JP5091337B2 - 斜円筒型混合機 - Google Patents

Description

本発明は、例えば食品、医薬品、化学製品等の原料となる二種類以上の粉体を効率良く短時間で混合可能な容器回転型の混合機に関するものであり、特に本発明では、形状が簡単で製作し易い斜円筒型の回転容器を提供して混合効率のよい容器回転式の斜円筒型混合機を提供するものである。

従来から食品や医薬品、または化学製品等の原料となる二種類以上の粉体を混合するため使用する容器回転式の混合機としてＷコーン型混合機（二重円錐型混合機とも云う）が広く用いられている。

従来のＷコーン型混合機は、図５に示すように基体５０、該基体５０の両端部から立ち上がっている架台５１ａ、５１ｂとからなり、この架台５１ａ、５１ｂ間に回転軸５２が駆動装置５３、ベルト５４、プーリー５５を介して回転可能に軸受５６ａ、５６ｂに支軸されており、前記回転軸５２の中心部に円筒形状の容器本体部からなる直胴部５７と、該直胴部５７の中央部に向けて拡開する二つのコーン形状容器部５８ａ、５８ｂが両側より接合されて断面略菱型形状の密閉型容器、即ち、混合容器５９を形成している。

そして、混合容器５９を形成する円筒形状の直胴部５７は、該直胴部５７を水平に設置した状態でその直胴部５７に対して直角に交わるように前記回転軸５２が設けられているので、前記混合容器５９全体が回転軸５２に支軸されて回転可能に構成されている。尚、前記混合容器５９を構成する２つのコーン形状容器部５８ａ、５８ｂの頂点側には、夫々混合材料挿入口６０、及び混合材料取出口６１が設けられている。

斯くして、Ｗコーン型混合機は、コーン形状容器部５８ａの頂点側に設けられた混合材料挿入口６０より混合する２種類以上の混合材料を挿入して、回転軸５２に連結された駆動装置５３を駆動させることにより、回転軸５２を介して混合容器５９を回転させ、混合容器５９内の混合材料の位置移動により混合材料の混合を行うものである。

Ｗコーン型混合機において、混合容器５９の回転に伴う混合容器５９内における混合材料の移動状態は、コーン形状容器部５８ｂ内での集合（矢印ａに示す）と、コーン形状容器５８ａから円筒形状の直胴部５７へ拡がることにより起きる拡散（矢印ｂに示す）であり、混合容器５９の回転により、繰り返される混合材料の集合（矢印ａ）と、拡散（矢印ｂ）の混合作用を利用して材料の混合が行われるものである。

従って、Ｗコーン型混合機においては、混合材料を挿入する際に前記直胴部５７をも満たしてしまう混合材料の供給は、混合材料の拡散部位をなくしてしまい混合効率を極端に悪いものにしてしまう場合があり、Ｗコーン型混合機の標準的な混合材料の供給量、即ち、混合材料の仕込み率は、混合容器５９の容量に対して４５パーセントが限界であった。

また、Ｗコーン型混合機においては、混合容器５９の直胴部５７に回転軸５２が設けられており、該混合容器５９の回転は直胴部５７を通る軸線を中心に回転していることから、直胴部５７において、回転軸５２の軸線方向、即ち、水平方向（矢印ｃ）には混合材料の移動が起こり難く、直胴部５７の回転軸５２付近で混合不良を起こすことがあり、この傾向は、特に回転軸５２の軸線ラインを越えて混合材料を供給してしまった場合等に顕著にあらわれる。

而して、上述したＷコーン型混合機の改良タイプとして、特開平８−１５５２８５号公報（以下、特許文献１と称する）の発明がある。特許文献１の発明における混合機の名称は２重円錐型混合機であり、従来装置のＷコーン型混合機と同じタイプのものであるが、その発明は特許文献１の記述を引用すると、混合容器が２つの円錐型容器部よりなる容器回転式二重円錐型混合機において、２つの円錐型容器部のうち少なくとも１つの円錐型容器部の円錐軸が、混合容器の中心線より偏芯している構成を有しており、単純構造、清掃容易性等の長所を損なうことなく、混合速度を向上させることができると、云うものである。

然しながら、特許文献１の発明は、従来のＷコーン型混合機と同様に回転軸を取付けて混合容器を回転させる部分の部材として円筒形状の直胴部を有しており、該直胴部を有する混合容器においては、混合容器の回転に伴う混合容器内における混合材料の移動状態は、円錐型容器部内（従来装置におけるコーン形状容器のこと）での集合と、円筒形状の直胴部内での拡散動作であり、混合容器の回転により、繰り返される混合材料の集合と、拡散の混合作用を利用して混合材料の混合が行われるものである。

従って、特許文献１の発明においては、混合材料を挿入する際に前記直胴部をも満たしてしまう混合材料の供給は、混合材料の拡散部位をなくしてしまい混合効率を極端に悪いものにしてしまう場合があり、特許文献１における標準的な混合材料の供給量、即ち、混合材料の仕込み率は、従来のＷコーン型混合機の場合と同様に混合容器の容量に対して４５パーセント程度が限界であるとおもわれる。

また、特許文献１の発明においては、混合容器の直胴部に回転軸が設けられており、該混合容器の回転は直胴部を通る軸線を中心に回転していることから、直胴部において、回転軸の軸線方向、即ち、水平方向には混合材料の移動が起こり難く、直胴部の回転軸付近で混合不良を起こすことがあり、この傾向は、特に回転軸の軸線ラインを越えて混合材料を供給してしまった場合等に顕著にあらわれるもので、この点の解決策がなされていない場合には、従来のＷコーン型混合機と同様に混合速度の向上や、混合効率の向上は大幅に期待できるものではない。

特開平８−１５５２８５号公報

本発明が解決しようとする課題は、同じ容量の混合容器で比較しても混合材料の仕込み率を向上させることが可能であり、また、混合容器を回転させる部分の部材形状を改良することにより、回転容器における回転軸付近での混合不良を防止して、例えば食品、医薬品、化学製品等の原料となる二種類以上の粉体を効率良く短時間で混合可能な容器回転型の混合機に関するものであり、特に本発明では、従来のＷコーン型混合機の如く形状が簡単で製作がしやすく、また、形状が簡単であることから、ロット毎の清掃効率が極めて良い容器回転式の斜円筒型混合機を提供するものである。

本発明は、混合容器の形状が斜円筒形状の胴部に２つのコーン形状容器が両側より接合されており、該斜円筒形状の胴部の傾き分のみ前記二つのコーン容器の円錐軸が混合容器本体の中心線より偏芯している密閉型容器を形成しているものであり、前記混合容器を形成する斜円筒形状の胴部を水平に設置した状態で、該斜円筒形状の胴部の外周部に対して水平に交わる形状の混合容器用回転軸を設けた斜円筒型混合機を提供するものである。

本発明は、斜円筒形状の胴部を混合容器の中心部に設け、該胴部の外周部に混合容器用回転軸を設けることにより、回転軸に対して垂直面を有する混合容器の内面構造がなくなり、回転軸付近の混合材料も停滞することなく移動するもので、この結果、混合容器内の全ての混合材料が位置移動するものであり、混合容器内で混合不良が起こり難く二種類以上の混合材料を効率良く短時間で混合可能な斜円筒型混合機を提供するものである。

また、本発明は、上記構成を採用することにより回転軸付近の混合材料も停滞することなく移動して混合作用が行われることから、前記回転軸の軸線ラインを越えて混合材料を供給しても混合不良が生じないために、混合容器に供給する混合材料を混合容器の容量に対して７０パーセント程度まで供給可能で、所謂、１ロット毎の高仕込み率を達成することができ、この点でも混合材料を効率良く短時間で混合可能とすることができる装置となる。

更に、本発明は、混合容器を形成する斜円筒形状の胴部を水平に設置した状態で、該斜円筒形状の胴部の外周部に対して水平に交わる形状の混合容器用回転軸を片持ち構造にて設けた容器回転式の混合機を提供するものであり、この形式の容器回転式混合機は、小型化と省力化に大いに役立つものである。

更に、本発明おいては、混合容器の形状が斜円筒形状の胴部に２つのコーン形状容器が両側より接合されており、該斜円筒形状の胴部の傾き分のみ前記二つのコーン容器の円錐軸が混合容器本体の中心線より偏芯している密閉型容器を形成しているもので、混合容器を形成する二つのコーン容器の頂点側に夫々混合材料挿入口と混合材料取出し口を設けた斜円筒型混合機を提供するものである。

斯くして、本発明は、同じ容量の混合容器で比較しても混合材料の仕込み率を向上させることが可能であり、また、混合容器を回転させる部分の部材形状を斜円筒形状の胴部に改良することにより、回転容器における回転軸付近での混合不良を防止して、例えば食品、医薬品、化学製品等の原料となる二種類以上の粉体を効率良く短時間で混合可能な斜円筒型混合機を提供することが可能になった。

そして、本発明は、従来のＷコーン型混合機の如く形状が簡単で製作がしやすく、また、形状が簡単であることから、ロット毎の清掃効率が極めて良い容器回転式の斜円筒型混合機を提供することができた。

本発明の実施例１を説明する正面図である。 本発明の実施例２を説明する正面図である。 本発明における混合作用の動作説明図である。 本発明における混合効率を従来装置に比較して表示したグラフである。 従来のＷコーン型混合機を説明する要部断面図である。

本発明は、同じ容量の混合容器で比較しても混合材料の仕込み率を向上させることが可能であり、また、混合容器を回転させる部分の部材形状を斜円筒形状の胴部に改良することにより、回転容器における回転軸付近での混合不良を防止して、例えば食品、医薬品、化学製品等の原料となる二種類以上の粉体を効率良く短時間で混合可能な斜円筒型混合機に関するものである。

また、本発明は、従来のＷコーン型混合機の如く形状が簡単で製作がしやすく、例えば円筒形状部材を斜めに切断して斜円筒形状部材の胴部を形成し、該斜円筒形状の胴部に２つのコーン形状容器が両側より接合した構成であり、該斜円筒形状の胴部の傾き分のみ前記二つのコーン容器の円錐軸が混合容器本体の中心線より偏芯している密閉型容器を形成しているものであり、形状が簡単であることから、ロット毎の清掃効率が極めて良い容器回転式の斜円筒型混合機を提供するものである。

而して、本発明は、混合容器の形状が斜円筒形状の胴部に２つのコーン形状容器が両側より接合されており、該斜円筒形状の胴部の傾き分のみ前記二つのコーン容器の円錐軸が混合容器本体の中心線より偏芯している密閉型容器を形成しているものであり、前記混合容器を形成する斜円筒形状の胴部を水平に設置した状態で、該斜円筒形状の胴部の外周部に対して水平に交わる形状の混合容器用回転軸を設けた容器回転式の斜円筒型混合機を要旨とするものである。

また、本発明は、斜円筒形状の胴部を混合容器の中心部に設け、該胴部の外周部に混合容器用回転軸を設けることにより、回転軸に対して垂直面を有する混合容器の内面構造がなくなり、回転軸付近の混合材料も停滞することなく移動するもので、この結果、混合容器内の全ての混合材料が位置移動することになり、混合不良が起こり難く二種以上の混合材料を効率良く短時間で混合可能な斜円筒型混合機を提供するものである。

更に、本発明は、上記構成を採用することにより回転軸付近の混合材料も停滞することなく移動して混合作用が行われることから、前記回転軸の軸線ラインを越えて混合材料を供給しても混合不良が生じないために、混合容器に供給する混合材料を混合容器の容量に対して７０パーセント程度まで混合材料が供給可能で、所謂、１ロット毎の高仕込み率を達成することができ、この点でも混合材料を効率良く短時間で混合可能とすることができる装置となる。

更にまた、本発明は、混合容器を形成する斜円筒形状の胴部を水平に設置した状態で、該斜円筒形状の胴部の外周部に対して水平に交わる形状の混合容器用回転軸を片持ち構造にて設けた容器回転式の混合機を提供するものであり、この形式の斜円筒型混合機は、小型化と省力化に大いに役立つものである。

そして、本発明は、混合容器の形状が斜円筒形状の胴部に２つのコーン形状容器が両側より接合されており、該斜円筒形状の胴部の傾き分のみ前記二つのコーン形状容器の円錐軸が混合容器本体の中心線より偏芯している密閉型容器を形成しているもので、混合容器を形成する二つのコーン容器の頂点側に夫々混合材料挿入口と混合材料取出し口を設けた斜円筒型混合機を提供するものである。

図１は、本発明の実施例１を説明する正面図であり、図１において、１は基体、２ａ、２ｂは基体１の両端部から立ち上がっている架台であり、この架台２ａ、２ｂ間に回転軸３が設けられている。回転軸３は駆動装置４、ベルト５、プーリー６を介して回転可能に軸受７ａ、７ｂに支軸されており、前記回転軸３の中心部に斜円筒形状の胴部８と、該胴部８の中央部に向けて拡開する二つのコーン形状容器部９ａ、９ｂが両側より接合されて密閉型容器、即ち、混合容器１０を形成している。

そして、混合容器１０を形成する円筒形状の胴部８は、該胴部８を水平に設置した状態でその胴部８に対して斜めに交わるように前記回転軸３が設けられており、混合容器１０は回転軸３に支軸されて回転可能に構成されており、前記混合容器１０を構成する２つのコーン形状容器部９ａ、９ｂの頂点側には、夫々混合材料挿入蓋１１、及び混合材料取出バルブ１２が設けられている。

斯くして、本発明の斜円筒型混合機は、コーン形状容器部９ａの頂点側に設けられた混合材料挿入蓋１１より混合する２種類以上の混合材料を挿入して、回転軸３に連結された駆動装置４を駆動させることにより、回転軸３を介して混合容器１０を回転させ、該混合容器１０内の混合材料の位置移動により混合材料の混合を行うものある。

本発明において、混合容器１０の回転に伴う混合容器１０内における混合材料の移動状態は、図３に示す如くコーン形状容器部９ｂ内での集合（矢印ａ）と、コーン形状容器部９ａ内での拡散（矢印ｂ）であり、混合容器１０の回転により、繰り返される混合材料の集合（矢印ａ）と、拡散（矢印ｂ）の混合作用を利用して材料の混合が行われるものである。

従って、本発明の斜円筒型混合機においては、混合容器１０の形状が斜円筒形状の胴部８に２つのコーン形状容器９ａ、９ｂが両側より接合されており、該斜円筒形状の胴部８の傾き分のみ前記二つのコーン形状容器９ａ、９ｂの円錐軸が混合容器１０の中心線より偏芯して左右非対称の密閉型容器を形成しているもので、混合材料の動き方は左右でその移動距離も移動速度も異なり、この結果、前記集合と拡散の混合作用はＷコーン型混合機よりも大きく、混合容器１０内の全ての混合材料が混合容器１０の回転で左右の位置移動も含めて大きく移動することになるので、混合材料の混合不良が起こり難い。

また、本発明は、斜円筒形状の胴部８を混合容器１０の中心部に設け、該胴部８の外周部に混合容器用回転軸３を設けることにより、回転軸３に対して垂直面を有する混合容器１０内の内面構造がなくなり、回転軸３付近の混合材料も停滞することなく移動するもので、この結果、混合容器１０内の全ての混合材料が位置移動することになり、混合不良が起こり難く二種類以上の混合材料を効率良く短時間で混合可能な斜円筒型混合機を提供するものである。

更に、本発明では、上記構成を採用することにより回転軸３付近の混合材料も停滞することなく移動して混合作用が行われることから、前記回転軸３の軸線ライン１３を越えて混合材料を供給しても混合不良が生じないために、混合容器１０に供給する混合材料を混合容器１０の容量に対して７０パーセント程度まで増加して供給可能で、所謂、１ロット毎の高仕込み率を達成することができ、この点でも混合材料を効率良く短時間で混合可能とすることができる装置となる

図２は、本発明の実施例２を説明する正面図であり、図２において、１は基体、２ａは基体１の端部から立ち上がっている架台であり、この架台２ａより片持ち形状で回転軸３が駆動装置４、ベルト５、プーリー６を介して回転可能に軸受７ａに支軸されており、該片持ち形状で突出した前記回転軸３の先端部に斜円筒形状の胴部８と、該胴部８の中央部に向けて拡開する二つのコーン形状容器部９ａ、９ｂが両側より接合されて密閉型容器、即ち、混合容器１０を設けている。

そして、混合容器１０を形成する斜円筒形状の胴部８は、該胴部８を水平に設置した状態でその胴部８に対して斜めに交わるように前記回転軸３が設けられており、混合容器１０は回転軸３に片持ち形状で支軸されて回転可能に構成されている。尚、前記混合容器１０を構成する２つのコーン形状容器部９ａ、９ｂの頂点側には、夫々混合材料挿入蓋１１、及び混合材料取出バルブ１２が設けられている。

斯くして、本発明の斜円筒型混合機は、コーン形状容器部９ａの頂点側に設けられた混合材料挿入口１１より混合する２種類以上の混合材料を挿入して、回転軸３に連結された駆動装置４を駆動させることにより、回転軸３を介して混合容器１０を回転させ、該混合容器１０内の混合材料の位置移動により混合材料の混合を行うものある。

そして、実施例２における混合容器１０の回転に伴う混合容器１０内における混合材料の移動状態は、図３に示す如くコーン形状容器部９ｂ内での集合（矢印ａ）と、コーン形状容器部９ａ内での拡散（矢印ｂ）であり、混合容器１０の回転により、繰り返される混合材料の集合（矢印ａ）と、拡散（矢印ｂ）の混合作用を利用して材料の混合が行われるもので、その混合動作は、実施例１と同様に混合容器１０の回転により、混合容器１０内の全ての混合材料が位置移動することになり、混合不良が起こり難く二種類以上の混合材料を効率良く短時間で混合可能な斜円筒型混合機を提供するものである。

斯くして、図４は、本発明における混合効率を従来装置に比較して表示した実験測定値である。図４の測定値は、４種類の色の異なるペレットを挿入場所を変えて混合を行ったこと、並びに各混合時間毎に５カ所からサンプリングを行って、そこに含まれる着色ペレットの含有量を測定して標準偏差を算出し、これを竪軸に表示し、横軸は混合時間を表示している。そして、グラフは、従来のＷ型混合機における仕込み率４５パーセントの場合、本発明の斜円筒型混合機における仕込み率４５パーセントの場合、本発明の斜円筒型混合機における７０パーセントの場合に分けて着色ペレット毎に算出した標準偏差の平均値を比較している。

図４では、本発明の斜円筒型混合機おいて、７０パーセント仕込みでの傾向は、本発明の斜円筒型混合機における４５パーセントのものと略同等であり、混合時間が１５〜２０分程度で略混合されているといえるレベルの数値となっているが、仕込み率７０パーセントの場合においては、仕込み率が大きい分、混合材料の移動空間が少なくなるために、左右の位置移動が仕込み率４５パーセントの場合に比較して若干遅くなるために混合初期のバラつきは大きくなっている。

然しながら、本発明の斜円筒型混合機においは、胴部８を斜円筒形状に構成して胴部８を傾斜させることにより、回転軸付近の混合材料に作用する力は大きく、本発明の斜円筒型混合機を用いて仕込み率７０パーセントとした場合においても、混合材料の混合は短時間で十分に行えることが確認された。

また、図４において示された測定値において確認できたことは、従来のＷコーン型混合機や二重円錐型混合機において、略混合されているといえるレベルに達する時間が３０分程であるのにたいして、本発明の斜円筒型混合機は、仕込み率４５パーセントのもの、或いは仕込み率７０パーセントのものであっても、１５〜２０分程度の短い時間で略混合されているといえるレベルに達していることが理解でき、本発明の斜円筒型混合機は、同じ容量の混合容器で比較しても混合材料の仕込み率を向上させることが可能であり、また、混合容器を回転させる部分の部材形状を斜円筒形状の胴部に改良することにより、回転容器における回転軸付近での混合不良を防止して、例えば食品、医薬品、化学製品等の原料となる二種類以上の粉体を効率良く短時間で混合可能な斜円筒型混合機を提供することが可能になった。

そして、本発明は、従来のＷコーン型混合機の如く形状がシンプルであることから、加工しにくいステンレスで混合容器を製作し、且つ、混合容器内を鏡面加工にて仕上げ加工を施すような製品であっても、比較的製作がしやすく、また、形状が簡単であることから、ロット毎の清掃効率が極めて良い容器回転式の斜円筒型混合機を提供することができた。

１ 基体
２ａ、２ｂ 架台
３ 回転軸
４ 駆動装置
５ ベルト
６ プーリー
７ａ、７ｂ 軸受
８ 胴部
９ａ、９ｂ コーン型形状容器
１０ 混合容器
１１ 混合材料挿入蓋
１２ 混合材料取出バルブ
１３ 軸線ライン

Claims (4)

1. 混合容器１０の形状は混合容器１０の中心部に斜円筒形状の胴部８と、該斜円筒形状の胴部８の中央部に向けて拡開する二つのコーン形状容器９ａ、９ｂが前記斜円筒形状の胴部８に両側より接合されており、該斜円筒形状の胴部８の傾き分のみ前記二つのコーン形状容器９ａ、９ｂの円錐軸が混合容器１０の中心線より偏芯して左右非対称の密閉型容器を形成していることを特徴とする斜円筒型混合機。
2. 前記混合容器１０を形成する斜円筒形状の胴部８を水平に設置した状態で、該斜円筒形状の胴部８の外周部に対して水平に交わる形状の回転軸３を設け、該回転軸３に連結された駆動軸４を駆動させることにより前記回転軸３を介して混合容器１０を回転させ混合容器１０内の混合材料の位置移動により混合材料の混合を行うことを特徴とする請求項１に記載された斜円筒型混合機。
3. 前記混合容器１０を形成する斜円筒形状の胴部８を水平に設置した状態で、該斜円筒形状の胴部８の外周部に対して水平に交わる形状の回転軸３を片持ち構造にて設けたことを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載された斜円筒型混合機。
4. 前記混合容器１０を形成する二つのコーン形状容器９ａ、９ｂの頂点側に夫々混合材料挿入蓋１１と混合材料取出バルブ１２を設けたことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載された斜円筒型混合機。