JP3659915B2 - 混合装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、混合装置に関し、さらに詳しくは円筒状混合容器内に回転駆動可能に設けられている回転軸に取り付けられている第１、２のフライトと、前記円筒状混合容器の壁部から内部へ臨むように設けられ、前記回転軸よりも比較的高速で回転駆動されるチョッパーとからなる混合装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
混合羽根すなわち両翼型のショベル羽根とチョッパーとからなる混合装置は、本出願人も色々提案しているが、従来の混合装置は、基本的には図２の（イ）および（ロ）に示されているように、横型の混合容器５０、この混合容器５０内に設けられている回転軸５１、回転軸５１に取り付けられている鋤型羽根あるいは両翼型のショベル羽根５３、５３、…、混合容器５０の壁部から内部へ突き出るようにして設けられているチョッパー５５等から構成されている。
【０００３】
回転軸５１には、軸方向に所定の間隔をおいて半径外方へ片持梁的に複数本のアーム５２、５２、…が設けられている。そして、これらのアーム５２、５２、…の、それぞれの先端部に従来周知の形態をした両翼型のショベル羽根５３、５３、…が取り付けられている。一方、チョッパー５５は、そのチョッパー羽根５６、５６、…が両翼型のショベル羽根５３、５３の間において、これらの両翼型のショベル羽根５３、５３、…と干渉しない位置に設けられている。
【０００４】
したがって、回転軸５１を回転駆動すると共に、チョッパー羽根５６、５６、…をモータ５７により回転軸５１の回転速度よりも高速で回転駆動し、そして矢印Ｋで示されているように、被処理物を混合容器５０内に供給すると、被処理物は両翼型のショベル羽根５３、５３、…により掬い上げられ、そして重力により落下しながら混合作用を受ける。混合作用を受ける被処理物は、両翼型のショベル羽根５３、５３、…によりチョッパー羽根５６、５６、…の方へ移送され、そして高速回転駆動されるチョッパー羽根５６、５６、…により強力な剪断、分散作用を受ける。これにより、被処理物は比較的短時間に分散、混合される。
【０００５】
また、図には示されていないが、混合容器が側断面形状が略Ｕ字状あるいは樋状を呈し、このＵ字状混合容器内に攪拌翼としてスクリュの形状をしたリボン状ブレードが設けられている混合装置も知られている。したがって、Ｕ字状混合容器内に被処理物を供給すると共に、リボン状ブレードを回転駆動すると、被処理物はリボン状ブレードにより軸方向に送られながらブレンドすなわち混合処理される。さらには、Ｕ字状混合容器内にリボン状ブレードとチョッパとが設けられている混合装置も知られている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、従来の混合装置によると、両翼型のショベル羽根５３、５３、…の他にチョッパー５５を備えているので、粉体粒子内に含まれる凝集塊あるいは塊状物の粉砕混合作用、少量の液を添加するときに生じるダマ、ママコの解砕混合作用、繊維材料の混合時の繊維解繊混合作用等に優れた効果が得られる。しかしながら、分散あるいは剪断作用に重きをおいた処理をしようとすると、効率の点で問題がある。以下その理由を詳しく説明すると、分散あるいは剪断作用を向上させようとして、チョッパー５５へ被処理物を移送、衝突させる機会を増やすために、回転軸５１の回転速度を上げると、両翼型のショベル羽根５３、５３、…により掬い上げられる被処理物は、浮遊、拡散される。その結果、両翼型のショベル羽根５３、５３、…は、被処理物の密度の低い空隙中を通過することになり、チョッパー５５へ密度の高い被処理物を移送、衝突させることが困難になる。一方、回転速度を落とすと、両翼型のショベル羽根５３、５３、…による掬い上げ効果が弱くなり、チョッパー５５へ被処理物を移送、衝突させる作用が減少する。このように、両翼型のショベル羽根５３、５３、…には、おのずから適正な回転速度があり、このような回転速度および構造により、両翼型のショベル羽根５３、５３、…とチョッパー５５とを備えた混合装置は、バランスのとれた分散、混合の両作用が得られるようになっている。
【０００７】
ところで、上記従来の混合装置の分散、剪断作用は、被処理物を高速で回転駆動されているチョッパー羽根５６、５６、…に衝突させることにより得れるが、チョッパー羽根５６、５６、…の方へ移送する両翼型のショベル羽根５３、５３、…は、各々が単独に、しかも回転軸５１の円周上に一カ所、片持梁的に設けられているアーム５２、５２、…に取り付けられているので、ショベル羽根５３、５３、…では被処理物を連続的にチョッパー羽根５６、５６、…の方へ移送することはできない。したがって、チョッパー羽根５６、５６、…の方へ移送される量は比較的少なく、しかも非連続的であるので、時間あたりの分散、剪断作用を受ける被処理物の量は少ないことになる。さらには、ショベル羽根５３、５３、…は両翼型となっているので、被処理物を両側へ分ける作用を奏し、混合容器５０の両端部に位置する被処理物は中心部に集まり難い。また、ショベル羽根５３、５３、…は、個々に独立的に設けられているので、中心部には集まりにくくなっている。したがって、非処理物の分散度に不均一性が生じる。これを解決しようと回転軸５１の回転速度を上げると、段落０００５で述べたような問題が生じる。また、従来の混合装置は、ショベル羽根５３、５３、…とチョッパーとを備えているので、構造が複雑で高価にもなっている。
【０００８】
リボン状ブレードを備えた混合装置によると、リボンは軸方向に連続しているので、滑らかな混ぜ合わせは可能と認められるが、この混合装置では混合に必要な分散作用、剪断作用は得られない。均一な混合に必要な剪断作用、分散作用を得るために、リボン状ブレードの回転速度を上げることが考えられるが、回転数を上げても、混合容器がＵ字状を呈しているので、被処理物はリボン状ブレードの上方の遊び空間に飛散するだけで、充分な剪断作用等は得られない。結局、この混合装置は、比較的低速で回転駆動される「混ぜ合わせ用」あるいは「対流混ぜ合わせ用」と考えられる。一方、チョッパが設けられている混合装置によると、このチョッパにより分散、剪断作用は得られる。しかしながら、被処理物はチョッパに衝突して剪断作用等を受けるが、チョッパに当たる被処理物の量が少ないので、大量の被処理物の混合には適していない。リボン状ブレードの回転速度を上げ、衝突する量を増やすことも考えられるが、回転数を上げても、混合容器がＵ字状を呈しているので、上述したように被処理物はリボン状ブレードの上方の遊び空間に飛散するだけで、衝突する量は必ずしも増えない。混合翼としてリボン状ブレードを備えた混合装置は、高速で回転駆動されているチョッパが充分に生かされているとは考えられない。また、回転速度を上げると、被処理物が上方の遊び空間に飛散し、そして天板に付着し、格別の保守が必要になる恐れもある。
本発明は、上記したような従来の問題点を解決した混合装置を提供することを目的とし、具体的には混合羽根としてスクリュを備え、必要な混合作用が得られると共に、均一な分散、剪断作用が得られる混合装置を提供することを目的としている。また、多量の被処理物を処理できると共に、構造が簡単で安価に製作することのできる混合装置を提供することも目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の上記目的は、両翼型のショベル羽根に代えて、連続的な送り作用のあるスクリュ、望ましくは２重フライトを採用することにより達成される。このとき、混合容器に円筒状の容器を適用し、そしてフライトの外周部が容器の内周壁に近接して回転駆動されるように構成される。これにより、フライトの回転速度を上げても、被処理物は従来の混合装置に見られたような遊び空間に飛散するようなことはない。また、円筒状混合容器の内周壁に被処理物が付着するようなこともない。フライトは、第１のフライトと、この第１のフライトとの間に分散・剪断位置が確保されるように配置されている第２のフライトとから構成し、前記第１、２のフライトを、被処理物を分散・剪断位置の方へ移送するように互いに逆方向に捻るように構成する。捻っていると、被処理物は分散・剪断位置の方へ搬送される。そこで、この分散・剪断位置にチョッパーを配置すると、チョッパーにより強力な分散、剪断作用を受ける。
かくして、請求項１に記載の発明は、円筒状混合容器内に回転駆動可能に設けられている回転軸に取り付けられている第１、２のフライトと、前記円筒状混合容器の壁部から内部へ臨むように設けられ、前記回転軸よりも比較的高速で回転駆動されるチョッパーとから構成され、前記第２のフライトは、前記第１のフライトと軸方向に所定の間隔をおいて、前記第１のフライトとの間に分散・剪断位置が確保されるように配置され、これらの第１、２のフライトの外周部は、前記円筒状混合容器の内周壁に近接して駆動されるようになっていると共に、前記第１、２のフライトは、被処理物を前記分散・剪断位置の方へ移送するように互いに逆方向に捻られ、前記チョッパーは、前記第１、２のフライトの間の分散・剪断位置に配置されている。請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の混合装置において、第１、２のフライトが、多重フライト構造になっている。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図１により本発明の実施の形態を説明する。図１は、本実施の形態に係る混合装置を示す図で、その（イ）は全体の、そしてその（ロ）は（イ）において矢印ローロ方向に見た図に相当する断面図であるが、これらの図に示されているように、本実施の形態に係わる混合装置は、軸芯が水平方向になるように配置される円筒状の混合容器１を備えている。そして、この円筒状混合容器１内に、回転軸８が回転駆動可能に設けられている。また、円筒状混合容器１の壁部の斜め下方にチョッパー３０が設けられている。なお、本実施の形態によると、円筒状混合容器１の外周部にはジャケットが設けられているので、ジャケット内に加熱蒸気を供給すると、乾燥装置としても使用できる。
【００１１】
円筒状混合容器１は、その断面形状はリング状を呈し、両側部は側板２、２で閉鎖されている。本実施の形態によると、円筒状混合容器１の軸方向の略中心部において、その上方部に化学品例えば顔料・染料、薬品、食品、鉱工業品例えば建材、セメント等の被処理物の供給口４が設けられ、下方部に分散、混合された被処理物の排出口５が設けられている。このように構成されている円筒状混合容器１の側板２、２に取り付けられている軸受３、３に、回転軸８が回転可能に軸受されている。なお、この回転軸８を回転駆動するモータ等からなる駆動装置は、図１には示されていない。
【００１２】
本実施の形態によると、混合羽根は第１、２のスクリュ部１０、２０から構成されている。すなわち、図１の（イ）において左方の部分が第１のスクリュ部１０となり、右方が第２のスクリュ部２０となり、これらの第１、２のスクリュ部１０、２０の間が分散・剪断位置２５となっている。そして、この分散・剪断位置２５にチョッパー３０が配置されている。
【００１３】
回転軸８の、第１のスクリュ部１０に位置する部分からは半径外方へ延びた複数本のアーム１１、１１、…が設けられている。そして、これらのアーム１１、１１、…の先端部に、本実施の形態では２条スクリュの形をした第１のフライト１２、１２が取り付けられている。これらの第１のフライト１２、１２は、円筒状混合容器１の内周壁に近接して設けられ、被処理物を軸方向に移送すると共に持ち上げる作用も奏するように所定幅の板状体から構成されている。すなわち、回転軸８が矢印Ａで示される方向に駆動されるとき、被処理物を分散・剪断位置２５の方へ移送するように捻られている。このように構成されている第１のフライト１２、１２の分散・剪断位置２５側の終端部は、円周方向に１８０度ずれて終わっている。
【００１４】
第２のスクリュ部２０に位置する部分からも半径外方へ延びた複数本のアーム２１、２１、…が設けられている。そして、これらのアーム２１、２１、…の先端部にも、２条スクリュの形をした第２のフライト２２、２２が取り付けられている。なお、第２のフライト２２、２２は、第１のフライト１２、１２とは逆方向に捻られている。第２のフライト２２、２２の分散・剪断位置２５側の終端部も、円周方向に１８０度ずれて終わっている。そして、第１のフライト１２、１２の終端部とは、９０度ずれている。したがって、第１、２のフライト１２、１２、２２、２２の終端部は、円周方向に９０度宛互いにずれていることになる。これにより、被処理物はチョッパー３０の方へ略連続的に移送されることになる。
【００１５】
チョッパー３０は、従来周知であるので詳しい説明はしないが、図１の（ロ）に示されているように複数段に設けられているチョッパー羽根３１、３１、…からなっている。そして、チョッパー羽根３１、３１、…が円筒状混合容器１の内部に位置し、モータ３２が外部に位置するようにして円筒状混合容器１の斜め下方に取り付けられている。すなわち、チョッパー３０は、第１、２のフライト１２、１２、２２、２２の終端部の間で、これらの第１、２のフライト１２、１２、２２、２２と干渉しない位置に設けられ、外部に設けられているモータ３２により、回転軸８の回転とは関係なく独立して比較的高速で回転駆動されるようになっている。
【００１６】
次に、上記実施の形態の分散、混合作用について説明する。図示されない駆動装置により回転軸８を比較的低速で駆動する。また、チョッパー羽根３１、３１、…をモータ３２により高速で回転駆動する。連続運転も可能であるが、排出口５を閉鎖してバッチ運転する。供給口４から所定量の被処理物を供給する。供給された被処理物は、矢印Ａ方向に回転駆動される第１のフライト１２、１２により連続的に掬い上げられ、そして所定高さから落下する。これにより、連続的に混合される。このように混合されながら分散・混合位置２５の方へ移送される。第２のフライト２２、２２によっても同様に連続的に混合される。そして、分散・混合位置２５の方へ移送される。
【００１７】
このように、第１のフライト１２、１２により移送される被処理物と、第２のフライト２２、２２により移送される被処理物は、分散・混合位置２５内で衝突し混合が促進され、混合・分散作用を受ける。分散・剪断位置２５へ移送される多量の被処理物は、チョッパー羽根３１、３１、…に衝突し強力な混合・分散作用を受け、短時間に混合される。本実施の形態によると、混合羽根が第１、２のスクリュ部１０、２０からなっているので、特にフライトが２条構造になっているので連続的に分散混合される。
【００１８】
本発明は、上記実施の形態に限定されることなく色々な形で実施できる。例えば、図１に示されている実施の形態では、スクリュのフライトは２重フライト構造になっているが、１条あるいは多重フライトでも実施できることは明らかである。また、被処理物は、第１のフライト１２、１２により移送される被処理物と、第２のフライト２２、２２により移送される被処理物は、分散・混合位置２５内で衝突するので分散・剪断作用も受ける。したがって、チョッパーがなくても実施できる。チョッパーを設けないときは、分散・混合位置２５がないように、すなわち、図には示されていないが、第１、２のスクリュ部１０、２０の境界部における第１、２のフライト１２、１２、２２、２２の終端部が互いに軸方向に所定量オーバーラップするように実施するのが望ましい。このように実施すると、分散・剪断作用が強化される。上記したようにチョッパーを設けないと、構造は一層簡単になり、混合装置を安価に提供できるようになる。
【００１９】
また、図には示されていないが、円筒状混合容器が軸方向に長いときは、図１の（イ）に示されている第１、２のスクリュ部１０、２０とチョッパ３０とをユニットとして、複数個のユニット例えば２個のユニットを設けることもできる。しかしながら、特許請求の範囲ではユニットの数については限定されていない。
【００２０】
【発明の効果】
以上のように、本発明によると、回転軸に取り付けられている第１のフライトと、前記第１のフライトと軸方向に所定の間隔をおいて、前記第１のフライトとの間に分散・剪断位置が確保されるように配置されている第２のフライトとからなり、前記第１、２のフライトは、被処理物を前記分散・剪断位置の方へ移送するように互いに逆方向に捻られ、前記チョッパーは、前記分散・剪断位置に配置されているので、多量の被処理物がチョッパーの方へ略連続的に移送され、チョッパーにより強力な分散・剪断作用を受け短時間に、しかも均一に混合される効果が得られる。また、第１、２のフライトは互いに逆方向に捻られているので、これらのフライトで移送される被処理物は分散・剪断位置で互いに衝突する。これによっても、被処理物の混合が促進される。特に、本発明によると、混合容器が円筒状を呈し、フライトの外周部は円筒状混合容器の内周壁に近接して回転駆動されるようになっているので、フライトが取り付けられている回転軸の回転速度を上げても、従来の混合装置に見られたような、被処理物の飛散はない。したがって、回転速度を上げて小さな混合装置により大量の被処理物を混合処理できるという、効果が得られる。
請求項２に記載の発明によると、第１、２のフライトが多重フライト構造になっているので、すなわち回転軸の１回の回転に対してフライトが複数回くるので、上記のような効果に加えて、チョッパーへの送り量あるいは処理量が倍増するという効果がさらに得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を模式的に示す図で、その（イ）は全体の、そしてその（ロ）は、給排口を除いて（イ）において矢印ローロ方向に見た図に相当する断面図である。
【図２】従来例を示す図で、その（イ）は全体の、その（ロ）は、（イ）において矢印ローロ方向に見た図に相当する断面図である。
【符号の説明】
１ 円筒状混合容器 ８ 回転軸
１０ 第１のスクリュ部 ２０ 第２のスクリュ部
１２ 第１のフライト ２２ 第２のフライト
２５ 分散・混合位置 ３０ チョッパー

Claims (2)

1. 円筒状混合容器内に回転駆動可能に設けられている回転軸に取り付けられている第１、２のフライトと、前記円筒状混合容器の壁部から内部へ臨むように設けられ、前記回転軸よりも比較的高速で回転駆動されるチョッパーとから構成され、
   前記第２のフライトは、前記第１のフライトと軸方向に所定の間隔をおいて、前記第１のフライトとの間に分散・剪断位置が確保されるように配置され、これらの第１、２のフライトの外周部は、前記円筒状混合容器の内周壁に近接して駆動されるようになっていると共に、前記第１、２のフライトは、被処理物を前記分散・剪断位置の方へ移送するように互いに逆方向に捻られ、
   前記チョッパーは、前記第１、２のフライトの間の分散・剪断位置に配置されていることを特徴とする混合装置。
2. 請求項１に記載の混合装置において、第１、２のフライトが、多重フライト構造になっている混合装置。

Images