攪拌物の一部を断面楔形の通路ＰＡを通り流動用隙間から流出させることを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、食材を攪拌するため等に供される攪拌装置及び攪拌方法に関する。

従来の攪拌装置としては、例えば特許文献１に記載された攪拌装置がある。この攪拌装置の構造は、底部が半球状の円筒状容器内に、容器上方から斜めに挿入した斜軸攪拌機において、斜軸の下端に軸心の延長線方向に円環状の攪拌子フレームを固定し、このフレームの下部を円筒状容器の底部に近接させて沿わせている。攪拌子フレームには、円環状の攪拌子フレームに槽壁(半球部)を掻取る掻取羽根を複数取り付けている。

この攪拌装置により、食品のような被攪拌物を低速で効率よく攪拌、混合でき、食品加工の加熱撹拌機として広く使用されている。

しかしながら、以下のような問題があった。

味噌のようなペースト状のものを液中に混合分散する場合、ペーストに流動性が少ない場合(＝硬い場合)、分散が不十分(＝ペーストが残存)となっていた。

ペースト状物、粉などを液に分散混合する場合、撹拌機/撹拌翼の中で被撹拌液との相対運動が少ない部位（液との動的接触が弱い箇所、例えば、液流が直接接触しない撹拌子の裏面等、撹拌子と供回りを起こし易い部分）に被分散物が付着し、その一部が分散混合されず残留する。

小麦粉等の粉を液に分散する場合、分散が不十分でダマができることがある。

被撹拌物が高速の撹拌で変質するような場合、あるいは含まれる固形物の保形性が要求される場合、回転数が制限され、必要とされる混合が得られない場合がある。

例えば、液中に固体粒子を分散させる場合で、固体粒子の比重が液と異なり、沈降性又は浮上性を持つ場合、槽内を均一に保つには、浮力、沈降力に打ち勝つ混合が必要であるが、粒子の性質上撹拌機の先端速度に制限があるような場合で、回転数を上げずに混合力を高める必要がある。

特開２０００−１５７８５５号公報

解決しようとする問題点は、液状体に対するペースト状物、粉などを分散混合、固形物の保形性が要求される場合の混合が不十分となる点である。

本発明は、液状体に対するペースト状物、粉などを分散混合、固形物の保形性が要求される場合の混合を円滑に行わせることを可能とするため、流動性の被攪拌物を収容する攪拌容器と、この攪拌容器の内面に沿って攪拌移動する攪拌羽根を可動支持した攪拌部と、この攪拌部を支持し前記攪拌容器に対して正転と逆転とを切り替え駆動可能な攪拌軸とを備える攪拌装置であって、前記攪拌羽根の可動支持は、前記正転及び逆転方向での揺動可能な支持であり、前記正転時に前記攪拌羽根が前記被攪拌物から流動抵抗を受けて前記攪拌容器の内面に対し鋭角を成して掻き取り摺動するように該攪拌羽根の先端が前記攪拌容器の内面に接し、前記逆転時に前記攪拌羽根が前記被攪拌物から流動抵抗を受けて前記攪拌容器の内面に対し鋭角を成して前記攪拌羽根の先端が前記攪拌容器の内面から離間し該攪拌羽根の先端部と前記攪拌容器の内面との間に流動用隙間を形成すると共に攪拌羽根の逆転方向前面と攪拌容器の内面との間に断面積が正転方向に漸次減少して前記流動用隙間に連通する通路を形成し、前記逆転時に前記被攪拌物の一部を、前記通路を通して流動用隙間から流出させることを攪拌装置の特徴とする。

流動性の被攪拌物を収容する又は流動性の被攪拌物を含めて収容する攪拌容器と、この攪拌容器の内面に沿って攪拌移動する攪拌羽根を支持した攪拌部と、この攪拌部を支持し前記攪拌容器に対して正転と逆転とを切り替え駆動可能な攪拌軸とを備える攪拌装置を用いた攪拌方法であって、前記逆転時に前記攪拌羽根の逆転方向前面と攪拌容器の内面との間に断面積が正転方向に漸次減少して前記攪拌羽根の正転方向前面側に連通する流通路を形成し、前記逆転時に前記被攪拌物の一部を、前記流通路を通して前記攪拌羽根の逆転方向後面側に流出させることを、攪拌装置を用いた攪拌方法の特徴とする。

本発明の攪拌装置及び攪拌方法は、上記構成であるから、液状体に対するペースト状物、粉などを分散混合、固形物の保形性が要求される場合の混合を円滑に行わせることができる。

攪拌装置を一部省略し攪拌部を中心に示す概略図である。（実施例１） 攪拌部の上面図である。（実施例１） 攪拌部の側面図である。（実施例１） 攪拌部の変形例１に係る側面図である。（実施例１） 攪拌部の変形例２に係る側面図である。（実施例１）

液状体に対するペースト状物、粉などを分散混合、固形物の保形性が要求される場合の混合を円滑に行わせるという目的を、逆転時に被攪拌物の一部を、断面ほぼ楔形の通路を通して流動用隙間から流出させることで実現した。

図１は、攪拌装置を一部省略し攪拌子を中心に示す概略図、図２は、攪拌部の上面図である。なお、図１、図２では、主要な部分として攪拌部を中心に示し、攪拌軸を駆動する駆動モータ等は省略している。

図１、図２により本実施例に適用した攪拌装置の概要を説明し、その後本発明の要部に係る実施例構造を説明する。

図１のように、攪拌装置１は、被攪拌物として、例えば食材を攪拌調理するものであり、攪拌容器としての加熱釜３と、攪拌部５とを備えている。

加熱釜３は円筒状の胴部７と、半球状の底部９とが一体に構成された構造であり、被攪拌物である食材を投入して攪拌調理するための攪拌容器を構成する。加熱釜３の底部９側の外面周囲には、例えばジャケットが閉断面で設けられてもよい。ジャケットには、外部から加熱用の蒸気が給排される。ジャケットを設けずに電気、電磁、あるいはガス等によって底部９を加熱する構成にすることもできる。加熱構造を省略し、単なる攪拌容器として構成することもできる。この加熱釜３は、例えば脚などを介してベースに支持されている。

加熱釜３の上端には、蓋体（図示せず）が開閉可能に取りつけられる。

攪拌部５は、攪拌軸１３に取り付けられた攪拌子として、外側攪拌子１５及び内側攪拌子１７を備えている。

攪拌軸１３は、加熱釜３に対し上部から挿入して傾斜配置され、加熱釜３外で上端に結合された図示しない電動モータ及びギヤボックスなどにより構成された駆動部により攪拌駆動可能となっている。

図１、図２のように、外側攪拌子１５は、環状に形成された所謂サークル型であり、攪拌軸１３の下部に上部が取り付けられ加熱釜３の底部９に沿って配置されている。さらに述べると、外側攪拌子１５は、丸パイプにより略円環状に形成され、上部が攪拌軸１３５の下部に固定して取り付けられている。外側攪拌子１５の下部は、加熱釜３の底部９に近接し、外側攪拌子１５の曲率中心が底部９の曲率中心にほぼ一致するように底部９に沿って近接配置されている。

外側攪拌子１５の下端１５ａ、１５ｂは、相互に離間しており、下端１５ａは、攪拌軸１５の回転軸芯Ｃに近接配置され、下端１５ｂは、回転軸芯Ｃから若干離れている。下端１５ａの先端には、温度センサ１６が取り付けられ、回転中心側の温度を検出できるようになっている。

下端１５ａ、１５ｂ間は、アーチ状の補強部１８により結合されている。下端１５ａには、第１のアーム部２１が取り付けられ、下端１５ｂには、第２のアーム部２３が取り付けられている。第１、第２のアーム部２１、２３は、湾曲形成され、第１のアーム部２１は、外側攪拌子１５の底部側での攪拌作用の死角が無いようにしている。

外側攪拌子１５には、複数の掻取羽根２５・・・（図では１個のみ示す。）が所定間隔で規定位置に取り付けられている。掻取羽根２５・・・は、攪拌軸１３を介した外側攪拌子１５の旋回回転により底部９内面を掻き取り摺動する。

攪拌部５・・・における攪拌羽根２５・・・の可動支持についての詳細は後述する。

内側攪拌子１７は、外側攪拌子１５同様に丸パイプで形成され、外側攪拌子１５の内側に交差配置され同回転軸芯で一体回転可能に取り付けられ回転軸芯Ｃ方向に長い長環状に形成されている。この内側攪拌子１７の長環状は、楕円形状に近く、上部が攪拌軸１３の下端部に結合され、下端が補強部１８に結合されている。内側攪拌子１７の長環状は、楕円形状に限らず、矩形、菱形など、攪拌の目的により種々選択することができる。

前記回転軸芯Ｃを挟んで両側に、外側攪拌子１５と内側攪拌子１７との間を結合する攪拌バーとして直状のシャ―リングバー２７、２９がそれぞれ相互間隔を置いて平行に複数本設けられている。この結合により、シャ―リングバー２７、２９は、攪拌子の回転軸芯を挟む両側部から回転軸芯方向で該回転軸芯からオフセットした位置へ向かって延設された構成となる。但し、攪拌バーは、攪拌子の回転軸芯を挟む両側部の少なくとも一方から延設されれば良く、シャ―リングバー２７、２９は、一方のみ設ける構成にすることもできる。また、直状に限らず、波状、或いは長さ方向で太い細い等の変化を持つ断面形状等に形成することもできる。

これらシャ―リングバー２７、２９は、回転軸芯方向で段違いに配置されている。またシャ―リングバー２７、２９は、回転軸芯Ｃ方向で内側攪拌子１７側が低くなるように若干傾斜して配置され、正転時は回転軸芯Ｃ方向での高位側となる外側攪拌子１５側での部分が回転先行することで食材等を加熱釜３の底部９方向へ流動させ、逆転時は回転軸芯Ｃ方向での低位側となる内側攪拌子１７側での部分が回転先行することで食材等を加熱釜３の上部方向へ流動させる傾向となるように攪拌する。

シャ―リングバー２７、２９での結合により攪拌部５は、撹拌翼としての機械的強度を保持する。

さらに述べると、攪拌部５の回転軸芯Ｃは、図示しない駆動部の駆動軸の延長方向にあり、加熱釜３に対し斜めの角度にセットされている。加熱釜３の垂直軸心に対し、２０°〜４０°好ましくは３０°程度傾斜させてある。

外側攪拌子１５及び内側攪拌子１７の二重リングは中心線が斜軸の攪拌軸１３軸芯の延長上にあり、それぞれのリングを含む面の相互交差角が設定されている。回転軸芯Ｃ方向の上面から見た図２２のように、外側攪拌子１５及び内側攪拌子１７の交差角は６０°〜１５０°好ましくは１１０°度程度である。内側攪拌子１７及びシャ―リングバー２７、２９は、外側攪拌子１５の内径側で、回転軸芯Ｃ方向の上面から見た図２２のように、逆Ｚ字状に配置されている。

後述するが外側攪拌子１５及び内側攪拌子１７を繋いでいる部分としての補強部１８は、この部位への食材の付着等が問題となる場合は設置しない。補強部１８は、製作上ある方が製造容易となる。

内側攪拌子１７の幅は好ましくは加熱釜３の底部９の半球部の径の３割程度以上のサイズとする(7割から2割)。シャ―リングバー２７、２９が撹拌機能の中心であり、内側攪拌子１７は一部又は全部を省く事も可能である。

シャ―リングバー２７，２９と回転軸芯Ｃとは、上記のような配置結合構造により空間的にねじれの位置にあるが、回転軸芯Ｃに直交する面に対するシャ―リングバー２７、２９の相互角度は、若干の鋭角か鈍角となる。

外側攪拌子１５及び内側攪拌子１７を適当な間隔でシャ―リングバー２７、２９により繋ぐので、この角度は鋭角(上側)から鈍角(下側)に変化する。角度を持った方が直角の場合に比べシャ―リングバー２７，２９の運動(移動)軌跡の範囲が広くなり、若干混合効果が高まり好ましい。

即ち、回転軸芯Cに直交する面上にシャ―リングバーがある場合、その回転軌跡は直交行面上にある。一方、直交面に対し角度を持つ場合、回転軌跡は円錐台の側面となり軸方向に広がりを持ち、軸方向の混合に寄与する。

［攪拌部］
図３は、本発明実施例の要部に係り、攪拌部の側面図である。

図１、図３のように、攪拌部５の外側攪拌子１５に支持される複数の掻取羽根２５・・・は、同一構造であり、外側攪拌子１５に固定された一対のブラケット３１ａ、３１ｂ間に一対の第1、第２のピン３３、３５が所定間隔で対向支持されている。掻取羽根２５は、羽根ピース２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄ、２５ｅがブラケット３１ａ、３１ｂ間に併設され、全体として掻取羽根２５を構成している。掻取羽根２５の先端は、図1のように加熱釜３の底部内面９ａの球面に接するように湾曲形成されている。このため、厳密に述べると各羽根ピース２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄ、２５ｅの形状は異なる。しかし、以下の説明では、単一の羽根ピース２５ａを代表し、先端の湾曲形状以外の同一部分についての説明を行う。

羽根ピース２５ａは、基部３７及び羽根部３９が一体に設けられたものである。基部３７は、第１のピン３３と第２のピン３５との間に保持されている。基部３７には、一端に第１のピン３３の断面の半径に対して僅かに大きな又はほぼ同一の曲率を有する第１の嵌合凹部４１が設けられている。この第1の嵌合凹部４１が第１のピン３３に嵌合することによって、掻取羽根２５は第１のピン３３周りに揺動回転可能となっている。

基部３７の他端には、第２のピン３５の断面の半径よりも大きな曲率で第２の遊嵌凹部４３が設けられている。この第２の遊嵌凹部４３が第２のピン３５に遊嵌することで、掻取羽根２５は一定範囲以上の回転が規制されている。

各羽根部３９の先端３９ａは、攪拌羽根２５・・・の先端を構成し、断面鋭角に形成され、先端３９ａに隣接して先端面３９ｂが傾斜形成されている。先端３９ａが加熱釜３の底部内面９ａに接するとき、先端面３９ｂは、その傾斜により加熱釜３の内面３との間に逃げ用の隙間を形成する。逆転時に掻取羽根２５が揺動して鎖線図示の位置になると先端面３９ａが加熱釜３の底部内面９ａに対面して両者間に流動用隙間ＯＰを形成する。

すなわち、攪拌軸１５の正転時に攪拌羽根２５・・・の正転方向前面２５ａａ・・・が被攪拌物から流動抵抗を受けて加熱釜３の内面に押し付けられ、攪拌羽根２５・・・が加熱釜３の内面に対し鋭角を成して掻き取り摺動するように該攪拌羽根２５・・・の先端である羽根部３９の先端３９ａ・・・が加熱釜３の底部内面９ａに接する。

ここで、攪拌羽根２５・・・が加熱釜３の内面に対し鋭角を成して掻き取り摺動するというのは、羽根の進行方向の反対側の面２５ａｂと壁内面９ａとで挟む角が鋭角で摺動することを意味する。

攪拌羽根２５・・・は、先端３９ａが加熱釜３の内面よりも外周側へ移動できる回動代を有しているため、先端３９ａの押し付けを確実に行わせることができる。

外側攪拌子１５の逆転時には、攪拌羽根２５・・・の逆転方向前面２５ａｂ（攪拌羽根の後面）が被攪拌物から流動抵抗を受けることで攪拌羽根２５・・・が加熱釜３の内面から離間する方向（反押し付け方向）へ回動する。この回動は、第１の嵌合凹部４１が第１のピン３３に沿って相対回動することで許容される。

この逆転時の相対回動は、第２の遊嵌凹部４３が第２のピン３５に係合して停止する。

このとき、加熱釜３の底部内面９ａに対し攪拌羽根２５・・・が鋭角を成したまま攪拌羽根２５・・・の先端３９ａ・・・が加熱釜３の底部内面９ａから離間し、該攪拌羽根２５・・・の先端３９ｂ・・・と加熱釜３の底部内面９ａとの間に流動用隙間ＯＰを形成する。

ここで、逆転時に加熱釜３の底部内面９ａに対し攪拌羽根２５・・・が鋭角を成したままというのは、逆転時の羽根２５・・・の進行方向の面２５ａｂと壁内面９ａとで挟む角が鋭角を成したままを意味する。

流動用隙間ＯＰが加熱釜３の底部内面９ａとの間に形成する大きさは、ダマの解消の場合は１０ｍｍ程度が望ましい。但し、流動用隙間ＯＰの大きさは、流動性の食材の性質により適宜拡大、縮小することができる。

流動用隙間ＯＰの大きさを決める部分は、羽根部３９の先端３９ａ・・・又は羽根部３９の先端面３９ｂ・・・の何れでもよい。本実施例では、流動用隙間ＯＰの形成時、羽根部３９の先端面３９ｂ・・・は、後端３９ｃ・・・が、先端３９ａ・・・よりも加熱釜３の底部内面９ａに対して僅かに遠くなるように設定されている。

したがって、流動用隙間ＯＰの大きさを決める部分は、羽根部３９の先端３９ａ・・・とし、先端面３９ｂ・・・を逆回転方向に底部内面９ａから漸次離間するように傾斜設定している。

但し、先端３９ａ・・・及び後端３９ｃ・・・は、加熱釜３の底部内面９ａに対してほぼ同一距離となるように設定することもでき、先端３９ａ・・・が、後端３９ｃ・・・よりも加熱釜３の底部内面９ａに対して僅かに遠くなるように設定することもできる。

流動用隙間ＯＰが形成されると、攪拌羽根２５・・・の逆転方向前面２５ａｂと加熱釜３の底部内面９ａとの間に断面積が正転方向に漸次減少して流動用隙間ＯＰに連通する断面ほぼ楔形の通路ＰＡが形成される。通路ＰＡは、断面積が正転方向に漸次減少する構成であれば、必ずしも楔形に限定されず、羽根部３９側の面が凸又は凹となるものでもよい。

この通路ＰＡ及び流動用隙間ＯＰの形成により、逆転時に断面積が正転方向に漸次減少して攪拌羽根２５・・・の正転方向前面２５ａａ・・・側に連通する流通路を形成し、逆転時に流動用隙間ＯＰを通過して流動する食材の流速を、正転時の慣性力でのみ正転方向に流動する食材に対して相対的に高めることができる。

［変形例１］
図４は、変形例に係り、攪拌部の変形例に係る側面図である。

本変形例では、図４のように、第１、第２のピン３３、３５の他に、ストッパーとしてストッパー・ピン４５をブラケット３１ａ、３１ｂ間に亘って設けた。基部３７の他端には、前記第２の遊嵌凹部４３に代えて逃げ凹部４７が設けられている。この逃げ凹部４７が第２のピン３５に対向することで、掻取羽根２５は逆転時の鎖線図示への揺動が許容されている。この掻取羽根２５の一定範囲以上の揺動がストッパー・ピン４５への当接で規制されることになる。

こうして、本変形例でも、逆転時に通路ＰＡ及び流動用隙間ＯＰが形成される。

なお、変形例1において、ストッパー・ピンを支持穴部とストッパー部とで径が異なるものとし、ストッパー部の径を変える事で流動用隙間OPを変更できる。

［変形例２］
図５は、変形例に係り、攪拌部の変形例に係る側面図である。

本変形例では、図５のように、第１、第２のピン３３、３５の他に設けたストッパー・ピン４５の位置を設定変更可能とし、逆転時に攪拌羽根２５に当接して逆転方向での揺動範囲を規定し、流動用隙間ＯＰを調節する調節部とした。

この調節部の構造として、ブラケット３１ａ、３１ｂにピン取り付け位置変更用の支持穴４９を追加した。変更は、ネジ止め等によるストッパー・ピン４５をハッチング図示の位置の元の支持穴から外して支持穴４９に付け替え、ネジ止めなどにより固定する。この付け替えにより逆転時に攪拌羽根２５・・・の揺動範囲を拡大させ、流動用隙間ＯＰを拡大し、通路ＰＡの楔特性を変更することができる。ストッパー・ピン４５を元の支持穴に戻して固定することもできる。

［撹拌機能］
この撹拌装置１の正回転と逆回転とを適当な頻度で繰り返す事により、問題を改善、解決した。本機を回転させた時の撹拌・混合機構について説明する。

加熱釜３（撹拌槽）内に流体を入れ、撹拌装置１を一定速度で回転するのが、通常の撹拌槽での撹拌混合操作である。この場合、槽内の流体は撹拌部５の回転と同方向に旋回流動する。撹拌部５と旋回流体の相対速度は、攪拌翼と加熱釜３の内壁（槽壁）、攪拌翼と静止流体との相対速度よりかなり小さい。槽内の流体混合は、主に掻取羽根２５が旋回流体中を移動することに起因する乱れと、旋回流体が槽壁等から受ける流動の乱れにより行われる。

撹拌装置１を一旦停止後、逆回転させると、通常予見される逆回転の効果(正転の混合効果に、液流が反対方向である場合の混合効果を加えた効果の上昇)を超えた混合力の増加が生じる。

正転から逆転への切り替え時に、材料の流れ方向と撹拌羽根２５の運動方向が同方向から反対方向に切り替わり、旋回流体と攪拌羽根２５・・・の相対速度は正負が入れ替わるだけでなく、その相対速度は数倍以上となる。例えば攪拌羽根の速度がu、旋回流体の速度が0.7uの場合、相対速度0.3uが、1.7u(5.7倍)に変化する。

回転方向の変更は材料に強い混合効果を与え、一定方向では得られない撹拌強度を与え、液中への粉体の分散などで、より均一な分散が可能となる。

更に、材料の流れ方向が大きく変化するので、混合が加速され混合時間も大幅に短縮される。

これ等の効果により、前記問題は解決、改善される。即ち、
（１）流動性が少ないペーストの分散不十分(＝ペーストの残存)は、逆転時の液の流動慣性と羽根の回転運動とが衝突し、混合力の大幅増加により解決、改善された。

（２）ペースト状物、粉が撹拌羽根２５で被撹拌液との相対運動が少ない部位に残留する問題に対し、この撹拌装置１を一旦停止後、逆回転させると、材料の流れ方向と羽根の運動方向が反対になり、攪拌羽根２５・・・の後面が、材料を押す面に変わる。

この効果により、羽根面と材料との相対運動が少ない事に起因する付着物（例えば付着したペースト、粉体）が相対運動の変化により羽根面より外れる。外れた材料は槽内で混合撹拌を受け処理される。（逆回転の結果、羽根の裏等、流れの相対運動が弱い部分が改善され、解消した。）
（３）粉を液に分散する場合、分散が不十分でダマが出来る問題は逆回転による混合力の増大で改善された。

（４）流動性の乏しい食材が撹拌部５と共に供回りして、混合が不十分となる問題は、逆転時に供回りが解消され、解決、改善された。

（５）正転と逆転の間に適当な停止期間を設定することにより、回転の切り替えに伴う固形物へのダメージを抑えて、混合力を高めることが出来る。

更に、上記の効果に加え、本撹拌装置１特有の効果がある。

前記のように、掻取羽根２５・・・は、正転時に槽壁に対し鋭角で接触摺動し、食材を押す反力で底部内面９ａに押し付けて、底部内面９ａを掻取る効果を発揮する。逆回転時には、この攪拌羽根２５・・・と液との運動関係が逆転し、液が攪拌羽根２５・・・を押す力の方向が反対となり、攪拌羽根２５・・・が底部内面９ａから離れる。

ポイントは、このとき攪拌羽根２５・・・と底部内面９ａとの間の距離を所定に保つよう、攪拌羽根２５・・・の可動範囲を規制することである。

このようにすると、逆転した場合に、所定の間隔(クリアランス)となった掻取羽根２５・・・と底部内面９ａの間に、前記のように通路ＰＡ及び流動用隙間ＯＰが形成され、食材が流れ得る。

逆転時に掻取羽根２５・・・が形成する通路ＰＡは、断面がほぼ楔形であり、底部内面９ａとの間隔が正転方向に漸次減少する形態になっている。攪拌羽根２５・・・の周回方向の寸法は、加熱釜３の直径の１０−１５％程度に設定してあり、攪拌羽根２５・・・を環状の攪拌子１５と共に回転させると、通路ＰＡの楔形状により、掻取羽根２５・・・先端の流動用隙間ＯＰに食材が押し込まれる力が働く。

この為、通路ＰＡから流動用隙間ＯＰに向けて流れ、正転方向に流出される液体の流速は、底部内面９ａに対し、攪拌羽根２５・・・の正転時の周速よりもかなり(数倍)早くなっている。この流速が概ね０．５ｍ／ｓから２０ｍ／ｓの範囲で、混合上適切な流速となるよう、回転数、掻取羽根の形状（長さ、角度）、流動用隙間ＯＰの開口面積、通路ＰＡの楔形状を設定することにより、ダマ消し、強度の混合を行える。

また、逆転時には、攪拌羽根２５・・・の逆転方向で裏面、すなわち正転時の正転方向前面２５ａａ・・・で渦の発生もあり得る。

即ち、このようにして逆転を行うと、ダマ等の大きい粒子は、通路ＰＡを通って流動用隙間ＯＰから流出するときに、設定した開口面積、楔形状と回転速度とに応じて磨り潰し作用を受け、所謂ダマの解消などの効果がでる。一般的なダマの解消の場合、先端３９ａと底部内面９ａとの間隙は、攪拌羽根２５・・・を取り付けるブラケット３１ａ、３１ｂ間の幅寸法200〜250ｍｍに対し、１０ｍｍ程度にセットするのが良い。

変形例２の構造により、ストッパー・ピン４５の位置を変更することにより、最適な磨り潰し作用を与えることができる。

変形例１の構造では、第２のピン３５をブラケット３１ａ、３１ｂに対しネジ固定などにより交換可能とし、ストッパー部の太さの変更により通路ＰＡ、流動用隙間ＯＰの設定を変更することができる。

更に、別の効果として、伝熱面である加熱釜３の底部内面９ａの直近で、液体を流動用隙間ＯＰから高流速で流動させるので、高い伝熱係数が得られる特長を持つ。底部内面９ａでの伝熱係数である内部境膜伝熱係数は、伝熱面表面流速の約０．８乗に比例する。

また、逆転により掻取羽根２５・・・が底部内面９ａから離れ、液が底部内面９ａと掻取羽根２５・・・との間の通路ＰＡ、流動用隙間ＯＰを流れる効果により、掻取羽根２５・・・の裏面（逆転方向前面２５ａｂ）の近傍を高流速で材料が流れる。正転時、攪拌羽根２５・・・裏面に材料の流れは殆どなく、粉等が付着し易いものの、付着物は、逆転時に前記の通り除去される。

［その他］
本発明の攪拌方法の流通路は、通路ＰＡ及び流動用隙間ＯＰにより形成されるものに限らず、正転逆転の何れにおいても攪拌羽根の先端がそのまま加熱釜３の底部内面９ａに接する形態も含む。この場合、攪拌羽根の先端部に部分的に開口を形成し、この開口と逆転時の攪拌羽根の逆転方向前面及び底部内面間の断面楔形の通路とで流通路とすることもできる。

開口は、種種設定することができ、攪拌羽根の先端部を櫛歯形状としこの櫛歯形状と底部内面との間で開口を形成することもできる。

開口は、開閉構造とし、液からの抵抗により正転時に閉じ、逆転時に開く構成にすることもできる。

攪拌羽根を回転方向に可撓構造とし、逆転時に攪拌羽根の先端と底部内面との間に流動用隙間を構成することもできる。

各羽根ピース２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄ、２５ｅを一体として攪拌羽根２５を構成することもできる。

羽根ピース２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄ、２５ｅの一部のみを揺動可能に支持し、この一部の羽根ピースと底部内面９ａとの間に流動用隙間ＯＰを構成することもできる。

攪拌装置１の攪拌部５の形態は種々適用することができ、攪拌子が環状のサークル型に限らず、攪拌子が弧状の所謂アンカー型（特開２０００−１５７８５５号公報）等にも適用することができる。

攪拌する被攪拌物は、食材に限らず、医薬、建築資材等攪拌を要するものに適用することができる。

１ 攪拌装置
３ 加熱釜（攪拌容器）
５ 攪拌部
７ 胴部
９ 底部
９ａ 底部内面
１３ 攪拌軸
１５ 外側攪拌子（攪拌子）
２５ 攪拌羽根
３９ａ 羽根部の先端（攪拌羽根の先端）
４５ ストッパー・ピン（ストッパー、調節部）
４９ 支持穴（調節部）
ＯＰ 流動用隙間（流通路）
ＰＡ 通路（流通路）

Claims (5)

1. 流動性の被攪拌物を収容する又は流動性の被攪拌物を含めて収容する攪拌容器と、この攪拌容器の内面に沿って攪拌移動する攪拌羽根を可動支持した攪拌部と、この攪拌部を支持し前記攪拌容器に対して正転と逆転とを切り替え駆動可能な攪拌軸とを備える攪拌装置であって、
   前記攪拌羽根の可動支持は、前記正転及び逆転方向での揺動可能な支持であり、
   前記正転時に前記攪拌羽根が前記被攪拌物から流動抵抗を受けて前記攪拌容器の内面に対し鋭角を成して掻き取り摺動するように該攪拌羽根の先端が前記攪拌容器の内面に接し、
   前記逆転時に前記攪拌羽根が前記被攪拌物から流動抵抗を受けて前記攪拌容器の内面に対し鋭角を成して前記攪拌羽根の先端が前記攪拌容器の内面から離間し該攪拌羽根の先端と前記攪拌容器の内面との間に流動用隙間を形成すると共に攪拌羽根の逆転方向前面と攪拌容器の内面との間に断面積が正転方向に漸次減少して前記流動用隙間に連通する通路を形成し、
   前記逆転時に前記被攪拌物の一部を、前記通路を通り流動用隙間から流出させる、
   ことを特徴とする攪拌装置。
2. 請求項１記載の攪拌装置であって、
   前記攪拌容器は、底部が半球状で胴部が円筒であり、
   前記攪拌軸が、前記攪拌容器に対し上部から挿入して傾斜配置され、
   前記攪拌子が、環状又は弧状に形成されて前記攪拌軸の下部に上部が取り付けられ前記底部に沿って配置された、
   ことを特徴とする攪拌装置。
3. 請求項１又は２記載の攪拌装置であって、
   前記攪拌羽根の前記攪拌子に対する可動支持は、前記流動用隙間を調節するための調節部を備えた、
   ことを特徴とする攪拌装置。
4. 請求項３記載の攪拌装置であって、
   前記調節部は、前記逆転時に前記攪拌羽根に当接して逆転方向での揺動範囲を規定しその位置を設定変更可能なストッパーである、
   ことを特徴とする攪拌装置。
5. 流動性の被攪拌物を収容する又は流動性の被攪拌物を含めて収容する攪拌容器と、この攪拌容器の内面に沿って攪拌移動する攪拌羽根を支持した攪拌部と、この攪拌部を支持し前記攪拌容器に対して正転と逆転とを切り替え駆動可能な攪拌軸とを備える攪拌装置を用いた攪拌方法であって、
   前記逆転時に前記攪拌羽根の逆転方向前面と攪拌容器の内面との間に断面積が正転方向に漸次減少して前記攪拌羽根の正転方向前面側に連通する流通路を形成し、
   前記逆転時に前記被攪拌物の一部を、前記流通路を通して前記攪拌羽根の逆転方向後面側に流出させる、
   ことを特徴とする攪拌装置を用いた攪拌方法。

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