JP6227032B2 - 掻取式加熱撹拌装置 - Google Patents

Description

本発明は、食材等を加熱しつつ撹拌可能な掻取式加熱撹拌装置に関するものである。

従来の掻取式加熱撹拌装置としては、特許文献１に記載されたものがあり、例えば加熱容器内に回転自在に支持された撹拌ユニットを備えたものである。この撹拌装置は、加熱容器内に食材等の被撹拌物を収容し、加熱しながら先端に掻取羽根を有する撹拌ユニットを回転駆動して加熱容器内の被撹拌物を加熱撹拌することができる。加熱撹拌は、回転する撹拌ユニットが、加熱された被撹拌物を加熱容器の内周面から掻き取り、被撹拌物全体を混合することによって行われる。

このような撹拌装置において、加熱容器を図１６のように傾斜させた構造のものもある。このように加熱容器１０１を傾斜させると、攪拌効果を増大させることができる。

しかし、加熱容器１０１は、断面円弧状の底部１０１ａと直状の上壁部１０１ｂとが一体になった缶体であり、この加熱容器１０１を傾斜させると上壁部１０１ｂの部分１０１ｂａが被攪拌物の液面Ｆ上に露出することになる。この部分１０１ｂａは、掻取羽根１０３の羽根先１０３ａの回転軌跡に近接するが掻取は行われない。

このため、この部分１０１ｂａの温度も高くなり、且つ羽根先１０３ａに付着していた被攪拌物の付着移動が起こり、掻取羽根１０３の回転により被攪拌物が部分１０１ｂａに堆積し易くなるという問題があった。

この問題により、被攪拌物が食材であれば、品質低下のみならず、衛生面でも問題となる。被攪拌物が食材でなくても、品質の信頼性が低下する原因となる。

特開２００１−８８２６公報

本発明が解決しようとする課題は、加熱容器を傾斜させる構造では、加熱容器内面に被攪拌物が堆積し易くなる点である。

本発明は、加熱容器を傾斜させた構造でも加熱容器内面に被攪拌物が堆積し難くなることを可能とするために、水分を含んだ被撹拌物を収容し加熱可能な加熱容器と、前記加熱容器の回転軸に回転自在に支持され先端に掻取羽根を有する撹拌ユニットと、前記回転軸を回転駆動する駆動部とを備えた掻取式加熱撹拌装置であって、前記加熱容器は、横置きで前記掻取羽根が掻取摺動する断面円弧状の底部と底部に連続する直状の上壁部とからなり、前記回転軸は、前記断面円弧状の底部の軸心部に備えられ、前記加熱容器は、前記回転軸の周りで傾斜配置され、前記掻取羽根の先端が前記加熱容器の内周面に押し付けられた位置から離間する方向へ一定範囲の揺動が可能となるように前記掻取羽根が前記撹拌ユニットに支持され傾斜上部側で前方の直状の上壁部に対し旋回半径を縮小可能とすることを特徴とする。

本発明によれば、傾斜させた加熱容器内に食材等の被撹拌物を収容し、加熱しながら撹拌ユニットを駆動部によって回転駆動し、加熱容器内の被撹拌物を加熱撹拌することができる。回転駆動の際には、掻取羽根の先端が加熱容器の内周面に押し付けられた位置から離間する方向へ一定範囲で揺動可能となるから、回転方向前方で掻取羽根が前方へ揺動して傾斜した直状の上壁部から羽根先が離れ、掻取羽根が被攪拌物に進入すると被攪拌物からの抵抗により揺動が戻され、底部の内周面を掻取摺動することができる。

このため、羽根先が回転移動により近接する傾斜した上壁部に被攪拌物の付着移動が起こり難く、加熱容器内面に被攪拌物が堆積することを防止又は抑制できる。

参考例に係り、掻取式加熱撹拌釜を示し一部を切り欠いた正面図である。 参考例に係り、掻取式加熱撹拌釜を示し一部を省略した平面図である。 参考例に係り、掻取式加熱撹拌釜を示す側面図である。 参考例に係り、掻取式加熱撹拌釜の撹拌ユニットを示す斜視図である。 掻取式加熱撹拌釜の概略を示す概略要部断面図である。（実施例１） 撹拌ユニットの取り付けを正転状態で示す一部を断面にした要部拡大側面図である。（実施例１） 撹拌ユニットの取り付けを反転状態で示す一部を断面にした要部拡大側面図である。（実施例１） 撹拌ユニットの一部を省略した正面図である。（実施例１） 撹拌ユニットの揺動範囲の調整を示し、（Ａ）は、固定状態示す説明図、（Ｂ）は、揺動範囲を大きくした設定状態を示す説明図である。（実施例１） 撹拌ユニットの取り付けを正転状態で示す一部を断面にした要部拡大側面図である。（実施例２） 撹拌ユニットの取り付けを反転状態で示す一部を断面にした要部拡大側面図である。（実施例２） 撹拌ユニットを正転状態で示す一部を断面にした要部拡大側面図である。（実施例３） 撹拌ユニットを正転状態で示す一部を断面にした要部拡大側面図である。（実施例３） 撹拌ユニットを正転状態で示す一部を断面にした要部拡大側面図である。（実施例４） 撹拌ユニットを正転状態で示す一部を断面にした要部拡大側面図である。（実施例４） 掻取式加熱撹拌釜の概略を示す一部を断面にした概略要部断面図である。（従来例）

加熱容器を傾斜させた構造でも加熱容器内面に被攪拌物が堆積し難くなることを可能にするという目的を、加熱容器は、掻取羽根が掻取摺動する断面円弧状の底部と底部に連続する直状の上壁部とからなって傾斜配置され、掻取羽根の先端が加熱容器の内周面に押し付けられた位置から離間する方向へ一定範囲で揺動可能となるように掻取羽根が撹拌ユニットに支持されたことで実現した。

前記撹拌ユニットは、駆動部によって回転駆動される回転軸に支持された支持部を備え、掻取羽根は、支持部に回転方向前後へ揺動可能に結合され、前記一定範囲を支持部に対して調節可能に規制するストッパーを備えてもよい。

［掻取式加熱撹拌釜の全体構成］
図１〜図４は、本発明の参考例を示す。図１は、掻取式加熱撹拌釜を示し一部を切り欠いた正面図である。図２は、掻取式加熱撹拌釜を示し一部を省略した平面図である。図３は、掻取式加熱撹拌釜を示す側面図である。図４は、掻取式加熱撹拌釜の撹拌ユニットを示す斜視図である。

本発明の掻取式加熱撹拌装置を理解する前提として、加熱容器を傾斜させない参考例の構造の掻取式加熱撹拌釜１を説明し、その後掻取式加熱撹拌装置の一例である実施例１の掻取式加熱撹拌釜の説明を行なう。

参考例の掻取式加熱撹拌釜１は、流動性のある被撹拌物の加熱撹拌に用いられ、特に流動性の悪い被撹拌物、例えば含水粉体や餡等の粉体や固体又は粘性の高い物質或いは塑性流動する物質等の加熱撹拌に用いられるものである。ただし、流動性の良い被撹拌物に適用することも可能である。

図１〜図３のように、掻取式加熱撹拌釜１は、加熱容器３と、撹拌ユニット５と、駆動部である駆動モータ７と、制御ボックス９と、油圧ユニット１１と、配管ユニット１２とを支持フレーム１５に支持することによって構成されている。

前記支持フレーム１５は、蓋収容部１７が一体に設けられ、脚部１９によってフロア２１上に配置されている。脚部１９は、例えばロードセル等で構成された重量センサ２３が介設されており、加熱容器３、撹拌ユニット５、駆動モータ７、制御ボックス９、油圧ユニット１１、蓋収容部１７等を含めた支持フレーム１５上の全重量を検出する構成となっている。この重量測定によって、加熱容器３内の食材の加熱調理による水分蒸発量等を演算し、掻取式加熱撹拌釜１の自動加熱撹拌等を行わせることが可能となっている。

前記加熱容器３は、横置きの円筒部２５上にホッパー部２７を設けたものである。加熱容器３は、支持フレーム１５に回転可能に支持され、図３の二点鎖線のように、油圧ユニット１１の油圧シリンダ２９によって傾動回転される。加熱容器３は、上端開口から食材等の被撹拌物が投入され、前記傾動により上端開口から加熱撹拌後の被撹拌物を排出することができるようになっている。前記上端開口には、着脱可能に割蓋３１が設けられている。また、下部外周には、加熱及び冷却用の流体ジャケット３３を備えている。

前記円筒部２５の軸心部には、回転軸３５が回転自在に支持されている。回転軸３５は、駆動モータ７によって回転駆動されるようになっている。回転軸３５には、所定間隔で撹拌ユニット５が取り付けられ、回転駆動によって加熱容器３内の被撹拌物を撹拌可能としている。

前記各撹拌ユニット５は、支持部としてのアーム３７と、該アーム３７の先端に設けられた掻取羽根３９とを備えている。

前記アーム３７は、基端側に設けられたクランプ部４３によって回転軸３５に対して支持されている。アーム３７の先端には、掻取羽根３９の取付用のブラケット部４５が設けられている。ブラケット部４５は、前記回転軸３５の軸心に対しθの角度を持って設定されている。図４における参考例では、設定角度θ＝約３０°となっている。ただし、設定角度θは任意である。

前記駆動モータ７は、回転軸３５に連動連結されている。駆動モータ７は、制御ボックス９によって制御され、所定の周期毎に正転及び正転とは逆回転の反転を繰り返すようになっている。

前記制御ボックス９は、駆動モータ７の動作の他、加熱容器３の流体ジャケット３３への蒸気の供給、油圧ユニット１１の動作等を制御する。

［実施例の構造］
図５〜図９は、実施例1を示す。図5は、掻取式加熱撹拌釜の概略を示す概略要部断面図である。図６は、撹拌ユニットの取り付けを正転状態で示す一部を断面にした要部拡大側面図である。図７は、撹拌ユニットの取り付けを反転状態で示す一部を断面にした要部拡大側面図である。図８は、撹拌ユニットの正面図である。図９は、撹拌ユニットの揺動範囲の調整を示し、（Ａ）は、固定状態示す説明図、（Ｂ）は、揺動範囲を大きくした設定状態を示す説明図である。なお、図８、図９では、アーム先端のクランプ部を省略している。また、基本的な構造は、参考例と同様であり、対応する構造部分に同符号を付し、重複した説明は省略する。

本発明の掻取式加熱撹拌装置の一例である実施例1の掻取式加熱撹拌釜１は、加熱容器３が傾斜配置され、掻取羽根３９が、回転方向前後へ一定範囲で揺動可能に支持された点が参考例の構造に対して異なっている。

図５のように、実施例１の加熱容器３の断面構造そのものは、参考例と同様に、断面円弧状の底部３ａと底部３ａに連続する直状の上壁部３ｂとからなっている。底部３ａは、掻取羽根３９が掻取摺動する。この加熱容器３は、角度αで傾斜設定されている。

掻取羽根３９は、回転方向前後へ一定範囲で揺動可能に支持され、被攪拌物の液面Ｆ上では、掻取羽根３９が正転方向ａの前方の上壁部３ｂ側へ回転移動すると、掻取羽根３９が正転方向ａの前方へ揺動し、前方の上壁部３ｂに対して羽根先６１ａの旋回半径を縮小する。

かかる揺動構造についてさらに説明する。

図６、図７のように、ブラケット部４５は、アーム３７の軸方向に沿って延設されている。ブラケット部４５は、基部４５ａと壁部４５ｂと突片部４５ｃとを備えている。

基部４５ａは、アーム３７の先端に結合されている。ブラケット部４５は、アーム３７に含まれる構成であり、支持部を構成する。壁部４５ｂは、その受け面４５ｂａが反転方向ｂに向いている。突片部４５ｃは、回転軸３５の軸方向で対向する一対が受け面４５ｂａの両側に配置され、壁部４５ｂから突出している。突片部４５ｃの突出方向は、反転方向ｂとなっている。なお、図６、図７では、一方の突片部４５ｃが見えている。

掻取羽根３９は、加熱容器３の内周面５７において正転方向ａに対し、後傾となるように傾斜配置されている。つまり、掻取羽根３９は、正転時に加熱容器３の内周面５７に接する羽根先６１ａが先行して内周面５７を移動するように傾斜設定されている。

図６〜図８のように、掻取羽根３９は、補助板５８を前面に配して羽根支持板５９の先端部５９ａに羽根部６１をボルト結合したものである。従って、本実施例において掻取羽根３９は、補助板５８及び羽根部６１と羽根支持板５９とからなっている。羽根部６１及び羽根支持板５９を樹脂と金属との二色成型により一体に形成することも可能である。この場合、補助板５８を省略することもできる。

羽根支持板５９の先端部５９ａは、ナックル部５９ｂに対し、正転方向ａに先行するように傾斜設定されている。

羽部部６１は、正転方向ａの前面から見て略矩形状に形成され、掻取羽根３９の先端である羽根先６１ａは、加熱容器３の内周面５７を設定状態で掻き取れるように図８の前面から見て若干の円弧状に形成されている。

羽根支持板５９は、ナックル部５９ｂがブラケット部４５の突片部４５ｃ間に配置されている。羽根支持板５９のナックル部５９ｂは、突片部４５ｃに対し結合ピン６５により着脱自在に結合されている。従って、掻取羽根３９は、アーム３７に対して結合ピン６５により回転自在となっている。

結合ピン６５は、一端に頭部６５ａが形成され、他端にロック部６５ｂが回転可能に結合されている。ロック部６５ｂは、作業者が、手により、或いは工具を介してを摩擦力に抗して回転させ、結合ピン６５に対し直状にすることができる。

結合に際しては、ロック部６５ｂを、結合ピン６５に対し直状にした状態で、羽根支持板５９のナックル部５９ｂ及びブラケット部４５の突片部４５ｃの孔を貫通させる。貫通後にロック部６５ｂを回転させて図７のようなロック状態にすることができる。ロック部６５ｂの回転の戻りは、例えば軸周りの摩擦力により規制される。

羽根支持板５９のナックル部５９ｂには、対向面５９ｂａが設けられている。対向面５９ｂａは、前記ブラケット部４５の壁部４５ｂの受け面４５ｂａに対向するようになっている。この対向は、平行な対向、傾斜した対向の何れも含まれる。

前記ストッパー４１は、アーム３７のブラケット部４５と掻取羽根３９との間に備えられている。

このストッパー４１とブラケット４５の壁部４５ｂ及び羽根支持板５９のナックル部５９ｂとにより掻取羽根３９を一定範囲で揺動可能とする。

つまり、掻取羽根３９は、先端の羽根先６１ａが加熱容器３の内周面５７に押し付けられた位置から離間する方向へ一定範囲で揺動可能となる。

ストッパー４１は、ボルト４１ａを備えている。ボルト４１の螺合位置の調整で前記一定範囲を調整可能とする。

本実施例では、このボルト４１ａに対し補助のボルト４１ｂを備えている。ボルト４１ａ、４１ｂは、ナックル部５９ｂにおいて結合ピン６５を挟むように配置され、ナックル部５９ｂに螺合している。一対のボルト４１ａ、４１ｂは、ナックル部５９ｂの対向面５９ｂａに直交するように設定されている。

これらボルト４１ａ、４１ｂは、ロックナット６７によりナックル部５９ｂに対する螺合位置が固定されるようになっている。ナックル部５９ｂに対するボルト４１ａ、４１ｂの螺合位置調整により各ボルト４１ａ、４１ｂ先端の対向面５９ｂａに対する突出位置を設定することができる。

図９（Ａ）のように、ナックル部５９ｂの対向面５９ｂａをブラケット部４５の壁部４５ｂの受け面４５ｂａに対し平行に対向させ、双方のボルト４１ａ、４１ｂの先端を受け面４５ｂａに当接させるようにナックル部５９ｂに対するボルト４１ａ、４１ｂの螺合位置を調節することでブラケット部４５に対する掻取羽根３９の揺動位置をこの位置で固定することができる。

従って、ストッパーであるボルト４１ａと補助のボルト４１ｂとにより掻取羽根３９を支持部であるアーム３７に対し固定可能となっている。

ブラケット部４５に対する掻取羽根３９の揺動位置の固定は、対向面５９ｂａが受け面４５ｂａに対して任意に傾斜した位置で行なわせることもできる。但し、その分のボルト４１ａ、４１ｂの長さ設定が必要となる。

図９（Ａ）の状態から図９（Ｂ）のように、ボルト４１ａの先端を対向面５９ｂａから退避させると、掻取羽根３９を結合ピン６５の回りで一定範囲の揺動を可能とする。

この一定範囲の揺動は、図６の正転時において掻取羽根３９の羽根先６１ａが加熱容器３の内周面５７に押し付けられた位置から羽根支持板５９の対向面５９ｂａがブラケット部４５の壁部４５ｂ下端に当接する位置までである。

図７のように、羽根支持板５９の対向面５９ｂａがブラケット部４５の壁部４５ｂ下端に当接した位置で、加熱容器３の内周面５７と掻取羽根３９の羽根先６１ａとの間に、隙間Ｓが形成される。

この揺動範囲、つまり隙間Sは、ボルト４１ａの螺合位置の調整により変更することができる。ボルト４１ａを受け面４５ｂａ側に突出させると、羽根支持板５９の対向面５９ｂａよりも先にボルト４１ａが受け面４５ｂａに突き当たる。ボルト４１ａが受け面４５ｂａ側に突き出る程度により隙間Ｓを減少させるように設定することができる。

ボルト４１ｂの螺合位置の調節で、正転時に掻取羽根３９が加熱容器３の内周面５７に近接するように回転するとき、ボルト４１ｂが壁部４５ｂの受け面４５ｂａに当接し、
隙間Ｓの最小値を選択的に調節設定することができる。また、掻取羽根３９の羽根先６１ａが、加熱容器３の内周面５７に押し付けられるときの押し付け力を設定することができる。

［掻取式加熱撹拌釜の作用］
本実施例では、被撹拌物として水分を含有した粘性の高い餡製造用材料を用いている。

材料を加熱撹拌する際には、予め加熱容器３の割蓋３１を取り外し、割蓋３１を蓋収容部１７に収容しておく。そして、開口した加熱容器３の上方開口から材料を投入する。このとき、重量センサ２３により投入材料の投入重量が検出される。この重量検出に際しては、取り外した割蓋３１も含めて検出されており、割蓋３１装着後に、加熱撹拌中の重量検出制御に際し、割蓋３１の脱着を考慮した演算をする必要がなく、制御ソフトを簡単にすることができる。また、配管ユニット１２は、フレキシブルパイプ３２による支持フレーム１５側に対し独立して接地されているため、重量センサ２３による重量検出に際して配管ユニット１２の重量の影響を受けることが抑制され、正確な検出を行わせることができる。

材料投入後は、割蓋３１を加熱容器３の上方開口に再び装着し、予めインストールされたプログラムで制御ボックス９により駆動モータ７を自動的に駆動制御する。かかる制御によって、撹拌ユニット５を所定の周期毎に正転及び反転させる。例えば正転を３回転行わせた後、反転を３回転行わせ、水分蒸発により材料が目的重量となるまでこれを繰り返す。ただし、正転及び反転の回転数は材料、煮詰まり状態、混合状態などに応じて任意に設定することができ、例えば正転を２回転行わせた後、反転を２回転行わせることも可能である。

なお、実施例１では、掻取羽根３９が正転及び反転を繰り返す構造で説明するが、本発明において、掻取羽根３９の反転は必須ではなく、掻取羽根３９を反転させない構造の掻取式加熱撹拌釜１でもよい。

但し、実施例１の構造は、反転においても後述のように作用効果があり、これを含めて説明する。

正転及び反転を所定周期毎に繰り返すと、逆方向の回転力によって材料が撹拌ユニット５と供回りするのを抑制又は解消することができ、材料を流動させることができる。

図６の正転時（正転方向ａ）には、撹拌ユニット５の掻取羽根３９によって材料の掻き取りを行うことができる。

すなわち、掻取羽根３９は、反転方向ｂ側へ後傾しているため、正転方向ａにおいて、掻取羽根３９の羽部部６１の下面と加熱容器３の内周面５７との間の掻き取り作用のための角度が鋭角をなしながら摺動回転する。

このため、掻取羽根３９は、材料を加熱容器３の内周面５７から離反させるように掻き取り案内流動させる。従って、材料は、加熱容器３の内周面５７で加熱された部分とその内側の加熱されていない部分とが混合されて全体として加熱撹拌が行われる。

また、正転時には、材料の抵抗によって掻取羽根３９の羽部部６１の羽根先６１ａが加熱容器３の内周面５７に押し付けられるため、掻き取りを確実に行わせることができる。

図６のように、正転時には、ブラケット部４５の壁部４５ｂ下端と羽根支持板５９の対向面５９ｂａとの間に隙間Ｇが形成される。

図５で前記したように、加熱容器３が傾斜して配置されている構造であるため、上壁部３ｂの部分３ｂａが材料の液面Ｆ上に露出する。

一方で、材料の液面Ｆ上では、掻取羽根３９が正転方向ａの前方の上壁部３ｂ側へ回転移動すると、重力が慣性力に勝る位置で掻取羽根３９が正転方向ａの前方側へ揺動し、前方の上壁部３ｂに対して羽根先の旋回半径を縮小する。

この旋回半径の縮小により回転方向前方で直状の上壁部３ｂの部分３ｂａから羽根先６１ａが離れて旋回移動することになる。

このため、羽根先６１ａが回転移動により近接する上壁部３ｂの部分３ｂａに材料の付着移動が起こり難くなり、加熱容器３の部分３ｂａの内面においても材料が堆積することを防止又は抑制できる。

加熱容器３の部分３ｂａは、加熱容器３が傾斜していなければ、液面Ｆ下に有るものの、加熱容器３が傾斜して液面Ｆ上に露出する。このため、部分３ｂａの温度が上昇し、材料が付着堆積し易くなる。

これに対し、実施例では、上記のように部分３ｂａから羽根先６１ａを離すことで羽根先６１ａからの材料の付着移動を防止又は抑制するようにしたものである。

なお、部分３ｂａは、液面Ｆに近接し、液面Ｆの動きにより濡れることもあるが、液面Ｆ下のように、熱容量の大きな材料全体に常時触れているわけではないので、この意味で材料が付着、堆積し易いものである。

掻取羽根３９が部分ｂａを通り過ぎ材料の液面Ｆに進入すると、掻取羽根３９が材料の抵抗によって揺動を戻し、羽部部６１の羽根先６１ａが加熱容器３の内周面５７に押し付けられるため、掻き取りを確実に行わせることができる。

なお、図７の反転時には、撹拌ユニット５の掻取羽根３９によって材料の押し付けを行うことができる。

すなわち、掻取羽根３９は、背面が材料から抵抗を受け、結合ピン６５の回りに回転する。この回転は、図６の隙間Ｇが無くなるまで行なわれ、図７のように羽根支持板５９の対向面５９ｂａがブラケット部４５の壁部４５ｂ下端に当接して位置決められる。

この反転時の揺動位置では、羽部部６１の羽根先６１ａと加熱容器３の内周面５７との間に隙間Ｓが形成される。

反転方向ｂでは、加熱容器３の内周面５７上の材料が掻取羽根３９と内周面５７との間の楔状の形状によってガイドされ、加熱容器３の内周面５７側に向けて案内流動される。

流動した材料は、掻取羽根３９によってガイドされながら隙間Ｓに到達し、隙間Ｓにおいて羽部部６１の羽根先６１ａと加熱容器３の内周面５７との間に入り込み加熱容器３の内周面５７に対して押し付けられる。

隙間Ｓに応じて材料が加熱容器３の内周面５７に膜状又は層状に確実に塗り付けられる。

被撹拌物を掻取羽根３９で加熱容器３の内周面５７に塗りつける操作により、被撹拌物中に含まれるダマ状の物質を圧壊させることができる。このダマ状の物質の圧壊効果は、隙間Ｓを調節することで変えることができる。

塗り付けられた材料は、正転掻き取り時に内周面５７上に残留した材料に上塗りされた状態となる。この結果、残留材料には、上塗材料から水分移動が行われると共に上塗材料への熱移動が起こり、過熱が防止される。

従って、残留材料は、水分移動と熱移動とにより焦げ付きを防止される。残留材料は、水分移動により膨軟状態となっており、次の正転時に容易に掻き取られる。

なお、反転時に被攪拌物である材料の内周面５７への塗り付けは、基本的に膜状又は層状になるが、内周面５７上に残留した材料への水分移動があれば、塗り付けは、必ずしも膜状又は層状に限るものではない。従って、羽部部６１の形状変更による隙間Ｓの形状も自由な設定が可能である。

前記反転時には、正転時に使用されなかった掻取羽根３９の背面を使用して材料の押し付け作用をさせるため、材料が掻取羽根３９背面を滑るようにして隙間Ｓ側へ移動し、この部分への材料の付着滞留を抑制することができる。

また、正転と反転とによって反転時に運動方向が逆方向となって材料に逆方向の回転力を加えるため、撹拌ユニット５のアーム３７や回転軸３５等と材料が供回りすることを防止でき、且つ付着した材料も流動させて付着滞留を抑制することができる。

駆動モータ７が撹拌ユニット５を正転及び反転させることによって、被撹拌物が撹拌ユニット５と供回りすることを抑制し、混合効率の低下を確実に抑制することができる。

［実施例の効果］
本実施例では、粘性の高い被撹拌物を加熱容器３に収容し、加熱しながら先端に掻取羽根３９を有した撹拌ユニット５を駆動モータ７によって回転駆動させ、被撹拌物の加熱撹拌を行うことができる。加熱撹拌時には、材料の液面Ｆ上で、掻取羽根３９が正転方向ａの前方の上壁部３ｂ側へ回転移動すると、掻取羽根３９が正転方向ａの前方へ揺動し、前方の上壁部３ｂに対して羽根先の旋回半径を縮小する。この旋回半径の縮小により回転方向前方で直状の上壁部３ｂの部分３ｂａから羽根先６１ａが離れることになる。

このため、羽根先６１ａが回転移動により近接する上壁部３ｂの部分３ｂａに材料の付着移動が起こり難くなり、加熱容器３の部分３ｂａの内面においても材料が堆積することを防止又は抑制できる。

そして、掻取式加熱撹拌釜１は、前記反転によって加熱容器３の内周面５７に被撹拌物を膜状又は層状に塗り付けることができる。このため、正転掻き取り時に加熱容器３の内周面５７に付着残留した被撹拌物に対し、水分のより多い被撹拌物を上塗りして混合することができる。従って、残留した被撹拌物による焦げ付きを確実に抑制することができる。

なお、正転及び反転を行うことによって、加熱撹拌時に掻取羽根３９の表面、背面の双方を使用し掻取羽根３９への被撹拌物の付着滞留を抑制することができる。従って、掻取羽根３９に付着滞留した被撹拌物が加熱撹拌の進行によって変質することを確実に抑制することができる。

正転と反転とで逆方向の回転力を加えるため、撹拌ユニット５のアーム３７や回転軸３５等と被撹拌物が供回りすることを抑制できる。従って、被撹拌物の混合不良を抑制することができる。また、正転と反転とで、アーム３７や回転軸３５等に付着した被撹拌物も流動させることができ、付着滞留を抑制することができる。従って、アーム３７や回転軸３５等に付着滞留した被撹拌物が加熱撹拌の進行によって混合不足又は変質（濃縮・乾燥等）することを確実に抑制することができる。

本実施例では、掻取羽根３９が加熱容器３の内周面５７に対して正転方向ａに対し反転方向後方へ後傾となるように傾斜配置されているため、反転時に加熱容器３の内周面５７側へ向けて確実に流動させ、加熱容器３の内周面５７に対して被撹拌物をより確実に膜状又は層状に塗り付けることができる。

掻取羽根３９が回転方向前後へ一定範囲で揺動可能に支持されているため、反転時に掻取羽根３９が加熱容器３から離反するように揺動し、加熱容器３の内周面５７に対して被撹拌物をより確実に膜状又は層状に塗り付けることができる。

駆動モータ７によって回転駆動される回転軸３５に支持されたアーム３７先端に、撹拌ユニット５を結合ピン６５によって回転自在に結合し、且つボルト４１ａにより掻取羽根３９の揺動範囲（隙間Ｓ）を設定することができる。

従って、材料の種類、例えば粘性の高い、低いなどの種類に応じて反転時の隙間Ｓを適性に設定し、膜状又は層状の塗り付けを的確におこなわせることができる。つまり、必要に応じて粘性の高い材料でも、隙間Ｓを狭くすることも可能であり、逆に広く設定することもできる。

被撹拌物を掻取羽根３９で加熱容器３の内周面５７に塗りつける操作は、被撹拌物中に含まれるダマ状の物質を圧壊させる効果があり、被攪拌物の膜厚又は層厚を設定する隙間Ｓを調節することで実現できる。

一対のボルト４１ａ、４１ｂにより掻取羽根３９をアーム３７に対し揺動を固定することもできる。

このため、材料によっては、隙間Ｓを設定せず、或いは固定された隙間Ｓで正転、反転させることも可能である。

掻取羽根３９の清掃に際しては、作業者が、手により、或いは工具を介して結合ピン６５のロック部６５ｂを摩擦力に抗して回転させ、結合ピン６５に対し直状にする。直状となった結合ピン６５は、頭部６５ａを持ち、容易に引き抜くことができる。

このとき、従来のように掻取羽根３９にコイルばねの付勢力が働いていないので、結合ピン６５を容易に引き抜くことができ、ブラケット部４５から掻取羽根３９を極めて容易に取り外すことができる。

掻取羽根３９の取り外しにより、掻取羽根３９やブラケット部４５等の清掃を行い、その後、前記とは逆の手順により結合ピン６５を用い、コイルばねの影響を受けること なくブラケット部４５に掻取羽根３９を極めて容易に取り付けることができる。

掻取式加熱撹拌釜１を搬送するときは、図９（Ａ）などのように掻取羽根３９を固定させ、搬送中のがたつきを防止し、掻取羽根３９周りの損傷を防ぐこともできる。

掻取羽根３９の揺動範囲の調節、搖動の固定、隙間Ｓの最小値の設定は、例えば、結合ピン６５回りの構造を利用して形成することもできる。

掻取羽根の正転、反転の切替は、予め制御ボックス９にインストールされたプログラムに基づき、制御ボックス９が駆動モータ７を自動制御する形態、或いは手動のスイッチを備え、制御ボックス９を手動のスイッチにより切替制御することなど、任意に選択することができる。

ボルト４１ａ、４１ｂの一方を羽根支持板５９のナックル部５９ｂに設け、他方をブラケット部４５の壁部４５ｂに設けることができる。ボルト４１ａ、４１ｂの双方をブラケット部４５の壁部４５ｂに設けることもできる。

また、自動制御及び手動制御の双方を備える形態にすることもできる。

Ｆを被攪拌物の液面としているが、Ｆを構成する被攪拌物の表面は、ある程度粘性を有するものも含まれ、Ｆは、被攪拌物の自由表面を意味する。

図１０、図１１は、実施例２を示す。図１０は、掻取羽根の取り付けを正転状態で示す一部を断面にした要部拡大側面図である。図１１は、掻取羽根の取り付けを反転状態で示す一部を断面にした要部拡大側面図である。なお、基本的な構造は、実施例１と同様であり、対応する構造部分には同符号を付し、重複した説明は省略する。

本実施例においても、参考例の掻取式加熱撹拌釜１が基本構造であり、この構造に対し加熱容器３が実施例１同様に傾斜配置された構造である。

一方、本実施例２は、ブラケット部４５の壁部４５ｂと羽根支持板５９のナックル部５９ｂとで掻取羽根３９を一定範囲で揺動可能とし、一定範囲をアーム３７のブラケット部４５に対して調節可能に規制するストッパーは備えない。このため、掻取羽根３９の揺動の一定範囲は変更できない。

かかる構造において、掻取羽根３９の先端の羽根先６１ａが加熱容器３の内周面５７に押し付けられた位置から離間する方向へ一定範囲で揺動可能となるように掻取羽根３９が撹拌ユニット５のブラケット部４５に支持された構成となる。

羽根支持板５９の対向面５９ｂの端部には、突部５９ｃが形成されている。突部５９ｃは、正転時に掻取羽根３９の羽根先６１ａが加熱容器３の内周面５７に押し付けられた位置でブラケット部４５の受け面４５ｂａに当接するか、僅かな隙間で対向する。

つまり、突部５９ｃの突出量により隙間Ｓの最小値を設定し、或いは掻取羽根３９の羽根先６１ａが、加熱容器３の内周面５７に押し付けられるときの押し付け力の有無を設定することができる。

図１０の正転時には、ブラケット部４５の壁部４５ｂ下端と羽根支持板５９の対向面５９ｂａとの間に隙間Ｇが形成され、図１１の反転時には、羽部部６１の羽根先６１ａと加熱容器３の内周面５７との間に隙間Ｓが形成される。

この隙間Ｓによる掻取羽根３９の揺動により、加熱撹拌時には、材料の液面Ｆ上で、掻取羽根３９が正転方向ａの前方の上壁部３ｂ側へ回転移動すると、掻取羽根３９が正転方向ａの前方へ上記同様に揺動し、前方の上壁部３ｂに対して羽根先の旋回半径を縮小する。この旋回半径の縮小により回転方向前方で直状の上壁部３ｂの部分３ｂａから羽根先６１ａが離れることになる。

このため、本実施例２では、隙間Ｓの調節は、できないが、上壁部３ｂの部分３ｂａに材料の付着移動を防止又は抑制できることを含めて実施例１同様の作用効果を奏することができる。

図１２は、撹拌ユニットを正転状態で示す一部を断面にした要部拡大側面図である。なお、図１２では、図８、図９と同様に、アーム先端のクランプ部を省略している。また、実施例１と基本的な構成は同様であり、同一又は対応する構成部分については、同符号を付し、重複した説明は省略する。

図１２のように、実施例３の撹拌ユニット５は、実施例１と同様に、図１〜図５の掻取押付式加熱撹拌釜１（掻取押付式加熱撹拌装置）に取り付けて用いられる。

つまり、図6のように、正転により受ける被撹拌物の抵抗によって羽根部６１の先端６１ａが加熱容器３の内周面に押し付けられ、図7のように、反転により被撹拌物の抵抗によって羽根部６１の先端６１ａが一定範囲の揺動で加熱容器３の内周面に対して離間し被撹拌物を加熱容器３の内周面に塗り付けるものである。

撹拌ユニット５は、実施例１同様の構造に形成され、クランプ部４３及びブラケット部４５を備えたアーム３７（支持部）と、アーム３７に回転自在に結合された掻取羽根３９とからなっている。

本実施例３の撹拌ユニット５は、一定範囲の揺動を設定するストッパー６９を、実施例１のストッパー４２に代えて備えている。

ストッパー６９は、スペーサーブロック７１を備えている。スペーサーブロック７１は、金属、樹脂、セラミック、硬質ゴム、弾性を有したゴムなどにより矩形の平板状に形成され、スペーサー取付部７３に収容して取り付けられ、ブラケット部４５の壁部４５ｂと共に掻取羽根３９の一定範囲の揺動を設定するストッパー６９を構成する。

スペーサー取付部７３は、羽根支持板５９の対向面５９ｂａとブラケット部４５の受け面４５ｂａとの間に形成され、結合ピン６５の軸方向でナックル部５９ｂの左右両側に位置する突片部４５ｃがスペーサー取付部７３を囲んでいる。羽根支持板５９のナックル部５９ｂには、突部５９ｃが突設されている。突部５９ｃは、正転方向への回転時に、ブラケット部４５の受け面４５ｂａに当接し、スペーサーブロック７１とブラケット部４５の壁部４５ｂとの間にクリアランスを形成する。

回転軸３５の正転時に突部５９ｃがブラケット部４５の受け面４５ｂａに当接すると、羽根支持板５９の対向面５９ｂａは、結合ピン６５側が羽根部６１側に対して後方となるように傾斜して設定されている。羽根支持板５９の先端部５９ａは、対向面５９ｂａに対し正転方向へさらに傾斜している。先端部５９ａに取り付けられている羽根部６１の上縁は、一定の平坦な厚みがあり、対向面５９ｂａの下端に位置し、スペーサーブロック７１の下縁を支持している。羽根部６１の上縁の平坦面と羽根支持板５９の対向面５９ｂａとは、鋭角を成し、対向面５９ｂａに沿って配置されたスペーサーブロック７１の下縁を安定して保持できるようになっている。

スペーサーブロック７１は、固定されていないが、スペーサーブロック７１の下縁が、対向面５９ｂａ及び羽根部６１の上縁で支持されている。スペーサーブロック７１の幅方向の両縁は、ブラケット部４５の突片部４５ｃによるスペーサーブロック７１両側への近接対向により保持されている。且つ正転方向への回転時に、スペーサーブロック７１とブラケット部４５の壁部４５ｂとの間のクリアランスにおいてスペーサーブロック７１が動いてもスペーサーブロック７１の下縁が羽根部６１の上縁から外れない寸法関係に設定されている。

そして、正転時は、突部５９ｃが、ブラケット部４５の受け面４５ｂａに当接し、スペーサーブロック７１とブラケット部４５の壁部４５ｂとの間にクリアランスを形成し、反転時は、被撹拌物からの抵抗により掻取羽根３９が結合ピン６５周りに回転してスペーサーブロック７１がブラケット部４５の壁部４５ｂに当接してクリアランスがなくなる。

従って、掻取羽根３９の一定範囲の揺動がストッパー６９により設定され、実施例1と同様な正転、反転動作を行わせ、同様な作用効果を奏することができる。

また、実施例２では、スペーサーブロック７１として厚みの異なる複数種類を用意し、スペーサーブロック７１を適宜交換することでクリアランスを調整し、掻取羽根３９の一定範囲の揺動を変更することができる。

このような変更により加熱容器３の内周面５７との間の隙間Ｓ（図７）の設定を的確に行わせることができる。

［変形例］
図１３は、実施例３の変形例を示す。図１３は、撹拌ユニットを正転状態で示す一部を断面にした要部拡大側面図である。なお、図１３では、図８、図９と同様に、アーム先端のクランプ部を省略している。また、実施例３の変形例は、図１２の実施例２と基本的な構成は同様であり、同一構成部分については、同符号を付し、重複した説明は省略する。

図１３のように、本実施例３の変形例は、スペーサーブロック７１を羽根支持板５９の対向面５９ｂａに溶着或いは接着した。スペーサーブロック７１の上縁は、突部５９ｃの下面に突き当たっている。

スペーサーブロック７１を羽根支持板５９の対向面５９ｂａに固定するに際しては、厚みの異なるスペーサーブロック７１を複数種用意し、スペーサーブロック７１を対向面５９ｂａに固定せずに配置してクリアランスを調整して掻取羽根３９の一定範囲の揺動を規定し、加熱容器３の内周面５７との間の隙間Ｓ（図７）の設定を的確に行わせることができる。

隙間Ｓの設定後は、スペーサーブロック７１を羽根支持板５９の対向面５９ｂａに溶着或いは接着などにより固定する。

スペーサーブロック７１は、対向面５９ｂａに固定するため、ブラケット部４５の壁部４５ｂに当接する部分にのみ存在すればよく、大きさを小さく形成することもできる。

但し、スペーサーブロック７１は、対向面５９ｂａに固定する前に隙間Ｓの設定を確認するとき、スペーサーブロック７１の下縁を羽根部６１の上縁に乗せた状態で壁部４５ｂに当接し得る大きさであるとスペーサーブロック７１から手を放しても隙間Ｓの設定確認を行わせることができる。

スペーサーブロック７１の厚みの種類による掻取羽根３９の一定範囲の揺動の変更は、厚みの異なるスペーサーブロック７１を対向面５９ｂａに固定した複数種類の掻取羽根３９を用意し、この掻取羽根３９をスペーサーブロック７１の厚みを選んで交換することで隙間Ｓの設定を行わせることもできる。

そして、本実施例３の変形例でも、図１２の実施例３と同様な作用効果を奏することができる。

なお、スペーサーブロック７１は、掻取羽根３９側ではなくブラケット部４５側に設け、或いは掻取羽根３９側及びブラケット部４５側の双方に設けることもできる。ブラケット部４５側に設けるスペーサーブロックは、ブラケット部４５の壁部４５ｂの下端に固定する突片部として構成し、対向面５９ｂａに対する突出の程度を種々設定する構造にすることもできる。

図１４は、撹拌ユニットを正転状態で示す一部を断面にした要部拡大側面図である。なお、図１４では、図８、図９と同様に、アーム先端のクランプ部を省略している。また、実施例３と基本的な構成は同様であり、同一又は対応する構成部分については、同符号を付し、重複した説明は省略する。

図１４のように、実施例４の撹拌ユニット５は、実施例３が前提とする実施例１と同様に、図１〜図４の掻取押付式加熱撹拌釜１（掻取押付式加熱撹拌装置）に取り付けて用いられる。

つまり、図６のように、正転により受ける被撹拌物の抵抗によって羽根部６１の先端６１ａが加熱容器３の内周面に押し付けられ、図７のように、反転により被撹拌物の抵抗によって羽根部６１の先端６１ａが一定範囲の揺動で加熱容器３の内周面に対して離間し被撹拌物を加熱容器３の内周面に塗り付けるものである。

撹拌ユニット５は、実施例２同様の構造に形成され、クランプ部４３及びブラケット部４５を備えたアーム３７（支持部）と、アーム３７に回転自在に結合された掻取羽根３９とからなり、一定範囲の揺動を設定するストッパー６９を備えている。

ストッパー６９は、スペーサーブロック７１を備えている。スペーサーブロック７１は、金属、樹脂、セラミック、硬質ゴム、弾性を有したゴムなどにより矩形の平板状に形成され、スペーサー取付部７３に収容して取り付けられ、ブラケット部４５の壁部４５ｂと共に掻取羽根３９の一定範囲の揺動を設定するストッパー６９を構成する。

スペーサーブロック７１の形状は、実施例２と異なっており、差込凸部７１ａが段付き状に薄く形成されている。ナックル部５９ｂの突部５９ｃと結合ピン６５との間には、差込凹部５９ｄが形成され、スペーサーブロック７１の差込凸部７１ａが差し込まれている。

スペーサーブロック７１の下縁部は、実施例２の図９と同様に支持されている。つまり、羽根部６１の上縁の平坦面６１ｂと羽根支持板５９の対向面５９ｂａとは、鋭角を成し、対向面５９ｂａに沿って配置されたスペーサーブロック７１の下縁を安定して保持する。

スペーサーブロック７１の配置は、羽根支持板５９の羽根取付部５９ａに対し羽根部６１を取り付ける前に行なわれる。スペーサーブロック７１を対向面５９ｂａの下方から対向面５９ｂａに沿って上方へ移動させ、差込凸部７１ａを差込凹部５９ｄに差し込む。次いで、羽根部６１を羽根取付部５９ａに締結固定し、羽根部６１の上縁の平坦面６１ｂと羽根支持板５９の対向面５９ｂａとの間にスペーサーブロック７１の下縁部を配置させる。

従って、掻取羽根３９の一定範囲の揺動がストッパー６９及び突部５９cにより設定され、実施例１と同様な正転、反転動作を行わせ、実施例１と同様な作用効果を奏することができる。

また、スペーサーブロック７１を備えた構造として、実施例２と同様な作用効果を奏することができる。

さらに、本実施例３のスペーサーブロック７１は、羽根支持板５９に対して着脱ができながら組み付け状態での固定を行わせることができる。

［変形例］
図１５は、実施例４の変形例を示す。図１５は、撹拌ユニットを正転状態で示す一部を断面にした要部拡大側面図である。なお、図１５では、図８、図９と同様に、アーム先端のクランプ部を省略している。また、実施例４の変形例は、図１４の実施例４と基本的な構成は同様であり、同一構成部分については、同符号を付し、重複した説明は省略する。

図１５のように、本実施例４の変形例は、スペーサーブロック７１の差込凸部７１ａが段付き状に薄く形成され、この差込凸部７１ａが羽根部６１と対向面５９ｂａとの間の差込凹部５９ｄに保持される。

対向面５９ｂａは、羽根取付部５９ａの表面に対して凹状に形成され、ナックル部５９ｂ側に突当面５９ｂｂを有している。突当面５９ｂｂは、対向面５９ｂａに直交し、羽根部６１の上縁の平坦面６１ｂに対向している。

スペーサーブロック７１の厚みは、突当面５９ｂｂと同高さであり、スペーサーブロック７１の表面がナックル部５９ｂの面５９ｂｃに角度を持って連続している。スペーサーブロック７１は、一側面が突当面５９ｂｂに突き当てられ、他側面が羽根部６１の平坦面６１ｂに対向する。

なお、スペーサーブロック７１の表面と羽根部６１表面とを面一にすることもできる。

スペーサーブロック７１の配置は、羽根支持板５９の羽根取付部５９ａに対し羽根部６１を取り付ける前に行なわれる。スペーサーブロック７１を対向面５９ｂａに配置し、次いで、羽根部６１を羽根取付部５９ａに締結固定する。この締結固定により羽根部６１の上縁部と対向面５９ｂａとの間に差込凹部５９ｄを形成してスペーサーブロック７１の差込凸部７１ａを押さえる。

従って、本実施例４の変形例においても、図１４の実施例４と同様な作用効果を奏することができる。

１ 掻取式加熱撹拌釜（掻取式加熱撹拌装置）
３ 加熱容器
５ 撹拌ユニット
７ 駆動モータ（駆動部）
３５ 回転軸
３７ アーム（支持部）
３９ 掻取羽根
４１ ストッパー
４１ａ ボルト（ストッパー）
４１ｂ ボルト
４５ ブラケット部（支持部）
４５ｂ ブラケット部の壁部
５７ 加熱容器の内周面
５９ 結合部（掻取羽根）
５９ｂ 結合部の基部
６１ 羽部部（掻取羽根）
６１ａ 羽根先（掻取羽根３９の先端）
６５ 結合ピン
６９ ストッパー
７１ スペーサーブロック

Claims (2)

1. 水分を含んだ被撹拌物を収容し加熱可能な加熱容器と、
   前記加熱容器の回転軸に回転自在に支持され先端に掻取羽根を有する撹拌ユニットと、
   前記回転軸を回転駆動する駆動部とを備えた掻取式加熱撹拌装置であって、
   前記加熱容器は、横置きで前記掻取羽根が掻取摺動する断面円弧状の底部と底部に連続する直状の上壁部とからなり、
   前記回転軸は、前記断面円弧状の底部の軸心部に備えられ、
   前記加熱容器は、前記回転軸の周りで傾斜配置され、
   前記掻取羽根の先端が前記加熱容器の内周面に押し付けられた位置から離間する方向へ一定範囲の揺動が可能となるように前記掻取羽根が前記撹拌ユニットに支持され傾斜上部側で前方の直状の上壁部に対し旋回半径を縮小可能とする、
   ことを特徴とする掻取式加熱撹拌装置。
2. 請求項１記載の掻取式加熱撹拌装置であって、
   前記撹拌ユニットは、前記駆動部によって回転駆動される回転軸に支持された支持部を備え、
   前記掻取羽根は、前記支持部に回転方向前後へ揺動可能に結合され、
   前記一定範囲を前記支持部に対して調節可能に規制するストッパーを備えた、
   ことを特徴とする掻取式加熱撹拌装置。

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