JP5514809B2 - カッタ組立体を有するブレンダシステム - Google Patents

Description

本発明は、ブレンダシステムに関し、ブレンダシステムは、回転的に駆動可能なカッタシャフトに固定されるカッタブレードを含むカッタ組立体と、回転的に駆動可能なフィーダシャフトに固定されるフィーダブレードを含むフィーダ組立体とを有し、カッタブレードは、カッタシャフトから径方向に遠く離れた遠位端部にカッタ先端部を有し、フィーダブレードは、フィーダシャフトから径方向に遠く離れた遠位端部にフィーダ先端部を有する。

マルチブレードブレンダ装置は、国際公開ＷＯ２００５／０１１９３３Ａ２から既知である。ＷＯ２００５／０１１９３３Ａ２の装置は、駆動シャフトと、ギアシステムと、ブレード組立体とを有する。各ブレード組立体は、ブレードシャフトの端部に固定されるブレードを含む。ブレードシャフトは、垂直位置から容器の壁に向かって傾斜している。ギアシステムは、ブレード組立体と係合する。駆動シャフトは、ギアシステムと係合し、動作中にブレード組立体を回転させる。ギアシステムは、減速ギアを有し、減速ギアは、ブレンダのギアシステム内で実施される。別個のギアシステムによって各ブレード組立体を制御し得る。

裏ごし、細切、乳化、及び、調合は、キッチン環境において一般的に知られた操作であり、ブレンダシステムによってそれらを快適に達成し得る。用途は多様であり得る。例えば、特別なレシピの仕上げのための成分の混合物を含む調合物に対して或いは成分の準備中の１つの成分に対して調合操作を行い得る。調合物の粘稠度は、本質的に粘性のものから流体に広がる。調合されるべき調合物の量及び材料の量は有意に異なり得る。

少量の調合物は処理可能でないかもしれないが、大量の調合物は完全に或いは均一に処理されないかもしれない。しばしば、蓋を開けることによって並びにプロセスが再開するまで一片の刃物類で容器内の質量又は調合物を撹拌することによって、救済策が探求される。ブレードが作動しているときに撹拌が起こるときには特に、この手順は危険になり得る。主として高い粘性を有する混合物において問題が起こることが報告されている。

粘性の混合物の効果的な調合を可能にする冒頭段落に示される種類のブレンダシステムを提供することが本発明の目的である。

本発明によれば、この目的は、フィーダ先端部がカッタ先端部よりも低い周速で駆動可能樽ことによって実現される。

以下では、所謂角速度、即ち、例えば、回転軸の周りに時計回り又は反時計回りのような、特定方向における回転体の角移動の速度が使用される。角速度は、単位時間当たり角度、単位時間当たり半径、又は、単位時間当たり回転で測定される。角速度の結果として、回転軸から或る半径に位置付けられる回転体の地点は、周速を有する。速度は、特定方向における位置の変化の時間速度である。速度の大きさは、１秒当たりメートル（ｍ／ｓ）、１秒当たりフィート（ｆ／ｓ）、及び、１時間当たり参る（ｍｉ／ｈ）のような単位で一般的に測定される。回転軸から或る半径に位置付けられる回転体の位置は、円形軌道を描く。周速は、それらの軌道に対して接線方向にある方向におけるそのような地点の位置の変化の時間速度である。回転体の或る地点の周速の大きさは、回転体の角速度と、回転体の回転軸から検討の下にある地点までの半径との積によって決定される。

最新技術のブレンダにおいて、カッタブレードは、動作中、効率的な調合プロセスを可能にするために、比較的高い角速度で回転する。最新技術のブレンダにおいて、そのような角速度は、１分当たり９０００〜２００００回転の範囲の特性値を有する。ブレードの先端部を、先端部が固定されるシャフトの回転軸から数センチメートルだけ離れて配置し得る。これらの先端部は、上述の高い角速度で回転するので、それらの周速は、１時間当たり１５０キロメートルの値に達し得るし、調合プロセスの負荷及び混合物の粘度に依存して、より一層多くでさえあり得る。

これらの高い周速で、切断縁部及び先端部の周りで混合物内に小規模（スモールスケール）効果が生じる。これらの効果が起こる規模は、切断縁部形状及び先端部形状の特性寸法並びに回転軸から径方向にカッタブレード又はフィーダブレードの寸法に対応する。切断中、切断縁部と調合物内の小片及び粒子との間に力が加えられる。効果的な切断プロセスのためには、これらの力を高い力又は衝撃として短い期間に亘って適用することが有利である。故に、切断縁部での並びに切断縁部の周りでの効果的な切断は、切断縁部と調合物内の粒子との間の十分な衝撃力によって特徴付けられる。衝撃力は、短い期間に亘って適用される高い力又は衝撃である。そのような力は、比較的より長い期間に亘って適用されるより低い力よりも大きい効果を有し得る。効果的な切断のために要求される衝撃力を生み出すために、切断縁部及び先端部の高い周速が必要とされる。

先端部の周速の臨界値で、切断縁部の周りで混合物内に空洞又は気泡が生じ始める。先端部の周速が臨界値よりも上に増大すると、空洞及び気泡の量も同様に増大する。周速が周速の臨界値よりも高くなり過ぎるならば、先端部及び切断縁部は、空洞又は気泡を通じて相当な程度まで或いは大部分は無駄に移動する。何故ならば、これらの空洞は、切断又は調合されるべき如何なる混合物をも空にするからである。そのような条件では、新鮮な調合物は切断縁部に輸送されず、切断縁部は、循環を混合物によって捕捉される気泡内に効果的に維持する。そのような条件では、未処理の調合物は切断縁部の前に輸送されず、未処理の調合物を切断縁部の前に導くために、調合プロセスは使用者の介入を必要とする。流動に対して高い抵抗を有する特に粘性のある調合物は、周速比較的低い臨界値及び対応する問題によって特徴付けられる。

臨界周速より上では、混合物の大規模（ラージスケール）輸送は困難である。特に、ブレードの先端部及び回転軸までのそれらの半径は、臨界周速に関して重要なパラメータである。初期的に、即ち、調合プロセスの第一段階の間、先端部の周速によって生み出される衝撃力の結果として、カッタブレードの周りの材料を切断し得る。しかしながら、初期段階の後の後続段階では、効果的な循環、即ち、新鮮な材料を切断縁部の前に導き且つブレードに沿う調合物の流れを維持することは損なわれ、絶たれ、或いは、起こらない。何故ならば、ブレード先端部の前記周速は、臨界周速より上であり、上述されたような気泡の生成を引き起こすからである。

一方では、効果的な切断を生み出す衝撃力の生成のために、周速の臨界値より上のブレード先端部の周速が要求される。他方では、周速の臨界値より下の周速は、効果的な切断を可能にするためには低過ぎるが、上述されたように気泡効果又は空洞効果を防止する。周速の臨界値より下で、ブレードは調合物に遠心力を加え、それによって、調合物又は混合物を揺動して離すと同時に、フィーダによって何らかの切断又は予切断を構築し得る。フィーダ先端部をカッタ先端部よりも低い周速で駆動することによって、フィーダ組立体は、混合物の大規模輸送を実現すると同時に、フィーダ組立体は、より大きい粒子の何らかの切断又は予切断を行い得る。カッタ組立体は、主として並びに効果的に、調合物を切断し、その調合物は、フィーダ組立体によってカッタ組立体の作用領域に送り込まれる。このように、フィーダ先端部をカッタ先端部よりも低い周速で駆動することによって、粘性のある混合物を効果的に調合し得る。

本発明の好適実施態様において、フィーダブレードは、混合物をカッタ組立体に向かって輸送するための手段を有する。

フィーダ組立体は、切断機能及び供給機能を有する。混合物をカッタ組立体に向かって輸送するための手段によって供給機能を向上し得る。例えば、フィーダ先端部の周速の方向におけるフィーダブレードの狭く鋭利なナイフ状の突起によって、フィーダブレードの切断機能を構築し得る。混合物の予切断に関して最適化され得るそのような形態は、予切断混合物を捕捉し且つ予切断混合物をカッタ組立体に向かって案内するのに特に適していないかもしれない。輸送手段を提供することによって、供給機能を向上し得る。輸送手段は、例えば、フィーダブレードの高さ、即ち、その周速の方向におけるその突出が増大されるように構成される。例えば、フィーダブレードにリブを取り付けることによって、これを達成し得る。その場合、リブは、フィーダブレードに沿って径方向、並びに、フィーダブレードに対して垂直な方向、即ち、フィーダブレードの回転軸と平行な方向に延びる。代替的に、フィーダブレードの一部を折り曲げることによって輸送手段を構成し得る。その場合、折曲げ線は、径方向に延びる。代替的に、フィーダブレードは、フィーダブレードの回転軸に対して垂直であり且つフィーダブレードが延在する径方向に対して垂直な方向に湾曲し得る。そのような構造的な均等物は、調合物の成分が輸送手段によって捕捉されるという技術的効果を有する。何故ならば、これらの手段は、フィーダブレードの表面に対して垂直な方向に延在するからである。次に、それらの成分は、フィーダ組立体の回転軸の周りに沿う回転運動で運ばれる。回転運動に沿って運搬される間、輸送手段は、成分に遠心力を加える。何故ならば、輸送手段は、フィーダブレードの径方向に延在するからである。これらの遠心力の作用の下で、それらの成分は、カッタ組立体に向かってフィーダ組立体の回転軸から離れる方向に径方向に押される。

輸送手段の高さは、調合プロセスの有効性に対して効果を有する。一般的に、輸送手段の高さ、即ち、フィーダ組立体の回転軸と平行な方向におけるそれらの寸法は、フィーダ先端部の周速が減少するときに増大するはずである。カッタ先端部の周速の１０〜９０％の間のフィーダ先端部の周速の範囲において、輸送手段の高さは、効果的な調合プロセスを可能にするために、それぞれ８〜０．５ｍｍの間の範囲になければならない。カッタ先端部の周速の６０〜８０％のフィーダ先端部の周速の範囲において、輸送手段の高さは、効果的な調合プロセスを可能にするために、それぞれ４〜２ｍｍの間の範囲になければならない。

フィーダは、混合物を輸送する機能を有し、フィーダの輸送手段と混合物との間に遠心力が生み出される角速度で駆動される。フィーダシャフトが駆動されるべき角速度の実用的又は現実的な値は、フィーダ先端部半径、即ち、フィーダ先端部とフィーダシャフトの回転軸との間の半径に依存する。大きなフィーダ先端部半径で、フィーダシャフトの角速度は、相応して適合される、即ち、減少されるべきである。何故ならば、フィーダシャフトの周速とフィーダ先端部半径の乗算積は、フィーダ先端部の周速を決定するからである。

本発明によれば、カッタは、効果的な切断が行われる角速度で駆動される。カッタシャフトが駆動されるべき角速度の実用的又は現実的な値は、カッタ先端部半径、即ち、カッタシャフトの回転軸までのカッタ先端部の距離に実質的に依存する。大きなカッタ先端部半径で、カッタシャフトの角速度は、相応して適合されるべきである。何故ならば、角速度とカッタ先端部の乗算積が、カッタ先端部の周速を決定するからである。

本発明に従ったブレンダの有利な実施態様において、フィーダ先端部は、カッタ先端部の周速の６０から８０％の間の周速で駆動可能である。

フィーダ先端部が上記の特定の範囲内の周速で駆動されるならば、上述された効果は驚くほどに効果的である。フィーダ組立体は、カッタ組立体に混合物を提供するその効果に加えて、切断の機能性を有し得る。フィーダ先端部の周速が極めて低いならば、極めて粘性のある物質の輸送は依然として起こるが、フィーダ先端部と混合物との間の衝突は、混合物内に存在する小片又は部片の切断又は予切断を構築するには低過ぎる。この予切断は、調合プロセスを完了するのに必要な時間及びエネルギを削減するのを助ける。フィーダ先端部の周速は、混合物内の小片及び部片を予切断し、引き続き、これらの小片及び部片を加工可能な大きさでカッタ組立体に送るのに最適である。カッタ組立体の効率は、とりわけ、そのブレードに送られる固形成分の小片の大きさに依存する。固形成分の大きさはこれらの小片の質量に対応し、切断縁部と成分との間の衝撃相互作用に影響を及ぼす。フィーダブレードの先端部の周速は、カッタ組立体に送り込まれる固形成分の小片の流量にも影響を及ぼす。フィーダ先端部の周速の上記の特別な範囲内で、大きさ及び流量の両方は、効率的でありながら依然としてエネルギ節約調合プロセスを得るのに好適である。

フィーダ先端部の周速が低過ぎるならば、供給効果は減少し、均質な調合物を作り出すのに必要とされる時間は減少する。フィーダ先端部の周速は、カッタ先端部の周速の１０％よりも多くなければならない。フィーダ先端部の周速が高過ぎるならば、上記に説明されたように供給効果も減少する。何故ならば、混合物の輸送の効果はより少なくなり、均質な調合物を作り出すのに必要な時間は増大する。フィーダ先端部の周速は、カッタ先端部の周速の９０％未満でなければならない。

フィーダ先端部の周速が、カッタ先端部の周速の１０％からカッタ先端部の周速の６０％に、カッタ先端部の周速の５％の段階でカッタ先端部の周速の１０、１５、２０、２５、３０、３５、４０、４５、５５、及び、６０％にそれぞれ増大するならば、供給効果は段階毎に向上し、均質な調合物を作り出すのに必要な時間も相応して段階毎に減少する。

フィーダ先端部の周速が、カッタ先端部の周速の９０％からカッタ先端部の周速の８０％に、カッタ先端部の周速の２％の段階でカッタ先端部の周速の９０、８８、８６、８４、８２、及び、８０％にそれぞれ減少するならば、供給効果は段階毎に向上し、均質な調合物を作り出すのに必要な時間も相応して段階毎に減少する。

ブレンダに処理されるべき調合物が充填されるならば、フィーダ先端部の周速は、好ましくは、カッタ先端部の周速の６０〜８０％の間である。上記の値はブレンダに高粘性の混合物が充填される状況に当て嵌まる。ブレンダが非充填である、即ち、空で運転するならば、カッタ及びカッタを駆動する駆動ユニットが混合物によって荷重されるときのカッタ先端部の周速の降下を相殺するために、８０％よりも相当高い周速でカッタ組立体を駆動し得る。周速の低下は、駆動ユニットの出力、混合物の粘性及び量等のような調合システムの幾つかのパラメータに依存する。非充填のブレンダにとって、フィーダ先端部の周速は、好ましくは、カッタ先端部の周速の４０〜９０％の間である。

本発明に従ったブレンダの有利な実施態様において、輸送するための手段は、フィーダブレードの表面から４ｍｍ未満であり且つ２ｍｍよりも多くの距離に亘って延在する。

前記寸法は、フィーダ先端部をカッタ先端部の周速の６０〜８０％の間の周速で駆動するときに最適である。フィーダ先端部の周速が増大するならば、輸送手段の延出距離は減少し得る。輸送手段の延出距離又は高さの有効性は、とりわけ、フィーダ先端部が駆動される周速に依存する。フィーダ先端部の周速が、カッタ先端部の周速の１０％のように低いならば、輸送手段の延出距離又は高さは、効果的な輸送を構築するために８ｍｍの値を有し得る。フィーダ先端部の周速が、カッタ先端部の周速の９０％のように高いならば、輸送手段の延出距離又は高さは、効果的な輸送を構築するために０．５ｍｍの値を有し得る。

フィーダ先端部の周速が、カッタ先端部の周速の１０％からカッタ先端部の周速の６０％に、カッタ先端部の周速の５％の段階でカッタ先端部の周速の１０、１５、２０、２５、３０、３５、４０、４５、５０、５５、及び、６０％にそれぞれ増大するならば、輸送手段の高さは、相応して等距離で、即ち、８、７．６、７．２、６．８、６．４、６．０、５．６、５．２、４．８、４．４、及び、４．０ｍｍにそれぞれ減少し得る。

フィーダ先端部の周速が、カッタ先端部の周速の６０％からカッタ先端部の周速の８０％に、カッタ先端部の周速の２％の段階でカッタ先端部の周速の６０、６２、６４、６６、６８、７０、７２、７４、７６、７８、及び、８０％にそれぞれ増大するならば、輸送手段の高さは、相応して等距離で、即ち、４．０、３．８、３．６、３．４、３．２、３．０、２．８、２．６、２．４、２．２、及び、２．０ｍｍにそれぞれ減少し得る。

フィーダ先端部の周速が、カッタ先端部の周速の８０％からカッタ先端部の周速の９０％に、カッタ先端部の周速の１％の段階でカッタ先端部の周速の８０、８１、８２、８３、８４、８５、８６、８７、８８、８９、及び、９０％にそれぞれ増大するならば、輸送手段の高さは、相応して等距離で、即ち、２．０、１．８５、１．７０、１．５５、１．４０、１．２５、１．１０、０．９５、０．８０、０．６５、及び、０．５ｍｍにそれぞれ減少し得る。

本発明に従った実施態様において、フィーダ先端部は、所定パターンに従って調合中に変化する周速で駆動可能である。

フィーダによって調合物に加えられる遠心力は、所定パターンに従って変化する。調合物が、その特性である大きさ、質量、及び、粘着性における分布を有する塊及び粒子の混合物を含むという認識によって、効果的な輸送を改良し得る。一方では、非粘着性の重い塊を、フィーダブレードの低い角速度で、フィーダブレードから離れる方向に容易に投射し得る。他方では、低い質量の小さい粒子はフィーダブレードに頑強に粘着することがあり、それはフィーダブレードによって加えられる異なる遠心力及び前記フィーダブレードの対応する異なる周速を必要にする。フィーダブレードの周速を或る範囲の周速を通じて意図的に通過させることによって、調合物の異なる成分を効果的な方法で輸送することができ、各成分は、フィーダ先端部のその好適な対応する周速を有する。調合プロセスの始動の間に所定パターンを有利に使用し得る。準備される調合物の種類に所定パターンを適合し得る。高粘性の調合物は、定年制の調合物と異なるパターンを必要とし得る。

成分が制御不能間方法で跳ね返り始めるのを防止するために、所定パターンを調合プロセスの始動時に有利に適用し得る。そのような跳ね返り（スプラッシング）は、容器外部での調合物の不必要な損傷又は容器の不必要な汚染を引き起こし得る。所定パターンが使用されない、即ち、調合が、例えば、全周速で開始するならば、調合物内の小片及び成分は、容器の上壁又は容器のカバーに対して放り上げられ、残りの調合プロセスの間、適切に処理されない状態でそこに粘着する。処理又は調合の後に調合物が容器から外に注がれるならば、これらの非調合堆積物は処理済み調合物と一緒に運搬され、調合物の品質を損なう。これらの理由のために、回転的に駆動可能なシャフトに取り付けられるブレードを含み、ブレードはシャフトから径方向に遠く離れた遠位端部に先端部を有し、シャフトは駆動ユニットによって駆動可能であり、先端部は周速で駆動可能であり、その周速は所定パターンに従って調合中に変化するカッタ組立体又はフィーダ組立体を含むブレンダシステムを有することが概ね有利である。カッタ先端部の周速より低い周速で駆動可能であるカッタ先端部から独立して、この所定パターンの技術的機能を有利に使用することもできる。即ち、フィーダ先端部及びカッタ先端部の周速が本発明に従って駆動可能でないならば、所定パターンは調合プロセスも向上する。

本発明に従ったブレンダシステムの更に他の実施態様において、フィーダシャフトは、フィーダ回転軸を有し、カッタシャフトは、カッタ回転軸を有し、フィーダ先端部は、フィーダ回転軸までのフィーダ先端部距離を有し、カッタ先端部は、カッタ回転軸までのカッタ先端部距離を有し、フィーダ先端部距離とカッタ先端部距離との間の差は、カッタ先端部距離の７５％未満である。

その差は７５％未満なので、フィーダ組立体及びカッタ組立体の全体寸法は、類似又は同じオーダの大きさである。全体寸法が等しいならば、これはフィーダブレード及びカッタブレードを低コストで加工し得るという利点を有する。何故ならば、フィーダブレード及びカッタブレードの両方を作製し得る片を製造するために同じ機器を使用し得るからである。フィーダブレード及びカッタブレードの全体寸法が類似であるならば、上記に議論された調合中の効果的な輸送及び切断の利点は、特に相当なものである。調合が効果的に起こるフィーダ及びカッタの全体寸法は、とりわけ、カッタブレード及びフィーダブレードの形状に依存する。フィーダブレードの形状を、例えば、調合物内の成分の効果的な輸送を想定するよう構成し得る。そのように構成されるフィーダの形状は、カッタの形状と異なり得る。フィーダのブレード及びカッタのブレードは、それらの回転軸に対して傾斜し得る。フィーダ及びカッタにおけるそのような適合の実施例を、以下により詳細に記載する。一般的には、前記適合は、フィーダ及びカッタの全体寸法のための最適な値に対して、特に、フィーダ先端部距離及びカッタ先端部距離に対して影響を有する。

フィーダブレード及びカッタブレードの回転軸に対してフィーダブレード及びカッタブレードの大きさ、形状、及び、向きを適合することは、カッタ先端部距離と異なる（等しくないという意味）フィーダ先端部距離のための最適な値を必要とする。これは流動パターンにおける非対称性に起因し、それはカッタ組立体及びフィーダ組立体に沿う混合物の大規模な輸送、故に、より良好な混合を可能にする。カッタ先端部距離と異なるフィーダ先端部距離を使用することによって、そのような非対称性を容易に誘引し得る。一般的には、３つの可能性が存在する。第１の可能な構成において、フィーダ先端部距離は、カッタ先端部距離を超える。この第１の構成では、フィーダ先端部をカッタ先端部よりも低い周速で駆動するために、フィーダ軸の角速度は、カッタ軸の角速度より有意に少なくなければならない。第２の構成において、フィーダ先端部距離は、より大きいフィーダ先端部距離を補償するために、カッタ先端部距離と等しい。この第２の構成では、フィーダ軸の角速度は、フィーダ先端部をカッタ先端部よりも低い周速で駆動するために、カッタ軸の角速度未満でなければならない。第３の構成において、フィーダ先端部距離は、カッタ先端部距離未満である。この第３の構成では、フィーダ軸の角速度は、カッタ軸の角速度以上であることが可能であり得るが、フィーダ軸の角速度は、フィーダ先端部の周速がカッタ先端部の周速を超える程度まで増大し得ない。一般的には、効果的な調合プロセスのために、カッタ先端部距離よりも大きいフィーダ先端部距離を使用することが有利である。

本発明のブレンダのこれらの及び他の特徴は、図面を参照して更に解明され且つ記載される。

本発明の実施態様に従ったブレンダシステムを示す斜視図である。 本発明の実施態様に従ったカッタ組立体を示す斜視図である。 本発明の実施態様に従ったフィーダ組立体を示す斜視図である。 図３のフィーダブレードを示す断面図である。 本発明の実施態様に従ったフィーダブレードを示す断面図である。 本発明の実施態様に従ったフィーダブレードを示す断面図である。 本発明に従ったフィーダ及びカッタの実施態様を示す斜視図である。 図７のフィーダ及びカッタの円形軌道及び速度を示す概略図である。 カッタ組立体の所定パターンの角速度を示すグラフである。

図１は、本発明に従ったブレンダシステム１０の実施態様を示している。ブレンダシステム１０は、ベース１２と、容器１４とを含む。容器１４は、成分（図示せず）の混合物の調合中に容器１４がベース１２に固定されるようにベース１２に取り付けられる。容器１４は、例えば、容器１４の洗浄の目的のために、ベース１２から取り外し可能であり得る。如何なる材料又は材料の組み合わせからも容器１４を作製し得る。調合プロセス中に使用者が調合プロセス及び容器１４内の成分の流れを観察することを可能にするために、容器１４は透明な材料から作製される。しかしながら、材料は、ステンレス鋼のような透明ではない他の材料も含み得る。容器１４は、容器１４の開放側で容器１４の壁部分１８に形成される注ぎ口１６を有する。ブレンダベース１２は、容器１４の底部側２２に位置付けられる。カッタ組立体２４及びフィーダ組立体２５がベース１２付近に収容される。カッタ組立体２４は（図２に示される）カッタ２６を有する。フィーダ組立体２５は（図３に示される）フィーダ２６を有する。フィーダ２６はフィーダシャフト６４に固定される。カッタ２６はカッタシャフト３０に固定される。カッタシャフト３０及びフィーダシャフト６４は、ベース１２内に収容される駆動ユニット１００によって回転的に駆動可能である。駆動ユニット１００は、図示されていない。以下の図面において、同等の参照番号は、同等又は類似の構成部品を指し示す。

図２には、図１のカッタ２６の斜視図が描写されている。矢印５０は、カッタ２６の意図される回転方向を指し示している。カッタ２６を、例えば、金属シートから打ち抜き得る。図２に示される実施態様において、カッタ２６は、中心区画２７と、カッタブレード２８を形成する４つの区画とを有する。カッタブレード２８は、中心区画２７に対して折曲げ線３９の周りで折り曲げられる。各カッタブレード２８は、切断縁部２９を備える。ブレード２８は中心区画２７に対して折り曲げられているので、切断縁部２９は異なるレベルで動作可能であり、それによって、カッタ２６の作用領域を、中心区画２７を含む平面の上及び下に拡張する。カッタ２６は、カッタシャフト３０から分離された状態で描写されている。カッタシャフト３０の部分３４だけが図２中に概略的に描写されている。カッタシャフト３０の部分３４は、カッタブレード２８内の開口３２に対応する。開口３２は矩形であり、部分３４の矩形の断面に対応している。開口３２は、代替的に、異なる形状、例えば、部分３４の類似の多角形状断面に対応する非対称的な多角形の形状を有し得る。非対称的な形状の開口３２及び開口３２に対応する非対称的な断面の部分３４を使用することによって、例えば、洗浄又は保守の目的のためにカッタシステムを分解した後、カッタブレード２８が上下逆に取り付けられることが防止される。

中心区画２７は、カッタ２６の回転軸３８に対して垂直である。線４０は、中心区画２７と平行であり、シャフト３０の回転軸３８に対して垂直である。線４０は、開口３２内で軸３８と交差する。カッタブレード２８は、折曲げ角４２に亘って折曲げ線３９の周りで折り曲げられる。カッタ２６の各カッタブレード２８は、ブレードの遠位端部に、即ち、回転軸３８から径方向に遠く離れるブレードの端部にカッタ先端部３６を有する。カッタ先端部３６と回転軸３８との間の径方向距離は矢印４４によって指し示されており、カッタ先端半径と呼ぶ。カッタ先端半径４４は、折曲げ角４２の値、中心区画２７の全体的な寸法、及び、カッタブレードの長さに依存する。例えば、各カッタブレード２８のために異なる折曲げ角を使用することによって、各ブレードは異なるカッタ先端半径４４を備え得ると同時に、カッタの作用領域を回転軸３８の方向に拡張し得る。

図３には、図１のブレンダシステム１０のフィーダ６２が概略的に描写されている。矢印１５０が、フィーダ６２の意図される回転方向を指し示している。その回転方向は、混合物中の粒子及び成分がフィーダブレード６２８上の切断縁部６２９との衝突に晒されるような方向にある。カッタ２６と同様に、フィーダ６２を金属シートから打ち抜き得る。図３に示される実施態様において、フィーダ６２は、中心区画６２７と、フィーダブレード６２８を形成する４つの区画とを有する。代替的に、条片の形態の２つの積層部分からフィーダを形成し得る。各条片は、中心区画と、条片の両極端にある２つのブレード区画とを有し、両方の条片は、中心区画（図示せず）内の孔を介して軸に接続される。図３において、フィーダブレード６２８は、カッタ２６に関して指し示されたのと同様に、中心区画６２７に対して折曲げ線６３９の周りで折り曲げられる。各フィーダブレード６２８は、切断縁部６２９を備える。これらの切断縁部は、より大きい片がカッタ２６に向かって移動される前に、これらの片を調合物内で予切断する。ブレード６２８は中心区画６２７に対して折り曲げられるので、切断縁部６２９は異なるレベルで動作可能であり、それによって、フィーダ６２の作用領域を、フィーダ６２の回転軸６３８の方向に拡張する。

フィーダ６２は、フィーダシャフト６４から分離された状態で描写されている。フィーダ６２を、開口６３２を介してフィーダシャフト６４に取り付け得る。フィーダシャフト６４の部分６５だけが図３に示されている。フィーダシャフト６４の部分６５は、フィーダ６２の中心部分６２７内の開口６３２に対応する。開口６３２は矩形であり、部分６３４の矩形断面に対応する。開口は、代替的に、異なる形状、例えば、部分６５の類似の多角形状の断面に対応する非対称的な多角形の形状を有し得る。非対称的な形状の開口及び開口の非対称的な形状に対応する部分６５の断面を使用することによって、例えば、洗浄又は保守の目的のためにフィーダ組立体２５が分解された後に、フィーダ６２が上下逆に取り付けられることを防止し得る。好ましくは、フィーダ６２がカッタ２６と見なされることを防止するために、フィーダ６２内の開口６３２は、カッタ２６内の開口３２と異なるべきである。そのような交換は、カッタシャフト３０に取り付けられたフィーダ６２、及び、その逆（フィーダシャフトに取り付けられたカッタ）を招き得る。

中心区画６２７は、フィーダ６２の回転軸６３８に対して垂直である。線６４０は、中心区画６２７と平行であり、フィーダシャフト６４の回転軸に対して垂直である。線６４０は、開口６３２内で軸６３８と交差する。フィーダブレード６２８は、折曲げ角に亘って折曲げ線６３９の周りで折り曲げられる。そのような折曲げ角は、湾曲矢印６４２によって描写されている。図３の実施態様において、フィーダブレード６２８は、４つのフィーダ先端部６３６を有する。各ブレード６２８は、回転軸６３８から径方向に遠く離れる遠位端部又はフィーダ先端部６３６を有する。フィーダ先端部６３６と回転軸６３８との間の径方向距離は、矢印６４４によって指し示されており、フィーダ先端部半径６４４と呼ぶ。フィーダ先端部半径６４４は、折曲げ角６４２の値、フィーダブレードの長さ、及び、中心区画６２７の寸法に依存する。各フィーダブレード６２８のために異なる折曲げ角を使用することによって、各ブレード６２８は、異なるフィーダ先端部半径６４４を備え得る。フィーダブレード６２８が異なる折曲げ角を備えることによって、フィーダの作用領域を適合し得る。同じことがカッタブレードの折曲げ角４２（図２）の適用にも当て嵌まる。カッタ先端部半径４４、フィーダ先端部半径６４４、並びに、フィーダシャフト及びカッタシャフトの角速度に依存して、ブレンダシステム１０の効率を最適化するように折り曲げ角度４２及び６４２を選択し得る。

フィーダブレード６２８は、リブ６４６を有し、リブ６４６は、矢印６５０によって指し示されるように、回転軸６３８から径方向に延びる。図示される実施態様において、各ブレードは、１つのリブを有する。代替的に、移動するための手段は、ブレード毎に、例えば、平行に配置された２つのリブの形態の１つよりも多くのリブを含み得る。異なるフィーダブレード６２８は、非ゼロの折曲げ角６４２を有し得るので、リブ６４６は、軸６３８に対して垂直でなくてもよい。故に、これらのリブは、回転軸６３８と平行な方向にも延びる。リブ６４６は、フィーダ先端部６３６の周速の方向に面する輸送面又は表面６４８を有する（図４）。調合物の成分をフィーダブレード６２８の切断縁部６２９によって予切断し得る。予切断に引き続き、フィーダブレード６２８は予切断材料に沿って移動する。切断縁部６２９付近のフィーダブレードの最先部分は、切断の目的のために狭く且つ鋭利である。フィーダブレード６２８のそのような狭いナイフ状の形状は、調合物の輸送に特に適していない。調合物内の成分を捕捉するのに十分な設備を得るために、輸送面６４８は、周速を伴うある角度にある。フィーダ６２は、その先端部６３６の周速がカッタ３６の先端部の周速未満であるように作動される。フィーダ６２が輸送表面６４８を有するならば、切断と供給との間の良好な均衡を得ることができる。輸送表面６４８は、調合物内の成分を捕捉し、回転運動に沿ってそれらを搬送する。この回転運動の間、輸送表面と輸送表面によって捕捉される成分との間で、遠心力が維持可能である。輸送表面６４８は、成分がフィーダ６２とカッタ２６との間の協働的な近接領域に達する前に成分がフィーダ６２８を離れることを防止する。調合物の循環を効果的に支持することができる。

図４は、図３に描写されるようなフィーダブレード６２８の断面ＩＶ−ＩＶ’を示している。切断縁部６２９の周速は、矢印６５４によって指し示されている。リブ６４６は、フィーダブレード６２８の頂面に対して鋭利なリブ角で向けられている。リブ角は、湾曲矢印６５０によって指し示されている。その角度は、異なる値も有し得る。フィーダブレード６２８の頂面に対するリブの高さは、矢印６５２によって指し示されている。その高さ６５２の最適な値は、フィーダ先端部の周速に依存する。混合物内での空洞の形成を防止するために、フィーダ先端部の周速がカッタ先端部の周速の６０％〜８０％の好適な値に減少されるべきであるよう、輸送手段６４６の高さは、フィーダの周速に関連することが観察された。リブ６４６のような、混合物を輸送するための如何なる手段もないならば、フィーダ先端部周速の減少は、供給効果に関して、リブ６４６のような調合物を輸送するための手段との組み合わせにおけるフィーダ先端部の周速の減少よりも調合プロセスのために余り効果的ではない。リブ６４６を用いて得られるより一層改良された供給効果は、４ｍｍ〜２ｍｍの間のリブ高さ６５２で最適であり、４ｍｍの高さは、カッタ先端部の周速の６０％のフィーダ先端部の周速で適用可能であり、２ｍｍの高さは、カッタ先端部の周速の８０％のフィーダ先端部の周速で適用可能である。即ち、輸送手段６４６のための高さ６５２の最適な値は、フィーダ先端部の周速が増大すると減少する。

図５は、本発明の実施態様に従ったフィーダブレード６２８の断面図である。フィーダブレード６２８は、混合物を輸送するための手段を有する。図５の実施態様において、その手段６４６は、フィーダブレード６２８の折り曲げられた拡張部によって形成される。そのような折り曲げられた拡張部の利点は、フィーダブレード６２８の頂面から輸送面６４８までの連続的な移行である。連続的な移行は容易な洗浄を促進し、混合物又は調合物内の粒子又は成分６４７が頂面６５６から輸送面６４８への移行部の上に堆積することを防止する。そのような堆積は、フィーダ組立体に沿う調合物の効果的な輸送を妨げ得る。図５に描写されるようにフィーダブレード６２８の後部を折り曲げることは、フィーダブレード６２８を製造する費用効率的な方法である。何故ならば、折曲げは、輸送手段６４８をフィーダブレード６２８に取り付ける余分なプロセスステップを節約するからである。

図６は、本発明の実施態様に従ったフィーダブレード６２８の断面図である。フィーダブレード６２８は、湾曲した輸送手段６４６を有するが、図５に描写されるような輸送手段と異なる。輸送手段６４６が湾曲する程度は、図５に描写されるよりも少ない。これは捕捉挙動において異なる効果をもたらす。様々な調合プロセスのために多様な一群の交換可能なフィーダを適用するために、そのような異なる挙動を有利に使用し得る。本発明から逸脱せずに様々な形状を使用し得る。

図７は、本発明に従ったフィーダ及びカッタの実施態様の斜視図である。カッタ組立体２４及びフィーダ組立体２５は、カッタブレード２８及びフィーダブレード６２８をそれぞれ有する。カッタ先端部半径４４及びフィーダ先端部半径６４４が指し示されている。先端部３６及び６３６は、円５２及び１５２によって指し示される円形軌道をそれぞれ描く。カッタ先端部半径４４及びフィーダ先端部半径６４４は異なる値を有し得るので、円５２及び１５２の直径は異なる値を有し得る。

図８は、図７の実施態様の上面図を概略的に描写している。フィーダ先端部６３６及びカッタ先端部３６の円形軌道及び周速が概略的に指し示されている。円５２はカッタ先端部３６の軌道を指し示している。カッタ２６の回転方向は矢印５０によって指し示されている。図８の実施態様において、カッタ２６は反時計回りに作動する。円１５２はフィーダ先端部６３６の軌道を指し示している。フィーダの回転方向は矢印１５０によって指し示されている。図８の実施態様において、フィーダ６２は時計回りに作動する。地点６０は、円５２と円５２及び１５２の中心を接続する線との間の交差点を指し示している。地点６０におけるカッタ先端部３６の周速は、図８の右側に矢印５４によって指し示されている。地点６１は、円１５２と円５２及び１５２の中心を接続する線との間の交差点を指し示している。地点６１におけるフィーダ先端部６３６の周速は、図８の左側に矢印１５４乃至１５７によって指し示されている。

カッタ先端部５４の周速及びフィーダ先端部１５５の周速の差は、双頭矢印５６によって指し示されている。この実施例では、もしカッタ先端部及びフィーダ先端部が類似の半径４４及び４６を有するならば、フィーダ先端部の周速を越える周速でカッタ先端部を駆動し得る。矢印５８によって指し示される角度は、カッタ２６の角速度に対応する。矢印１５８によって指し示される角度は、フィーダ６２の角速度に対応する。矢印５６によって指し示されるような周速差は、本発明によれば正であるべきである。フィーダ先端部半径がカッタ先端部半径よりも有意に小さい構造では、フィーダの角速度は、カッタの角速度を越え得ると同時に、フィーダ先端部は、本発明に従うようなカッタ先端部の周速よりも少ない周速を有する。

図７及び８に図示されていないのは、カッタ組立体及びフィーダ組立体の近傍にある容器の壁部分である。フィーダによって輸送され且つフィーダの作用領域から離れる成分が主として或いは少なくとも大幅にカッタの作用領域内に輸送されることを保証する形状を容器の前記壁部分が有するならば、図示される全ての実施態様に有利である。そのような壁部分は、好ましくは、フィーダの先端部によって描かれる軌道を近接的に取り囲むべきであるが、その壁部分は前記軌道を完全に取り囲むべきではない。何故ならば、フィーダによってカッタの作用領域内に輸送される成分の妨げられない通過がフィーダの作用領域からカッタの作用領域内への直接的な経路に沿って可能であるべきだからである。フィーダは、カッタに協働的に近接して配置される。即ち、フィーダの作用領域はカッタの作用領域と重なり合う。フィーダがカッタの一部内に突入することなく安全に且つ自由に作動することができない地点に至るまで、協働的な近接性を延長又は増大し得る。例えば、フィーダ及びカッタのブレードをそれらの回転軸に対して異なる角度の下に置くことによって、或いは、カッタ及びフィーダのブレードを異なる高さに配置することによって、フィーダとカッタとの間のそのような衝突を回避し得る。異なる高さにある後者の構成によって、フィーダ及びカッタの先端部は、平行であるが一致しない平面内で円を描く。フィーダ及びカッタは、フィーダ及びカッタのそれぞれの回転軸に沿って投射し得る範囲を通じて移動する。カッタ範囲及びフィーダ範囲のカッタ軸及びフィーダ軸に沿うそのような投射は、例えば、図８に示されるように、それぞれ円の形状を有する。

もしフィーダ及びカッタのブレードが一致しない平面内で移動可能であるならば、フィーダはカッタと重なり合う配置において適合される、即ち、カッタの回転軸とフィーダの回転軸との間の最短距離がフィーダ先端部距離とカッタ先端部距離の合計よりも少ないようカッタに近接して適合される。そのようなオーバーラップ構成において、フィーダ及びカッタの軸投射は互いに滑り込み合い、その結果、開放８字形状に類似する２つの重なり合う円の構成をもたらす。円が重なり合う地域は、協働的な近接性の地域に対応する。代替的に、軸投射は重なり合わなくてもよく、互いに触れ合うだけであるか、或いは、互いに分離されてもよい。軸投射が、例えば、小さい先端部距離又はフィーダ及びカッタの回転軸間の大きな距離の適用によって分離される場合には、フィーダとカッタとの間の衝突の危険性はないが、協働的な近接性の地域を構築するよう注意を払う必要がある。

図９は、適度の角加速度を伴ってカッタの角速度が増大されるように、カッタの角速度をどのように規制し得るかを示している。そのような適度の角加速度は、調合プロセスの幾つかの段階中に、調合物の一定の流れを作り出すことを可能にする。第一段階中、調合物は主として非切断片を含むのに対し、調合プロセスの終わりには、調合物は均一な流体として挙動する。調合プロセスの開始時にカッタの角速度は適切であるので、調合プロセスの始動時の混合物の跳ね返り（スプラッシュ）を防止するために、消費者による予防措置は不要である。

混合されていない異質の調合物が連続的且つ一定の流れになることを可能にするために、カッタの角速度を少なくとも２秒内で連続的に増大することができるが、３秒よりも長くするのが好ましい。５０〜２００ｒａｄ／ｓ^２の間のカッタシャフトの角加速度が満足する結果を示した。一定の角加速度又は可変の角加速度でこれらの結果を得ることができた。

本発明が図面及び前述の記載中に詳細に例証され且つ記載されたが、そのような例証及び記載は例証的又は例示的であると考えられるべきであり、制限的であると考えられるべきではない。本発明は開示される実施態様に限定されない。例えば、２つよりも多くの組立体が存在する実施態様又は２つ又はそれよりも多くのフィーダ組立体がカッタ組立体と協働する実施態様において本発明を動作することが可能である。フィーダ組立体が供給効果のみを有すること並びにフィーダブレードが切断縁部を有さないことも可能である。

図面、本開示、及び、付属の請求項の考察から、請求される発明を実施する当業者は、開示される実施態様に対する他の変更を理解し且つ行い得る。輸送手段を構築するために１つ又はそれよりも多くのリブがフィーダの各ブレードに提供されることが可能である。フィーダ及びカッタ組立体が反対方向ではなく同一方向に回転することが可能である。

請求項において、「含む」という用語は、他の素子又はステップの存在を排除せず、不定冠詞は、複数を排除しない。単一の組立体は、供給及び切断機能のような請求項中に引用される幾つかの品目の機能を満足し得る。特定の手段が相互に異なる従属項中に引用されているという単なる事実は、これらの手段の組み合わせを有利に使用し得ないことを示さない。請求項中の如何なる参照記号も範囲を制限するように解釈されてはならない。

Claims (7)

1. カッタ組立体とフィーダ組立体とを含むブレンダシステムであって、
   前記カッタ組立体は、回転的に駆動可能なカッタシャフトに固定されるカッタブレードを含み、該カッタブレードは、前記カッタシャフトから径方向に遠く離れる遠位端部にカッタ先端部を有し、前記フィーダ組立体は、回転的に駆動可能なフィーダシャフトに固定されるフィーダブレードを含み、該フィーダブレードは、前記フィーダシャフトから径方向に遠く離れる遠位端部にあるフィーダ先端部と、混合物を前記カッタ組立体に向かって輸送するための手段とを有し、前記フィーダシャフト及び前記カッタシャフトは、少なくとも１つの駆動ユニットによって駆動されるよう構成され、
   気泡が前記フィーダブレードの前記フィーダ先端部の周りで混合物内に発生し始める周速の臨界値より下で駆動されるように前記フィーダ先端部を構成するよう、前記フィーダ先端部は、前記カッタ先端部よりも低い周速で駆動可能である、ブレンダシステム。
2. 前記フィーダ先端部は、前記カッタ先端部の周速の１０％よりも多くの周速で駆動可能である、請求項１に記載のブレンダシステム。
3. 前記フィーダ先端部は、前記カッタ先端部の周速の９０％未満の周速で駆動可能である、請求項１に記載のブレンダシステム。
4. 前記フィーダ先端部は、前記カッタ先端部の周速の６０〜８０％の周速で駆動可能である、請求項１に記載のブレンダシステム。
5. 前記輸送するための手段は、前記フィーダブレードの表面から４ｍｍ未満であり且つ２ｍｍよりも多くの距離に亘って延在する、請求項１に記載のブレンダシステム。
6. 前記フィーダ先端部は、所定パターンに従って調合中に可変な周速で駆動可能である、請求項１に記載のブレンダシステム。
7. 前記フィーダシャフトは、フィーダ回転軸を有し、前記カッタシャフトは、カッタ回転軸を有し、前記フィーダ先端部は、前記フィーダ回転軸までのフィーダ先端部距離を有し、前記カッタ先端部は、前記カッタ回転軸までのカッタ先端部距離を有し、前記フィーダ先端部距離と前記カッタ先端部距離との間の差は、前記カッタ先端部距離の７５％未満である、請求項１に記載のブレンダシステム。

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