JP2543419B2 - 混合方法およびそのための混合装置 - Google Patents

混合方法およびそのための混合装置

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JP2543419B2 JP1502730A JP50273089A JP2543419B2 JP 2543419 B2 JP2543419 B2 JP 2543419B2 JP 1502730 A JP1502730 A JP 1502730A JP 50273089 A JP50273089 A JP 50273089A JP 2543419 B2 JP2543419 B2 JP 2543419B2
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Description

【発明の詳細な説明】 この発明は固体の混合方法ならびに、そのための混合
装置に関する。
従来の固体ミキサーは、多くの技術分野において使用
されている。とくに合成樹脂を加工処理する分野およ
び、とくに薬剤工業の分野、ならびに窯業および染料工
業においては、固体ミキサーは重要な役割をはたす。固
体ミキサーを使用すれば、例えば粒径、形状および密度
が異なる種々の粒状物質を出来る限り均一に混合するこ
とができるので、混合体中の密度および組成の不均一を
最小ならしめることができる。
しかしながら、少なくとも部分的には比重の差によっ
て不均一となる分離作用が生じ、これを解決するにはな
お大きな困難が伴なうものであった。
このような従来技術の欠点にかんがみ、この発明の目
的は、比較的簡単な手段で、きわめて短時間に、不動作
区域が生ずることなく均一で完全な混合が可能な混合方
法およびそのためミキサーを提供することにある。
この課題は、特許請求の範囲第１項による方法ならび
に、第６項による装置によって解決される。
この発明によれば、驚異的な方法によって重要な技術
的改善が達成された。従来の固体ミキサーの場合は、局
部的に粒体の性質がきわめて異なる粒状体を混合しよう
とする場合に、またその粒度、形状または密度が相互に
異なる場合に、均一なまたは規則的にくり返し混合動作
を行なわせたのでは、理想的な均一混合状態を実現させ
ることは不可能であり、もしろ比重による分離状態に移
行する傾向がたえず存在する。規則的な混合動作によっ
たのでは固体流中に例えば重力による偏りが発生する場
合がある。またフルード（Froude）数が大なる場合は、
すなわち混合物質の遠心運動の存在を意味するもので、
さらに渦巻き選別が発生する等の欠点がある。
このフルード数に関しては、周知の如く、遠心力と混
合物体の重量との比が問題となる。
この発明の方法およびミキサーは、同一形態の動作の
反復を利用したものではなく、むしろ混合中において、
ミキサータンクが回転軸の周りに回転する間に、回転軸
に対するタンクの角度が不規則に変化し、常に様々に調
整されるようになっており、これによって統計的な確率
分布が与えられるのである。さらに回転数すなわち回転
速度および回転方向も不規則かつ同一でない形態で常に
変化し、これにより統計的な確率分布的制御が実行され
る。この制御は、１つの確率過程の発生器を形成するこ
とになる。
ミキサータンクとその回転軸との間の傾斜角を確率的
に、つまり不規則に変化させると同時に、ミキサータン
クの混合回転軸の回転数および回転状態をも確率的に制
御し変化させることができる。これらの二重の確率過程
により、フルード数がたえず不規則に変化する。比重の
差による分離作用は完全に防止されるので、従来は分離
作用のために達成できなかった混合度が得られる。
大形のミキサーの実施例では、混合容器としては加工
機械の材料用漏斗が直接に使用されて、混合物質を填め
替える際の分離作用が防止される。この材料用漏斗は、
混合によって自由に回動できるように、加工機械に必ず
付設される。
このように統計的に作動されるミキサーにおいては、
さらに粉砕用部材を付設することができ、これによって
統計制御粉砕機が得られる。種々の形式の粉砕用部材が
使用できるが、特に球状あるいは円柱状粉砕体が適切で
ある。フルード数が多様に異なることにより、固体は摩
擦ならびに衝撃により微粉化される。例えばフルード数
が小さい場合は、跳動球体式粉砕機に見られるような、
粉砕部材で衝撃される前に微細部分が吹飛ばされる現象
が防止される。またフルード数が大なる場合は、粗い塊
状の被粉砕物質が衝撃によって粉砕される。このような
統計的制御により、微粉化において、広い粒度分布を得
ることができる。
混合容器を統計的制御によってランダム運動させるこ
とは、洗浄装置に適用することもできる。つまり、洗浄
ドラム内に設けた繊維部材のように、たえず異なるフル
ード数で作動させる必要があるような用途に使用でき
る。この洗浄ドラムの場合は、混合容器が、アルカリ液
タンクを通過することにより、適切な確率的制御を受け
るようにされる。これによって繊維部材とアルカリ液と
の間に相対的な加速度が発生し、それにより強力かつ急
速に繊維から汚染を除去する。
確かに一種の撹拌器を構成するような「不安定」な混
合機構はすでに知られている。この撹拌機構は回転可能
に配設された撹拌器で作動し、この撹拌器に通常フィン
が付設されて成るものである。このフィンは回転中にお
いて、その迎え角を変化させ、この迎え角の大きさで、
一定の確率制御ができるようにされている。ローターに
付設されたフィンの迎え角をこのように確率制御方式で
変化させることは、回転翼の迎え角が可変なるように構
成された船舶の推進機に類似するが、基本的には単に液
体を撹拌するだけである。さらに粒状すなわち固体を包
含する物質の場合でも流体性の流動態様が生じるので、
粒状物質を撹拌する場合でも、撹拌と混合の全過程は、
液体の場合と類似する。とくに従来の装置では、多様な
フルード数がはっきりとは生成されず、あるいはそれを
目的としたものではなく、ましてや撹拌槽内の混合体の
高さは実際上変化し易く、それによって重力もまた同じ
形である。この種の撹拌器は、この発明とは全く異なる
構造を備え、全く異なる着想に基づくものである。
以下、添付の図面による実施例に基づき、この発明の
利点、独自性、および特徴をさらに説明する。
第１図は、この発明のミキサー装置の側面図、第２図
は、第１図の装置の上面図、第３図は、他の実施例の側
面図である。
第１図および第２図のとおり、円筒状の混合容器１
は、混合動作用の回転軸３に形成された二又状の保持部
材５によって保持されている（ただし、混合容器１の着
脱容易のために、片持保持とすることも可能）。混合回
転軸３は、統計的に多種の分布回転速度すなわち回転数
で、駆動手段７によって駆動され、さらに統計的に回転
方向を反対にすることもできる。作動においては、混合
回転軸３の回転数とその方向を確率過程的に広い駆動範
囲内で変化させるのみならず、容器１の中心線11と回転
軸３との間の傾斜角９をも変化させる。第１図のよう
に、混合容器１を直接に担持する容器軸には、部番６が
示されているが、第２図から推定できるとおり、この容
器軸６は混合軸３に対して垂直であり、両者は共通平面
上にあるので、混合軸３および容器軸６によって形成さ
れる軸線は、混合容器１の内部で交差していることにな
る。
傾斜角９を統計的に変化して調整するために、二又保
持部材５の区域に他の駆動手段12を備える。図示されて
いない電気的制御および電流供給導線が、軸の内部に配
設され、混合軸３と駆動手段７との間に摺動環類似の接
点構成が必要である。
第３図は、混合回転軸３が第３の自由度の意味で、回
転軸３に対して傾斜した他の軸13の周りにも回転できる
ように保持された構成である。この軸13は、混合回転軸
３に対して角度を成し、特に直角を成す主要軸であり、
その構成が篭形に類し、この第３の回転軸の延長と、混
合回転軸３および容器軸６の各延長直線とが、共通の交
差点で、好ましくは混合容器１の中点あるいは重心にお
いて交差する。また、この主要軸13も、統計的、すなわ
ち確率分布的な回転数と回転方向を与えて、駆動手段15
により駆動することができる。
混合容器１は、球対称でもまた立方体でもない。
なお第３図に示すとおり、混合容器１の一端部に、漏
斗状部17を形成することができる。
この漏斗状部17は、混合物体を入れ替える際に使用さ
れ、混合物体の入れ替えの際に別個の漏斗を使用する場
合に発生し勝ちな分離作用を防止することができる。さ
らに、さきに説明したミキサーの大型装置の場合は、加
工機械の材料ホッパーがそのまま混合容器として使用さ
れる。この材料ホッパーは、混合後に回動自在に加工機
械に取付け得ることが必要である。
第１から３図までの実施例は、基本的に洗浄機械に内
設することができ、この場合は混合容器１が、アルカリ
タンクによって誘導される洗浄ドラムを形成する。
以上記載の実施例に関しては、種々の変形も可能であ
るが、特に各回転軸の間の相互の角度および容器軸に対
する混合容器の方向が関係し、可能ならば傾斜角を任意
に選択することができる。

Claims (12)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】混合される物質が充填される混合容器を使
    用することにより特に固体物質を混合する方法であっ
    て、前記混合容器は、混合用回転軸を中心として回転駆
    動されると共に、前記回転軸と間接的に連結されて前記
    混合容器に直接結合された容器軸を中心とする回転が可
    能なるように支持され、前記混合容器が、たえず不規則
    な混合動作と、たえず変化するフルード数でもって揺動
    すると共に、容器軸および混合用回転軸の少なくともい
    ずれか一方が、その回転速度および／または回転状態に
    関して、統計的、すなわち確率分布的に不規則に駆動さ
    れることを特徴とする混合方法。
  2. 【請求項２】容器軸と、この容器軸に間接的に連結され
    た混合用回転軸とが、回転速度あるいは回転方向または
    それら両者に関して統計的、すなわち確率分布的に不規
    則に駆動されることを特徴とする請求項１記載の混合方
    法。
  3. 【請求項３】容器軸に対して垂直方向の投影面に投影さ
    れた、混合用回転軸と混合容器の中心軸との間の傾斜角
    が、容器軸の周りに最大360度まで変化できることを特
    徴とする請求項１あるいは２記載の混合方法。
  4. 【請求項４】前記混合容器の任意動作が、３個の駆動軸
    により３種の自由度をもって生起され、その際第３の駆
    動軸が特に統計的、すなわち確率分布的に不規則に駆動
    されることを特徴とする請求項１から３までのいずれか
    １項記載の混合方法。
  5. 【請求項５】混合物質にはさらに、特に火打ち石、磁器
    あるいは鋼材より成る粉砕用部材が混合されることを特
    徴とする請求項１から４までのいずれか１項記載の混合
    方法。
  6. 【請求項６】閉鎖可能な混合容器１を備え、その混合用
    回転軸３は第１の駆動手段７により、他方他の駆動軸6,
    13は他の駆動手段12,15により、それぞれ回転変位され
    る装置において、容器駆動軸および混合用回転軸の少な
    くともいずれか一方が、その回転速度および／または回
    転状態に関して、統計的、すなわち確率分布的に不規則
    に駆動されることを特徴とする請求項１から５までのい
    ずれか１項記載の混合方法を実行するための混合装置。
  7. 【請求項７】容器駆動軸6,13ならびに混合用回転軸３の
    両者が共に、その回転速度および／または回転状態に関
    して、統計的、すなわち確率分布的に不規則に駆動され
    ることを特徴とする請求項６記載の混合装置。
  8. 【請求項８】混合容器１を回転変位させる容器駆動軸６
    とこの駆動軸６を担持する混合用回転軸３の他に、第３
    の主要回転軸13を備え、これが他の駆動手段15により、
    特に統計的、すなわち確率分布的に不規則な回転数と回
    転方向に基づき駆動されることを特徴とする請求項６あ
    るいは７記載の混合装置。
  9. 【請求項９】少なくとも２個、好ましくは３個の回転軸
    3,6,13が、相互に傾斜方向に、あるいは直角方向に配設
    されていることを特徴とする請求項６から８までのいず
    れか１項記載の混合装置。
  10. 【請求項１０】回転軸3,6,13の駆動によって制御される
    切り替え装置が、真正あるいは擬似確率過程発生器とし
    て作動することを特徴とする請求項６から９までのいず
    れか１項記載の混合装置。
  11. 【請求項１１】混合容器１の少なくとも一端に、閉鎖可
    能な漏斗状部17が形成されていることを特徴とする請求
    項６から10までのいずれか１項記載の混合装置。
  12. 【請求項１２】混合容器１が洗浄ドラムとして形成さ
    れ、かつアルカリ液槽内に回転可能に配設されているこ
    とを特徴とする請求項６から11までのいずれか１項記載
    の混合装置。
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