JP4674174B2 - 円錐型リボン混合処理装置 - Google Patents

Description

本発明は処理物の混合、破砕、乾燥のうちのいずれか一つまたは複数の処理を行う装置に関するものであって、特に処理槽内部の掃除等のメンテナンスの作業性を向上することのできる円錐型リボン混合処理装置に係るものである。

従来より各種食品、飼料、医薬品、化学品等を混合、破砕あるいは乾燥させるための装置として円錐型リボン混合処理装置が用いられている。
この円錐型リボン混合処理装置Ｄ′の一例である円錐型リボン混合乾燥機Ｄ２′は図５に示すように、逆円錐状の処理槽１′内に回転翼５′を具え、この回転翼５′によって処理槽１′内全体に処理物Ｗの循環流を起こさせて、処理物Ｗの混合、破砕及び乾燥の性能を高めるようにしたものである。

また前記回転翼５′は、平面視で処理槽１′の中心に位置するように具えられた回転軸５０′に対し、支持バー５１′を用いて螺旋帯状のリボン翼５２′が取り付けられて成るものであり、このリボン翼５２′が、処理槽１′の内壁面に１０ｍｍ程度の間隔を空けて近接させた状態とされるものである。
そして前記回転翼５′を回転させながら、処理槽１′の上部に形成された投入口１２′から処理物Ｗを投入すると、処理物Ｗは処理槽１′内において螺旋状のリボン翼５２′に案内されながら処理槽内板１０′（内壁）に沿って上昇して処理槽１′内の上部に具えられた渦流ブレーカ６′の位置まで到達し、この渦流ブレーカ６′に案内されて中央部に寄せられてここから落下するものである。
以降処理物Ｗはこのような経路を循環しながら、混合、破砕、乾燥のうちのいずれか一つまたは複数の処理が進行されることとなる。

以上が円錐型リボン混合処理装置Ｄ′の標準的な構成及び作動態様であるが、このような円錐型リボン混合処理装置Ｄ′において少量の処理物Ｗを処理しようとする場合には、処理物Ｗが処理槽１′内上部に設けられた渦流ブレーカ６′（６Ａ′）にまで到達せず、処理物Ｗの循環流に滞りを生じさせてしまい、混合性の低下、ひいては乾燥不良等が生じてしまっていた。そこでこのような事態を回避するためには、回転翼５′の回転数を上げればよいのであるが、著しい高速回転は処理物Ｗの粒子を破壊してその性状を損なってしまい、また消費電力の増大を招いてしまうため、経済性の低下を引き起こしてしまうといった問題があった。

そこで本出願人は、前記渦流ブレーカ６′を処理槽１′の中間高さ位置よりも下方に下段渦流ブレーカ６Ｃ′として設けることにより、処理物Ｗが少量の場合であっても、回転翼５′の回転数を高速とすることなく処理物Ｗを渦流ブレーカ６′に到達させ、処理物Ｗを充分に循環させることのできる装置を開発するとともに、既に特許出願に及んでおり、上記問題点について解消するに至っている（特許文献１参照）。

しかしながら、処理物Ｗとしては多種多様なものが対象となるため、また装置の運転条件も異なってくるため、現実に装置が運用されるに従って、予想していなかった不具合が顕在化してきた。その具体例の一つとしては、回転翼５′の回転数を上げていないにもかかわらず消費電力が増大する現象や、処理物Ｗの循環が低下することによる乾燥不足等の現象が確認された。

そしてその後の研究の結果、これら消費電力の増大及び処理物の循環低下は、前記渦流ブレーカ６′の構造に起因するものであることが判明した。すなわち処理槽１′内上部に位置する上段渦流ブレーカ６Ａ′に加え処理槽１′の中間高さ位置よりも下方にも下段渦流ブレーカ６Ｃ′が具えられた円錐型リボン混合処理装置Ｄ′において、処理物Ｗの投入量が増えた場合、下段渦流ブレーカ６Ｃ′は処理物Ｗ内に埋もれてしまうこととなる。このため、処理槽１′内における処理物Ｗの循環流にとって下段渦流ブレーカ６Ｃ′が逆に障害物となってしまい、処理物Ｗの円滑な循環を妨げてしまっていることが判明した。

そこで本出願人は、前記渦流ブレーカ６′におけるブレーカ体６１′を、案内作用面６１Ｓ′にすくい傾斜角を持たせたものとすることにより、処理物Ｗに対する渦流ブレーカ６′の抵抗を低減させ、処理物Ｗの円滑な循環を実現し、既に特許出願に及んでいる（特許文献２参照）。

また上述の問題に加え、現実に装置が運用されるに従って顕在化してきた不具合として、処理槽１′内の掃除やメンテナンスが行い難いといった問題がある。
すなわち日常的には処理槽１′内に水等の洗浄溶媒を満たした状態で回転翼５′を回転させることにより洗浄を行うことができるものの、粘度の高い処理物Ｗがリボン翼５２′に付着してしまった場合や、部品交換が必要になった場合等には、天板１１′を外して回転翼５′を引き抜く必要がある。この際、下段渦流ブレーカ６Ｃ′と回転翼５′とが物理的に干渉してしまうため、処理槽内板１０′に溶接された下段渦流ブレーカ６Ｃ′を一旦取り外すとともに、メンテナンス終了後に再度溶接するといった、非常に煩わしい作業を要してしまっている。
もちろん前記下段渦流ブレーカ６Ｃ′を処理槽内板１０′にボルト止めして装着することも可能であるが、メンテナンス等の作業性を著しく向上させるまでには至らない。
特開２００３−７１２６３公報 特開２００３−２９０６４１公報

本発明はこのような背景を認識してなされたものであり、回転翼及び渦流ブレーカの構造を根本から見直すことにより、処理槽内部の掃除等のメンテナンスの作業性を著しく向上させることのできる新規な円錐型リボン混合処理装置を開発することを技術課題とした。

すなわち請求項１記載の円錐型リボン混合処理装置は、処理槽の一部または全てを逆円錐状に形成し、この処理槽内に具えられた回転翼によって処理物を内壁に沿って上昇させ、この上昇させられた処理物を渦流ブレーカによって処理槽の中央付近に移動させることにより、処理物を処理槽下部に落下させることを繰り返し行いながら、処理物の混合、破砕、乾燥のうちのいずれか一つまたは複数の処理を行う装置において、前記渦流ブレーカは、高さを異ならせた複数の個所に設けられるものであり、また前記渦流ブレーカは、分断することなく連続して形成されたリボン翼の搬送作用面に対して固定されるとともに、リボン翼を取り付けるために回転軸に具えられた支持バーの長手方向に沿って、案内作用面にすくい傾斜角を持たせるように取り付けられて成るものであり、更にまた前記渦流ブレーカは、処理槽の内壁面側から見て回転翼の回転方向と反対側にねじれた状態とされることにより、回転軸に近づくにつれてすくい傾斜角が大きくなるように形成されたものであることを特徴として成るものである。
この発明によれば、処理槽から回転翼を引き抜く際に、渦流ブレーカと回転翼とが物理的に干渉してしまうことがないため、処理槽から回転翼を抜き出す操作を容易に行うことができ、内部の掃除等のメンテナンスの作業性を著しく向上させることができる。
またリボン翼を分断する必要がないため、リボン翼によって処理槽内板に沿って上昇する処理物の動きを円滑なものとすることができる。
また、一台の円錐型リボン混合処理装置により、少量から多量まで幅広い量の処理物を処理することが可能となる。
また少量の処理物であっても、比較的低い位置に設けられる渦流ブレーカによって処理槽内を循環することとなるため、従来のように回転翼の回転速度を高くする必要がなく、攪拌動力の増大を回避することができる。
また攪拌翼の回転速度を高くする必要がないため、処理物の粒子を破壊することなく、混合、乾燥等を行うことができる。

また請求項２記載の円錐型リボン混合処理装置は、前記要件に加え、前記渦流ブレーカのうち、少なくとも一基は、処理槽の中間高さ位置よりも下方に具えられていることを特徴として成るものである。
この発明によれば、処理槽を小さくすることなく、円錐型リボン混合処理装置の最低許容処理量を下げることが可能であり、処理物が少量であっても、回転翼の回転数を上げることなく、処理物を渦流ブレーカにまで到達させるとともに、処理槽内を循環させることができる。
そしてこれら各請求項記載の要件を手段として前記課題の解決が図られる。

本発明によれば、処理槽から回転翼を抜き出す際に、渦流ブレーカと回転翼とが物理的に干渉して回転翼の抜き出しを阻害してしまうことがないため、処理槽内部の掃除等のメンテナンスの作業性を著しく向上することが可能となる。

以下本発明を実施するための最良の形態について、図示の実施例に基づいて説明するものであるが、この実施例に対して、本発明の技術的思想の範囲内において適宜変更を加えることも可能である。

以下本発明の円錐型リボン混合処理装置を図示の実施例に基づいて説明する。図中符号Ｄで示すものが円錐型リボン混合処理装置の一例である円錐型リボン混合機である。
このものは処理槽１内に投入された処理物Ｗを、回転翼５によって混合、攪拌するための装置であり、モータＭ、減速機３、回転翼５及び渦流ブレーカ６を具えて成るものである。以下これらの構成要素について詳しく説明する。

まず前記処理槽１は、適宜の金属素材を逆円錐形に形成してなる円錐部１Ａと、この円錐部１Ａの上方に連結された円筒部１Ｂとを具えて成るものであり、上部開口部が天板１１によって塞がれて、処理槽１の内部空間を混合、攪拌処理のための処理空間として構成されたものである。
また前記天板１１に対しては投入口１２が形成され、更に処理槽１の下部には排出口１３が形成される。

更に前記天板１１上には、モータＭ及び減速機３が具えられ、減速機３の出力軸は、処理槽１内に配された回転翼５における回転軸５０に連結される。
また前記回転軸５０には、その軸方向に沿って支持バー５１が固定され、この支持バー５１の端部に対して、幅細のリボン翼５２二本が、位相を１８０°ずらした状態で取り付けられることにより、先細り螺旋形状の回転翼５が構成されるものである。
なお、前記リボン翼５２を一本のみ具えるような構成を採ることもできる。
また前記支持バー５１は図１に示すような丸棒状のものの他、図３に示すような平板状のものとすることもできる。

また前記リボン翼５２の搬送作用面５２Ｓに対しては、複数の渦流ブレーカ６が具えられるものであり、この実施例では一例として六カ所に具えられるようにした。なおこれら渦流ブレーカ６は二基一対とされるものであり、図２に示すようにそれぞれのリボン翼５２に対して、平面視において対向した位置に設置されることにより、実質的に二基一対の渦流ブレーカ６が上下方向三箇所に多段状に配されるような形態が採られる。
またこの実施例では、少なくとも一対の渦流ブレーカ６が、処理槽１の中間高さ位置よりも下方に具えられるようにした。
なおこれら各段の渦流ブレーカ６を区別する必要のある場合には、それぞれ上段渦流ブレーカ６Ａ、中段渦流ブレーカ６Ｂ及び下段渦流ブレーカ６Ｃと呼称する。
前記渦流ブレーカ６の作用は、前記リボン翼５２によって処理槽内板１０に沿って上昇してきた処理物Ｗを、処理槽１の中央付近に移動させるとともに処理槽１下部に落下させるというものである。

なお前記上段渦流ブレーカ６Ａ、中段渦流ブレーカ６Ｂ及び下段渦流ブレーカ６Ｃは、処理槽１の胴周に応じて大きさを異ならせてあるが、実質的に同様の構成が採られるものである。
具体的には図２及び図３に示すように、一例として金属を素材として成るブレーカ体６１がリボン翼５２の搬送作用面５２Ｓに対して固定されるものであり、この実施例ではブレーカ体６１を図１に拡大して示すように案内作用面６１Ｓにすくい傾斜角θを持たせたものとすることにより、処理物Ｗに作用する力を分散させるように構成した。
ここで前記すくい傾斜角θとは、ブレーカ体６１における処理物Ｗと接触する面である案内作用面６１Ｓと水平面との間の角度を意味するものである。

なおブレーカ体６１を曲げ加工することにより、案内作用面６１Ｓがねじれた状態とされるものであり、一例として案内作用面６１Ｓを、処理槽１の内壁面側から見て、回転翼５の回転方向と反対側にねじれた状態とする。すなわちこのような形態でブレーカ体６１は右ねじり形状のものとなり、回転翼５によって処理物Ｗに作用する力は、処理槽１の中心側に向かう水平成分と、垂直面内において方向が変化する成分とに効果的に分散させられることとなる。なお前記案内作用面６１Ｓのねじれ方向は、回転翼５の回転方向と同じ側とすることもできる。
またブレーカ体６１をリボン翼５２に対して固定するにあたっては、ブレーカ体６１と支持バー５１または回転軸５０との間を固定板６２によって接続することにより、補強を図るようにした。

また前記ブレーカ体６１としては既存の装置で採用されているような平板状のものや、平面視円弧状のものとすることもできる。
更にまた前記ブレーカ体６１を角柱状あるいは三角柱状の金属ブロックにより形成し、このブレーカ体６１に対して案内作用面６１Ｓを形成するにあたっては、その一部を削り加工して行うようにすることもできる。

因みに円錐型リボン混合装置Ｄを混合乾燥機として機能させることができるものであり、図５中、仮想線で示すように、処理槽１の外側に対してジャケット外体を具えるとともに、このジャケット外体の内側を加熱媒体が循環するような構成とすることにより、処理物Ｗを加熱して乾燥を行うことが可能となる。

本発明の円錐型リボン混合処理装置Ｄの一例である円錐型リボン混合機は一例として上述のように構成されるものであり、以下、この装置の運転状態とともに処理槽１内における処理物Ｗの様子について説明し、続いてメンテナンス作業の態様について説明する。
まず処理物Ｗの量が多い場合について説明する。
図４（ａ）に示すように、一例として容量が１０００リットルの処理槽１に、８００リットルの処理物Ｗが投入される場合について説明する。
始めにモータＭを起動して回転翼５を回転させながら、処理物Ｗを投入口１２から処理槽１内に投入するものであり、処理物Ｗ全体は処理槽１内において螺旋状のリボン翼５２に案内されながら処理槽１の内壁に沿って上昇することとなる。

そして処理物Ｗは、上段渦流ブレーカ６Ａの位置まで到達するとブレーカ体６１に効果的に案内されて中央部に寄せられ、ここから落下するものであり、以降処理物Ｗはこのような経路を循環しながら混合攪拌処理が施される。
このとき、渦流ブレーカ６が処理物Ｗの循環を阻害してしまうことがなく、特に常時処理物Ｗに埋もれた状態となる下段渦流ブレーカ６Ｃあるいは中段渦流ブレーカ６Ｂであっても、処理物Ｗの循環を著しく阻害してしまうことがない。このため回転翼５を回転駆動するモータＭの消費電力を低減することができるものである。
また本発明によれば、既存の装置のように渦流ブレーカ６との干渉を回避するためにリボン翼５２を分断する必要がなく、リボン翼５２は最上部から最下部まで連続して形成されており、リボン翼５２によって処理槽内板１０に沿って上昇する処理物Ｗの動きを、途切れの無い円滑なものとすることができる。

次に処理物Ｗの量が少ない場合について説明する。図４（ｂ）に示すように、一例として容量が１０００リットルの処理槽１に、２００リットルの処理物Ｗを投入される場合について説明する。
処理物Ｗは、下段渦流ブレーカ６Ｃの位置まで到達するとブレーカ体６１に効果的に案内されて中央部に寄せられ、ここから落下するものであり、以降処理物Ｗはこのような経路を循環しながら混合攪拌処理が施される。
すなわち、上段渦流ブレーカ６Ａのみしか設けられていない場合には、処理物Ｗを処理槽１内上部にまで搬送するためには回転翼５の回転速度を高める必要があったが、下段渦流ブレーカ６Ｃあるいは中段渦流ブレーカ６Ｂが設けられている場合には、回転速度を抑えて消費電力の増大を回避することが可能となるものである。

そして粘度の高い処理物Ｗがリボン翼５２に付着してしまった場合や、部品交換等のメンテナンスが必要になった場合には、天板１１を外して回転翼５を処理槽１から引き抜いた状態で作業が行われることとなるが、本発明によれば、従来装置のように渦流ブレーカ６と回転翼５とが物理的に干渉して回転翼５の引き抜きができないといった事態が生じないため、渦流ブレーカ６の取り外し作業が不要となる。
このため処理槽１から回転翼５を抜き出す操作を容易に行うことができ、メンテナンスの作業性を著しく向上させることができるものである。

本発明の円錐型リボン混合処理装置の一例である円錐型リボン混合機を透視して示す側面図である。 処理槽内に配された回転翼の横断面図である。 円錐型リボン混合処理装置内部の様子を示す斜視図である。 処理物が投入された状態の円錐型リボン混合処理装置内部を透視して示す側面図である。 従来の円錐型リボン混合乾燥機を示す骨格的縦断側面図である。

１ 処理槽
１Ａ 円錐部
１Ｂ 円筒部
１０ 処理槽内板
１１ 天板
１２ 投入口
１３ 排出口
３ 減速機
５ 回転翼
５０ 回転軸
５１ 支持バー
５２ リボン翼
５２Ｓ 搬送作用面
６ 渦流ブレーカ
６Ａ 上段渦流ブレーカ
６Ｂ 中段渦流ブレーカ
６Ｃ 下段渦流ブレーカ
６１ ブレーカ体
６１Ｓ 案内作用面
６２ 固定板
Ｄ 円錐型リボン混合処理装置
Ｍ モータ
Ｗ 処理物
θ すくい傾斜角

Claims (2)

1. 処理槽の一部または全てを逆円錐状に形成し、この処理槽内に具えられた回転翼によって処理物を内壁に沿って上昇させ、この上昇させられた処理物を渦流ブレーカによって処理槽の中央付近に移動させることにより、処理物を処理槽下部に落下させることを繰り返し行いながら、処理物の混合、破砕、乾燥のうちのいずれか一つまたは複数の処理を行う装置において、前記渦流ブレーカは、高さを異ならせた複数の個所に設けられるものであり、また前記渦流ブレーカは、分断することなく連続して形成されたリボン翼の搬送作用面に対して固定されるとともに、リボン翼を取り付けるために回転軸に具えられた支持バーの長手方向に沿って、案内作用面にすくい傾斜角を持たせるように取り付けられて成るものであり、更にまた前記渦流ブレーカは、処理槽の内壁面側から見て回転翼の回転方向と反対側にねじれた状態とされることにより、回転軸に近づくにつれてすくい傾斜角が大きくなるように形成されたものであることを特徴とする円錐型リボン混合処理装置。
2. 前記渦流ブレーカのうち、少なくとも一基は、処理槽の中間高さ位置よりも下方に具えられていることを特徴とする請求項１記載の円錐型リボン混合処理装置。

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