JP2018164877A - 攪拌装置 - Google Patents

Abstract

【課題】攪拌容器内部のメンテナンス性を向上させた攪拌装置を提供する。【解決手段】攪拌装置の攪拌アームおよびスクレーパが支軸によって揺動可能に連結されており、スクレーパが攪拌アームの回転方向に応じて攪拌容器の内壁面に摺動する第１及び第２のエッジ部を有し、この支軸を支点とするときの第１エッジ部によって生ずる回転モーメントＭ１及び第２のエッジ部によって生ずる回転モーメントＭ２の一方が、他方に比べて大きくなるように設定されている。【選択図】 図４

Description

本発明は、スクレーパを備えた攪拌装置に関する。

化粧品、医薬品といった高粘度の物質を製造するために使用される攪拌装置として、例えば特許文献１に開示されるような攪拌装置がある。この攪拌装置は攪拌物（処理物）を収容する円筒状の攪拌容器と、攪拌容器の内部において攪拌物を攪拌する攪拌アーム（第１攪拌羽根）とを備えている。攪拌アームは、馬蹄型のアンカーブレードであり、攪拌容器の中心軸線周りに回転可能に支持されている。攪拌アームの内側部分には、複数の攪拌羽根（第２攪拌羽根）が設けられている（図１）。

上記攪拌装置においては、攪拌容器の内壁面に付着した攪拌物が流動せずに留まって攪拌物の均一な攪拌を妨げるといった問題や、攪拌容器の内壁面における熱交換を妨げるといった問題が生じる。このため、上記攪拌装置においては、攪拌容器の内壁面に付着した攪拌物を掻き取るためのスクレーパを攪拌容器の内壁面に近接する攪拌アームの外側部分と攪拌容器の内壁面の間に複数個設け、上記問題を回避している（図１）。

上記スクレーパ及び攪拌アームにはそれぞれ連結部が設けられており、この連結部を介して双方が連結される。この連結部には固定用のピンの軸部を挿入するための孔が設けられており、この孔にピンの軸部を挿入することでスクレーパと攪拌アームとがピンを支軸として揺動可能な状態で連結される（図２）。
また、上記スクレーパは上記連結部と一体的に形成される本体部分を有している。本体部には、本体部の中央部から左右両側に向けて先細るような形で、第１及び第２のエッジ部が形成されている（図２）。

また、スクレーパには、攪拌アームと一体となって回転する際に攪拌物から抵抗力を受けるための面が設けられている。具体的には、スクレーパの連結部と第１又は第２のエッジ部の先端を結ぶ側面がこれに該当する。スクレーパが攪拌アームと一体となって回転する際、この面が攪拌容器の内部に収容された攪拌物から抵抗力受けて第１又は第２のエッジ部の先端が攪拌容器の内壁面側に向けて揺動し、エッジ部の先端が攪拌容器の内壁面に摺接する状態を維持しながらスクレーパが攪拌容器の内壁面上を移動する（図３）。以上のようにして攪拌容器の内壁面に付着した攪拌物が取り除かれ、流動せずに留まって攪拌物の均一な攪拌を妨げるといった問題や、攪拌容器の内壁面における熱交換を妨げるといった問題が回避される。

特開２００８−１３２４９８号公報

しかしながら、上記攪拌装置においては、攪拌物が攪拌容器内部から排出された後に、攪拌容器の内壁面底部に付着・残留する攪拌物をスクレーパで掻き取ることができないという問題が生じる。
具体的には、攪拌物は重力作用により攪拌容器底部に移送され、容器底部の排出口から容器外部に排出されるが、攪拌容器の内壁面底部は、水平または傾斜が非常に緩やかな状態にあるため、攪拌物が付着・残留しやすい。しかしながら、攪拌物のほとんどが容器外に排出された後においては、スクレーパが攪拌アームと一体となって回転する際に、スクレーパが攪拌物からの抵抗力を受けることができないため、スクレーパのエッジ部が攪拌容器の内壁に密着しない。このため、スクレーパの第１又は第２のエッジ部のいずれかが攪拌容器の内壁面に摺接する状態を維持しながら攪拌容器の内周面上を移動することができず、攪拌容器の内壁面に付着・残留した攪拌物を取り除くことができなくなる。

この結果、攪拌容器の底部の内壁面のクリーニングを人的作業によって行うことが必要となり、攪拌容器のメンテナンス性が著しく低下するという問題を生じさせることになる。

本発明の攪拌装置は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、攪拌物を収容する攪拌容器と、上記攪拌容器の内部において上記攪拌物を攪拌するための攪拌アームと、上記攪拌アームに連結され、上記攪拌容器の内壁面に付着した上記攪拌物を掻き取るスクレーパと、を備えた攪拌装置であって、
上記攪拌アームおよび上記スクレーパは、支軸によって揺動可能に連結されており、
上記スクレーパは、上記攪拌アームの回転方向に応じて上記攪拌容器の内壁面に摺動する第１及び第２のエッジ部を有し、
上記支軸を支点とするときに、上記第１エッジ部によって生ずる回転モーメントＭ１及び上記第２のエッジ部によって生ずる回転モーメントＭ２は、一方が他方に比べて大きくなるように設定されていることを特徴とする（請求項１）。
好ましくは、上記スクレーパは、上記攪拌容器の底部の内壁面と対向する部分に配置されていることを特徴とする（請求項２）。

上記構成のスクレーパを有する攪拌装置であると、スクレーパが攪拌容器の内部に収容された攪拌物から抵抗力を受けなくても、上記第１及び第２のエッジ部のいずれかが上記攪拌容器の内壁面に密着した状態で摺動することができる。
具体的には、上記スクレーパが攪拌アームに支軸によって揺動可能に連結されている状態において、上記第１エッジ部によって生ずる回転モーメントＭ１又は第２のエッジ部によって生ずる回転モーメントＭ２のいずれかが他方に比べて大きくなるように設定しているので、生ずる回転モーメントの大きい方のエッジ部が自重によって下方に揺動し、上記攪拌容器の底部の内壁面に密着した状態で摺動することができる。

攪拌容器内部から攪拌物が排出された後においても、攪拌容器の内壁面底部に付着・残留する攪拌物をスクレーパで掻き取ることができ、攪拌容器のメンテナンス性を向上させることができるようになる。

本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。

本発明及び従来発明に係る攪拌装置の一形態を示す断面図である。 図１に示す攪拌装置に備えられた攪拌アームおよびスクレーパの連結構造を示す斜視図である。 図１に示す攪拌装置に備えられた攪拌アームおよびスクレーパの連結構造を示す平面図である。 本発明に係る攪拌装置の攪拌容器の底部の内壁面と対向する部分に配置されるスクレーパの斜視図。 本発明に係る攪拌装置のスクレーパに作用する回転モーメントを表す概略図。 参考例に係る攪拌装置の攪拌容器の底部の内壁面と対向する部分に配置されるスクレーパの斜視図。

以下、本発明の好ましい実施の形態につき、図面を参照して具体的に説明する。
図１に示される攪拌装置は、攪拌物を収容するタンク１と、タンク１内部の攪拌物を攪拌するための第１攪拌羽根２と、第１攪拌羽根２の周端に突設され、タンク１の内壁に付着する攪拌物を掻き取るためのスクレーパ３とから構成されている。
さらに、図１〜２に示される攪拌容器１の底部には、シャフト９の周りを回転する攪拌突起８、排出口１０および採取口１１が配設されている。

スクレーパ３は、図２〜３に示されるように、第１攪拌羽根２が時計方向に回転するときにタンク１の内壁に接触する第１のエッジ部３ａと、第１攪拌羽根２が反時計方向に回転するときにタンク１内壁に接触する第２のエッジ部３ｂとを有しているため、双方向の回転についてタンク１内壁の付着物の掻き取りを行なうことができる。

スクレーパ３は、図２〜３に示されるように、第１攪拌羽根２の最外周の側面および下面にハンガ（接続部）１３を介して、ピン（支軸）１４により揺動自在に取り付けられている。したがって、第１攪拌羽根２が時計方向または反時計方向のいずれの方向に回転するときでも、スクレーパ３はピン１４回りに揺動して第１エッジ部３ａまたは第２エッジ部３ｂのいずれかのエッジを確実にタンク１の内壁に密着させて付着物の掻き取りを効果的に行なうことができる。

スクレーパ３の内、攪拌装置の攪拌容器の底部の内壁面と対向する部分に配置されるスクレーパ３が、攪拌アームに支軸によって揺動可能に連結されている。この状態において、第１のエッジ部３ａによって生ずる回転モーメントＭ１が、第２のエッジ部３ｂによって生ずる回転モーメントＭ２に比べて大きくなるように設定されている（図４）。
具体的には、第１のエッジ部３ａが、第２のエッジ部３ｂに比べて外形が大きくなるように設定されているので、スクレーパ３が攪拌アームに支軸によって揺動可能に連結されている状態において、スクレーパ３の重心が、第１のエッジ部３ａ側にシフトすることになる。
このため、第１のエッジ部３ａによって生ずる回転モーメントＭ１が、第２のエッジ部３ｂによって生ずる回転モーメントＭ２に比べて大きくなり、生ずる回転モーメントの大きい方の第１のエッジ部３ａがスクレーパの自重によって下方に揺動し、第１のエッジ部３ａの先端を攪拌容器の底部の内壁面に常に摺動させることが可能となる（図５）。
なお、回転モーメントＭ１及びＭ２は、Ｍ１＝Ｆ１×Ｌ１、Ｍ２＝Ｆ２×Ｌ２、（Ｌ１、Ｌ２は、第１及び第２のエッジ部の長さ）で定義される。

上記により、攪拌容器の内壁面底部に付着・残留する攪拌物をスクレーパで掻き取ることができ、例えばメイン排出口１０等といった所定の場所に、付着・残留した攪拌物をかき集めて移送することが可能となる。

これに対し、スクレーパ３の内、攪拌装置の攪拌容器の底部の内壁面と対向する部分に配置されるスクレーパ３が攪拌アームに支軸によって揺動可能に連結されている状態において、第１のエッジ部３ａによって生ずる回転モーメントＭ１と第２のエッジ部３ｂによって生ずる回転モーメントＭ２が同等に設定されている場合（図５）、スクレーパ３の重心が、支軸を含むスクレーパ３の中央線上に存在することになる。このため、第１のエッジ部３ａ及び第２のエッジ部３ｂにいずれもが、スクレーパの自重によって下方に揺動せず、エッジ部の先端を攪拌容器の底部の内壁面に常に摺動させることができない。この結果、攪拌容器の内壁面底部に付着・残留する攪拌物をスクレーパで掻き取ることができず、攪拌容器のメンテナンス性を向上させることができない。

１ 攪拌容器
２ 第１攪拌羽根
３ スクレーパ
４ 回転軸
５ 第２撹拌羽根
６ シャフト
７ 固定板
８ 攪拌突起
９ シャフト
１０ 排出口
１１ 採取口
１３ 接続部
１４ 支軸

Claims (2)

1. 攪拌物を収容する攪拌容器と、上記攪拌容器の内部において上記攪拌物を攪拌するための攪拌アームと、上記攪拌アームに連結され、上記攪拌容器の内壁面に付着した上記攪拌物を掻き取るスクレーパと、を備えた攪拌装置であって、
   上記攪拌アームおよび上記スクレーパは、支軸によって揺動可能に連結されており、
   上記スクレーパは、上記攪拌アームの回転方向に応じて上記攪拌容器の内壁面に摺動する第１及び第２のエッジ部を有し、
   上記支軸を支点とするときに、上記第１エッジ部によって生ずる回転モーメントＭ１及び上記第２のエッジ部によって生ずる回転モーメントＭ２は、一方が他方に比べて大きくなるように設定されていることを特徴とする攪拌装置。
2. 上記スクレーパは、上記攪拌容器の底部の内壁面と対向する部分に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の攪拌装置。