JP2018199108A - 粉粒体の混合方法および装置 - Google Patents

Abstract

【目的】缶体内で攪拌羽根を回動させて粉粒体を攪拌混合する攪拌型混合機の改良を目的とし、粉粒体を移動攪拌混合するための回転速度を低速にしても混合を可能とする省エネルギー型の粉粒体の混合装置を提供する。【構成】缶体内に立設された駆動シャフトに取り付けられて駆動シャフトの回転とともに水平方向に回動して粉粒体を缶体外周に移動させるとともに上方へ移動させるために缶体の底部に配置されたウイングとして、回動方向に凸となる湾曲状に形成したウイングをそなえ、ウイングの回動により粉粒体を缶体外周に移動させ、缶体外周に移動した粉粒体を、ウイングの回動による遠心力と、ウイングの直上に位置し上下に延びる下部スクリューと下部スクリューの上方に位置し上方から缶体の周壁に沿って斜め下方に湾曲して延びる上部スクリューの回動により、缶体の上方に移動させて攪拌混合する。【選択図】図１

Description

本発明は粉粒体の混合方法および装置に関し、とくに、攪拌型混合機において粉粒体を移動攪拌混合するための回転速度を低速にしても混合を可能とする省エネルギー型の粉粒体の混合方法および装置に関する。

食品、医薬品、化学品などの分野においては、製品の製造過程において種類の異なる複数の粉粒体を混合する場合が多く、そのために、粉粒体を収容して混合するための缶体内に複数種類の粉粒体を投入し、缶体内で攪拌羽根を回動させて粉粒体を攪拌混合する攪拌型混合機が用いられている。

例えば、缶体と、駆動シャフトに取り付けられて駆動シャフトの回転とともに水平方向に回動して粉粒体を缶体外周に移動させるとともに上方へ移動させるために缶体の底部に配置された下側の羽根（ウイング）と、駆動シャフトに取り付けられて駆動シャフトの回転とともに回動し上方に移動した粉粒体を攪拌混合するための上側の羽根（スクリュー）をそなえた混合装置が用いられている。（特許文献１参照）

この混合装置においては、缶体の底部に配置された下側の羽根（ウイング）の回動により粉粒体が缶体外周に移動し、移動した粉粒体は回動に伴う遠心力で缶体の外周壁に沿って上方に押し上げられ、押し上げられた粉粒体は上側の羽根（スクリュー）で攪拌されることにより粉粒体の混合が行われるが、この混合方式には以下のような問題点がある。

粉粒体を缶体外周に移動させて缶体の外周壁に沿って上方に押し上げるのは下側の羽根（ウイング）の回動に伴う遠心力だけであるから、駆動シャフトを中心として放射状に延びる直線状のウイングでは、粉粒体を缶体外周に移動させて上方に押し上げるためにウイングを周速６〜１０ｍ／秒のような回動速度で回動させなければならないから、大きな動力を要しエネルギー消費量も大きくなる。ウイングの回転を低速にすると、十分な遠心力が得られないため、粉粒体が缶体外周に移動せず粉粒体が直線状のウイングの上を反回転側に乗り越えてしまい、従って粉粒体を缶体外周に移動させることも缶体の外周壁に沿って上方に押し上げることも困難となり混合ができない。

また、上記のように、粉粒体を缶体の外周壁に沿って上方に押し上げるのはウイング（下側の羽根）の回動に伴う遠心力だけであるから、粉粒体の上方への移動距離には限界があり、従って羽根状のスクリュー（上側の羽根）で攪拌混合する高さ方向の範囲にも限界があって、缶体への粉粒体の仕込み高さを、例えば缶体の底面径の５０％程度に抑えなければならず、仕込み高さをさらに高くすると、混合不良が発生するなどの不具合が生じる。

特開２００４−２５５３４８号公報

本発明は、缶体内で攪拌羽根を回動させて粉粒体を攪拌混合する攪拌型混合機において、回動方向に凸となる湾曲状に形成したウイング（下側の羽根）を用いることにより粉粒体が効果的に缶体外周に移動して缶体の外周壁に沿って押し上げられることを見出し、さらに粉粒体の上方への押し上げに有効な羽根状のスクリュー（上側の羽根）の配置構成を見出したことに基づいてなされたものであり、その目的は、粉粒体を移動攪拌混合するための回転速度を低速にしても混合を可能とする省エネルギー型の粉粒体の混合方法および装置を提供することにある。

上記の目的を達成するための請求項１による粉粒体の混合方法は、粉粒体を収容して混合するための缶体と、駆動シャフトに取り付けられて駆動シャフトの回転とともに水平方向に回動して粉粒体を缶体外周に移動させるとともに上方へ移動させるために缶体の底部に配置されたウイングと、前記駆動シャフトに取り付けられて駆動シャフトの回転とともに回動し上方に移動した粉粒体をさらに上方へ移動と同時に攪拌混合するための羽根状のスクリューとをそなえた粉粒体の混合装置を用いて粉粒体を混合する方法であって、回動方向に凸となる湾曲状に形成したウイングの回動により粉粒体を缶体外周に移動させ、ウイングの回動による遠心力と、ウイングの直上に位置し上下に延びる下部スクリューと下部スクリューの上方に位置し上方から缶体の周壁に沿って斜め下方に湾曲して延びる上部スクリューの回動により、ウイングの回動で缶体外周に移動した粉粒体を缶体の上方に移動させて攪拌混合するようにし、ウイングの回動速度を低速にしても粉粒体の上方への移動と攪拌混合を可能としたことを特徴とする。

請求項２による粉粒体の混合方法は、請求項１において、前記ウイングの回動速度が周速３〜５ｍ／秒であることを特徴とする。

請求項３による粉粒体の混合方法は、請求項１または２において、前記缶体の側面の前記ウイングの上方に粉粒体を分散するためのチョッパーが設置された粉粒体の混合装置を用い、ウイングの回動による遠心力と下部スクリューの回動により、ウイングの回動で缶体外周に移動した粉粒体を上方に移動させてチョッパーに供給し、チョッパーで分散された粉粒体を下部スクリューと上部スクリューの回動によりさらに缶体の上方に移動させ攪拌混合するよう構成したことを特徴とする。

請求項４による粉粒体の混合装置は、粉粒体を収容して混合するための缶体と、駆動シャフトに取り付けられて駆動シャフトの回転とともに水平方向に回動して粉粒体を缶体外周に移動させるとともに上方へ移動させるために缶体の底部に配置されたウイングと、前記駆動シャフトに取り付けられて駆動シャフトの回転とともに回動し上方に移動した粉粒体を攪拌混合するための羽根状のスクリューと、粉粒体を分散するために缶体の側面のウイングの上方に設置したチョッパーをそなえ、前記ウイングは回動方向に凸となる湾曲状に形成され、前記羽根状のスクリューは、ウイングの直上に位置し上下に延びる下部スクリューと下部スクリューの上方に位置し上方から缶体の周壁に沿って斜め下方に湾曲して延びる上部スクリューからなり、ウイングの回動による遠心力と下部スクリューの回動により、ウイングの回動で缶体外周に移動した粉粒体を上方に移動させてチョッパーに供給し、チョッパーで分散された粉粒体を下部スクリューと上部スクリューの回動によりさらに缶体の上方に移動させ攪拌混合するよう構成したことを特徴とする。

請求項５による粉粒体の混合装置は、請求項４において、前記ウイングは、缶体の上方から見た場合、缶体の中央部に位置する駆動シャフトから缶体の周壁まで延びる複数のウイング部材からなり、該ウイング部材は、粉粒体を缶体外周に移動させるためウイングの回動方向に凸となる湾曲状に形成されていることを特徴とする。

請求項６による粉粒体の混合装置は、請求項５において、前記ウイング部材は、缶体の周壁と当接するウイング部材の先端部に粉粒体に上昇流を与える傾斜角度を有する傾斜プレートが付設されていることを特徴とする。

本発明においては、従来の攪拌型混合機と比べて、以下の効果が得られる。
缶体内に立設した駆動シャフトと共に回転するウイングおよびスクリューの回動速度を従来の１／３〜１／２（３〜５ｍ／秒）としても、粉粒体の混合が可能となるから、動力は小さくてすみ省エネルギー効果が達成される。

ウイングおよびスクリューによる粉粒体の上方への押し上げ高さが大きくなるから、缶体への粉粒体の仕込み（投入）高さを高く、例えば缶体の底部径の８０％の高さにしても粉粒体の混合が可能となり、省スペース効果を達成することができる。

本発明による粉粒体の混合装置においては、ウイングおよびスクリューを回動するための駆動シャフトを缶体内に立設しているから、メンテナンス時には駆動機構を上方に引き上げるだけでウイングおよびスクリューの取り外し、点検などを行うことができ、また、缶体内底部の清掃も駆動機構を上方に引き上げるだけで容易に行うことができる。

本発明の粉粒体の混合装置におけるウイング、スクリュー、チョッパーの配置を側面からみた図である。 本発明の粉粒体の混合装置におけるウイング、スクリュー、チョッパーの配置を上面（図１の矢印Ａ方向）からみた図である。

本発明の粉粒体の混合装置１は、図１〜２に示すように、粉粒体を収容して混合するための缶体２と、缶体２に立設された駆動シャフト３の枝杆１１に取り付けられて駆動シャフト３の回転とともに水平方向に回動して粉粒体を缶体２の外周に移動させるとともに上方へ移動させるために缶体２の底部に配置されたウイング４と、駆動シャフト３の枝杆１１に取り付けられて駆動シャフト３の回転とともに回動し上方に移動した粉粒体を攪拌混合するための羽根状のスクリュー（上部スクリュー５、下部スクリュー６）と、粉粒体を分散するために缶体２の側面のウイング４の上方に設置したチョッパー７をそなえている。

図２に示すように、ウイング４は、缶体２の中央部に位置する駆動シャフト３から缶体２の周壁まで延びる複数のウイング部材９からなり、ウイング部材９は粉粒体を缶体２の外周に移動させるためウイングの回動方向（Ｂ）に凸となる湾曲状に形成されている。図２においては、ウイング部材９は駆動シャフト３から左右方向に逆Ｓ字状に２個配置されたものが示されているが、放射状にさらに多数配置することもできる。

また、ウイング部材９は、図１〜２に示すように、缶体２の周壁と当接する先端部に粉粒体に上昇流を与える傾斜角度を有する傾斜プレート１０が付設されていることが望ましい。

粉粒体を攪拌混合するための羽根状のスクリューは、図１〜２に示すように、ウイング４の直上に位置し上下に延びる下部スクリュー６と、下部スクリュー６の上方に位置し上方から缶体２の周壁に沿って斜め下方に湾曲して延びる上部スクリュー５からなる。

粉粒体を分散するために缶体２の側面のウイング４の上方に設置したチョッパー７は、複数の分散ブレード８をそなえた公知のものが適用される。

本発明においては、缶体２内に投入された粉粒体は、ウイング４の回動により粉粒体を缶体２の外周に移動する。ウイング４の回動方向に凸となる湾曲状に形成されたウイング部材９は、粉粒体の缶体２の外周への移動を促進し、回動速度が３〜５ｍ／秒のような低速でも粉粒体は缶体２の外周へ移動して缶体２の外周壁に押し付けられ、ウイング４の回動による遠心力で容易に上方へ押し上げられる。

缶体２の外周に移動した粉粒体は、ウイング４の回動による遠心力と、ウイング４の直上に位置する下部スクリュー６と下部スクリュー６の上方に位置する上部スクリュー５の回動により、缶体２の上方に移動して攪拌混合される。本発明においては、ウイング４の形状と、下部スクリュー６および上部スクリュー５の形状および配置の組み合わせにより、ウイング４およびスクリュー５、６の回動速度を前記のように従来の１／３〜１／２の周速にしても粉粒体の上方への移動と攪拌混合が可能となる。ウイング部材９の先端部に傾斜プレート１０が付設されている場合には、粉粒体の上昇流はさらに促進される。

図１〜２に示すように、缶体２の側面のウイング４の上方に粉粒体を分散するためのチョッパー７が設置されている場合においては、ウイング４の回動による遠心力と下部スクリュー６の回動により、ウイング４の回動で缶体２の外周に移動した粉粒体を上方に移動させてチョッパー７に供給する。チョッパー７の分散ブレード８は粉体が結合して生じた凝集塊の解砕、繊維質のほぐし、固形油脂の添加混合時の油脂解砕、加液・加湿混合時のダマ解砕などして、チョッパー７で分散された粉粒体は、下部スクリュー６と上部スクリュー５の回動によりさらに缶体２の上方に移動して攪拌混合される。この場合においても、ウイング部材９の先端部に傾斜プレート１０が付設されていると、粉粒体の上昇流が促進されて、チョッパー７への粉粒体の供給を効果的に行うことができ、粉粒体の分散効果を促進する。

上記のように、本発明において、粉粒体は、ウイング４の回動による遠心力と、ウイング４の直上に位置する下部スクリュー６と下部スクリュー６の上方に位置する上部スクリュー５の回動により、缶体２の上方まで押し上げられ混合されるから、缶体への粉粒体の仕込み（投入）高さを高く、例えば缶体の底部径の８０％の高さにしても粉粒体の混合が可能となる。

１ 粉粒体の混合装置
２ 缶体
３ 駆動シャフト
４ ウイング
５ 上部スクリュー
６ 下部スクリュー
７ チョッパー
８ 分散ブレード
９ ウイング部材
１０ 傾斜プレート
１１ 枝杆

Claims (6)

1. 粉粒体を収容して混合するための缶体と、駆動シャフトに取り付けられて駆動シャフトの回転とともに水平方向に回動して粉粒体を缶体外周に移動させるとともに上方へ移動させるために缶体の底部に配置されたウイングと、前記駆動シャフトに取り付けられて駆動シャフトの回転とともに回動し上方に移動した粉粒体をさらに上方へ移動と同時に攪拌混合するための羽根状のスクリューとをそなえた粉粒体の混合装置を用いて粉粒体を混合する方法であって、回動方向に凸となる湾曲状に形成したウイングの回動により粉粒体を缶体外周に移動させ、ウイングの回動による遠心力と、ウイングの直上に位置し上下に延びる下部スクリューと下部スクリューの上方に位置し上方から缶体の周壁に沿って斜め下方に湾曲して延びる上部スクリューの回動により、ウイングの回動で缶体外周に移動した粉粒体を缶体の上方に移動させて攪拌混合するようにし、ウイングの回動速度を低速にしても粉粒体の上方への移動と攪拌混合を可能としたことを特徴とする粉粒体の混合方法。
2. 前記ウイングの回動速度が周速３〜５ｍ／秒であることを特徴とする請求項１に記載の粉粒体の混合方法。
3. 前記缶体の側面の前記ウイングの上方に粉粒体を分散するためのチョッパーが設置された粉粒体の混合装置を用い、ウイングの回動による遠心力と下部スクリューの回動により、ウイングの回動で缶体外周に移動した粉粒体を上方に移動させてチョッパーに供給し、チョッパーで分散された粉粒体を下部スクリューと上部スクリューの回動によりさらに缶体の上方に移動させ攪拌混合するようにしたことを特徴とする請求項１または２に記載の粉粒体の混合方法。
4. 粉粒体を収容して混合するための缶体と、駆動シャフトに取り付けられて駆動シャフトの回転とともに水平方向に回動して粉粒体を缶体外周に移動させるとともに上方へ移動させるために缶体の底部に配置されたウイングと、前記駆動シャフトに取り付けられて駆動シャフトの回転とともに回動し上方に移動した粉粒体をさらに上方へ移動と同時に攪拌混合するための羽根状のスクリューと、粉粒体を分散するために缶体の側面のウイングの上方に設置したチョッパーをそなえ、前記ウイングは回動方向に凸となる湾曲状に形成され、前記羽根状のスクリューは、ウイングの直上に位置し上下に延びる下部スクリューと下部スクリューの上方に位置し上方から缶体の周壁に沿って斜め下方に湾曲して延びる上部スクリューからなり、ウイングの回動による遠心力と下部スクリューの回動により、ウイングの回動で缶体外周に移動した粉粒体を上方に移動させてチョッパーに供給し、チョッパーで分散された粉粒体を下部スクリューと上部スクリューの回動によりさらに缶体の上方に移動させ攪拌混合するよう構成したことを特徴とする粉粒体の混合装置。
5. 前記ウイングは、缶体の上方から見た場合、缶体の中央部に位置する駆動シャフトから缶体の周壁まで延びる複数のウイング部材からなり、該ウイング部材は、粉粒体を缶体外周に移動させるためウイングの回動方向に凸となる湾曲状に形成されていることを特徴とする請求項４に記載の粉粒体の混合装置。
6. 前記ウイング部材は、缶体の周壁と当接するウイング部材の先端部に粉粒体に上昇流を与える傾斜角度を有する傾斜プレートが付設されていることを特徴とする請求項５に記載の粉粒体の混合装置。

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