JP6583541B2 - 粉粒体と粘性液体の連続混練装置、システム及び連続混練方法 - Google Patents
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Description
特許文献2には、回転軸に形成された溝に対して、該溝に契合する回り止め部を有するパドルを螺合させることで、パドルを一定の角度に固定することを可能とする混練装置が開示されている。
[特許文献2]特開2013−237012号公報
図1は、本発明の第1実施形態として示した連続混練システム110の概略構成図である。連続混練システム110は、粉粒体と粘性液体の連続混練装置100と、連続混練装置100の軸部材2に接続された駆動装置6と、駆動装置6の回転数を変化させる変速装置8Aと、変速装置8Aを制御する制御装置9を備え、制御装置9は、連続混練装置100の軸部材2を600〜1800rpmの混練回転数で回転させる。
次に、図6を用いて、上記第1実施形態として示した連続混練システム110の変形例を説明する。図6は、上記第1実施形態の変形例として示した連続混練システム111の概略構成図である。本変形例における連続混練システム111は、上記の連続混練システム110とは、変速装置8Bが駆動装置6と軸部材2との間に挿入された機械式変速装置である点が異なっている。
次に、図7を用いて、第2実施形態として示した連続混練システム120を説明する。図7は、第2実施形態として示した連続混練システム120の概略構成図である。本変形例における連続混練システム120は、第1実施形態として図1を用いて説明した連続混練システム110に対して、電気式の正転逆転装置10Aが追加されたものである。
また、正転逆転装置10Aは電気式であるため、制御を全て電気的に行うことが可能であり、連続混練システム120の構造を簡潔にすることができる。
次に、図9を用いて、上記第2実施形態として示した連続混練システム120の第1変形例を説明する。図9は、上記第2実施形態の第1変形例として示した連続混練システム121の概略構成図である。本変形例における連続混練システム121は、上記の連続混練システム120とは、正転逆転装置10Bが駆動装置6と軸部材2との間に挿入された機械式の正転逆転装置である点が異なっている。
次に、図10を用いて、上記第2実施形態として示した連続混練システム120の第2変形例を説明する。図10は、混練筒3が粉粒体と粘性液体との混練物で充満された状態である時刻Tcにおいて粉粒体及び粘性液体の供給を停止し、時刻Tdにおいて混練物排出口5から混練筒3に滞留した全ての粉粒体と粘性液体との混練物を排出させるまでの間、軸部材2の正転及び逆転を実施する時間を模式的に示したものである。本変形例における連続混練システムは、上記の連続混練システム120とは、軸部材2を逆転させる期間が、混練筒3への粉粒体投入及び粘性液体注入を開始して以降、混練物排出口5から粉粒体と粘性液体との混練物の排出が開始するまでの間ではなく、粉粒体及び粘性液体の供給を停止し、混練物排出口5から混練筒3に滞留した全ての粉粒体と粘性液体との混練物を排出させるまでの間である点が異なっている。
次に、図11を用いて、第3実施形態として示した連続混練システム130を説明する。図11は、第3実施形態として示した連続混練システム130の概略構成図である。本変形例における連続混練システム130は、第1実施形態として図1を用いて説明した連続混練システム110に対して、判定装置11Bが追加されたものである。
また、混練筒3内に粉粒体と粘性液体との混練物が充満されているか否かの判定を、判定装置11Bによって判定し、その結果を基に制御装置9が回転数の変更を行うため、連続混練システム130の制御を自動化して、容易に使用することが可能となる。
次に、図13を用いて、上記第3実施形態として示した連続混練システム130の第1変形例を説明する。図13は、上記第3実施形態の第1変形例における、混練開始からの時間と軸部材の回転数との関係を示した説明図である。本変形例における連続混練システムは、上記の連続混練システム130とは、導入回転数Raから混練回転数Rbへの回転数の変更が、段階的20、または、連続的21に、すなわち回転数が時間の経過とともに漸次変更されるように、行われている点が異なっている。
次に、図14を用いて、上記第3実施形態として示した連続混練システム130の第2変形例を説明する。図14は、粉粒体及び粘性液体の供給停止時刻Tcから混練物の排出完了時刻Tdまでの時間と軸部材の回転数との関係を示した説明図である。本変形例における連続混練システムは、上記の連続混練システム130とは、軸部材2を混練回転数Rbより低い回転数で回転させる期間が、混練筒3へ粉粒体投入及び粘性液体注入を開始して以降、混練物排出口5から粉粒体と粘性液体との混練物の排出が開始するまでの間ではなく、粉粒体及び粘性液体の供給を停止し、混練物排出口5から混練筒3に滞留した全ての粉粒体と粘性液体との混練物を排出させるまでの間である点が異なっている。
次に、図15を用いて、上記第3実施形態の第3変形例を説明する。本第3変形例は、第3実施形態の第2変形例として示した連続混練システムの、更なる変形例である。図15は、第3実施形態の第3変形例における、混練時間と軸部材の回転数との関係を示した説明図である。本変形例における連続混練システムは、第3実施形態の第2変形例の連続混練システムとは、混練回転数Rbから終了回転数Rcへの回転数の変更が、段階的22、または、連続的23に行われている点が異なっている。
次に、図16を用いて、上記第3実施形態として示した連続混練システム130の第4変形例を説明する。図16は、上記第3実施形態の第4変形例として示した連続混練システム134の概略構成図である。本変形例における連続混練システム134は、上記の連続混練システム130とは、判定装置11Aが、あらかじめ粉粒体と粘性液体との混練物が排出されるまでを計時しておき、その時間に合わせて設定したタイマーである点が異なっている。
次に、図17を用いて、上記第3実施形態として示した連続混練システム130の第5変形例を説明する。図17は、上記第3実施形態の第5変形例として示した連続混練システム135の概略構成図である。本変形例における連続混練システム135は、上記の連続混練システム130とは、判定装置11Cが、駆動装置6の電流を検知する電流検知器である点が異なっている。
次に、図18を用いて、第4実施形態として示した連続混練システム140を説明する。図18は、第4実施形態として示した連続混練システム140の概略構成図である。本変形例における連続混練システム140は、第1実施形態として図1を用いて説明した連続混練システム110に対して、記憶部12と、入力部13が追加されたものである。
次に、図19を用いて、第5実施形態として示した連続混練システム150を説明する。図19は、第5実施形態として示した連続混練システム150の概略構成図である。本変形例における連続混練システム150は、第4実施形態として図18を用いて説明した連続混練システム140に対して、第3実施形態及びその各変形例において説明したような、混練筒2に粉粒体と粘性液体との混練物が充満したことを判定する判定装置11Aが追加されたものである。
次に、上記第5実施形態として示した連続混練システム150の変形例を説明する。本変形例における連続混練システムは、上記の連続混練システム150とは、第3実施形態の第1変形例において説明したように、導入回転数から混練回転数への回転数の変更が、段階的、または、連続的に行われている点が異なっている。
次に、図20を用いて、第6実施形態として示した連続混練システム160を説明する。図20は、第6実施形態として示した連続混練システム160の概略構成図である。本変形例における連続混練システム160は、第4実施形態として図18を用いて説明した連続混練システム140に対して、第2実施形態及びその各変形例において説明したような、正転逆転装置10Aと、第3実施形態及びその各変形例において説明したような、混練筒2に粉粒体と粘性液体との混練物が充満したことを判定する判定装置11Aが追加されたものである。
次に、上記第6実施形態として示した連続混練システム160の変形例を説明する。本変形例における連続混練システムは、上記の連続混練システム160とは、第5実施形態等において説明したように、回転数を導入回転数から混練回転数へ変更する点が異なっている。
次に、上記第6実施形態の第1変形例として示した連続混練システムの、更なる変形例を説明する。本変形例における連続混練システムは、上記の第6実施形態の第1変形例として示した連続混練システムとは、第5実施形態の変形例において説明したように、導入回転数から混練回転数への回転数の変更が、段階的、または、連続的に行われている点が異なっている。
なお、本発明の粉粒体と粘性液体の連続混練装置、システム及び連続混練方法は、図面を参照して説明した上述の各実施形態及び各変形例に限定されるものではなく、その技術的範囲において他の様々な変形例が考えられる。
これ以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施の形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更したりすることが可能である。
1a 平板
1b 矩形部
1c 円弧部
2 軸部材
2A、2C 第1の列
2B、2D 第2の列
3 混練筒
4 粉粒体投入口
5 混練物排出口
6 駆動装置
7 粘性液体注入部
8 変速装置
9 制御装置
10 正転逆転装置
11 判定装置
12 記憶部
13 入力部
100 連続混練装置
101 螺旋
110、111、120、121、130、134、135、140、150、160 連続混練システム
R 円弧部の曲率半径
L 矩形部の長さ
W 矩形部の幅
S 雄ネジ部
Claims (20)
- 混練筒と、該混練筒の中心軸上に設けられて、前記混練筒内で回転する軸部材と、該軸部材の表面に配設された複数の混練羽根を備えた、粉粒体と粘性液体の連続混練装置であって、
前記混練筒は、一方の端部に粉粒体投入口を、他方の端部に混練物排出口を、前記粉粒体投入口と前記混練物排出口の間に粘性液体注入部を、各々備え、
前記複数の混練羽根は、前記軸部材上に、前記中心軸周りに螺旋を形成するように配設され、
前記複数の混練羽根は、前記粘性液体注入部と前記混練物排出口の間の少なくとも一部においては、前記中心軸に対する前記混練物排出口の方向からの取付角度が5°〜60°である第1の列と、前記中心軸に対する取付角度が−5°〜5°である第2の列とが、交互に設けられるように取り付けられ、
前記第1の列と前記第2の列は、前記軸部材の長さ方向に延在するように設けられている、粉粒体と粘性液体の連続混練装置。 - 前記複数の混練羽根は、前記粉粒体投入口近傍においては、前記中心軸に対する前記混練物排出口の方向からの取付角度が5°〜60°となるように取り付けられている、請求項1に記載の粉粒体と粘性液体の連続混練装置。
- 前記複数の混練羽根は、前記混練物排出口近傍においては、前記中心軸に対する前記混練物排出口の方向からの取付角度が120°〜150°となるように取り付けられている、請求項1または2に記載の粉粒体と粘性液体の連続混練装置。
- 前記混練筒の断面形状は円形であり、
前記複数の混練羽根の各々は平板を備え、該平板は、前記軸部材側に位置する矩形部と、該矩形部の前記軸部材とは反対側に設けられた、先端が前記混練筒と同等の曲率半径の円弧状に形成された円弧部を備え、
前記矩形部は、前記混練筒の前記中心軸からの直径方向の長さと、該直径方向に直交する方向の幅の比が、1:0.5〜1:3となるように形成されている、請求項1から3のいずれか一項に記載の粉粒体と粘性液体の連続混練装置。 - 請求項1から4のいずれか一項に記載の粉粒体と粘性液体の連続混練装置と、
前記軸部材に接続された駆動装置と、
該駆動装置の回転数を変化させる変速装置と、
該変速装置を制御する制御装置を備え、
該制御装置は、前記軸部材を、600〜1800rpmの混練回転数で回転させる、粉粒体と粘性液体の連続混練システム。 - 前記混練筒内に混練物が充満したか否かを判定する判定装置を更に備える、請求項5に記載の粉粒体と粘性液体の連続混練システム。
- 前記混練筒が空の状態で混練を開始して、混練物が充満したと前記判定装置が判定するまでの導入期間においては、前記制御装置は前記軸部材を、150〜400rpmの導入回転数で回転させ、
混練物が充満したと前記判定装置が判定した後に、回転数を前記混練回転数へ変更する、請求項6に記載の粉粒体と粘性液体の連続混練システム。 - 前記混練筒に混練物が充満した状態で、前記粉粒体の供給が停止されて、混練物が充満していないと前記判定装置が判定した後の終了期間においては、前記制御装置は前記軸部材の回転数を、前記混練回転数から、150〜400rpmの終了回転数へ変更する、請求項6または7に記載の粉粒体と粘性液体の連続混練システム。
- 回転数の変更は、段階的に、または、連続的に行われる、請求項7または8に記載の粉粒体と粘性液体の連続混練システム。
- 前記制御装置によって制御されて、前記駆動装置の回転方向を変更する正転逆転装置を更に備える、請求項5から9のいずれか一項に記載の粉粒体と粘性液体の連続混練システム。
- 前記混練筒が空の状態で混練を開始して、混練物が前記混練筒に充満するまでの導入期間においては、前記制御装置は前記軸部材を、1回あたり0.2〜10秒の時間で、1回以上逆転させる、請求項10に記載の粉粒体と粘性液体の連続混練システム。
- 前記混練筒に混練物が充満した状態で、前記粉粒体の供給が停止された後の終了期間においては、前記制御装置は前記軸部材を、1回あたり0.2〜10秒の時間で、1回以上逆転させる、請求項10または11に記載の粉粒体と粘性液体の連続混練システム。
- 前記制御装置は、単位質量分の混練物の混練に要する時間と、排出すべき混練物の質量を基に、必要総稼働時間を計算して、該必要総稼働時間の間、前記変速装置を制御する、請求項5から12のいずれか一項に記載の粉粒体と粘性液体の連続混練システム。
- 混練筒と、該混練筒の中心軸上に設けられて、前記混練筒内で回転する軸部材と、該軸部材の表面に配設された複数の混練羽根を備えた連続混練装置を用いて、粉粒体と粘性液体を混練する方法であって、
前記混練筒は、一方の端部に粉粒体投入口を、他方の端部に混練物排出口を、前記粉粒体投入口と前記混練物排出口の間に粘性液体注入部を、各々備え、
前記複数の混練羽根は、前記軸部材上に、前記軸部材の回転方向と等しい螺旋を形成するように配設され、
前記複数の混練羽根は、前記粘性液体注入部と前記混練物排出口の間の少なくとも一部においては、前記中心軸に対する前記混練物排出口の方向からの取付角度が5°〜60°である第1の列と、前記中心軸に対する取付角度が−5°〜5°である第2の列とが、交互に設けられるように取り付けられ、
前記第1の列と前記第2の列は、前記軸部材の長さ方向に延在するように設けられ、
前記粉粒体投入口から前記粉粒体を投入し、
前記粘性液体注入部から前記粘性液体を注入し、
前記軸部材を回転させて前記粉粒体と前記粘性液体を混練しつつ、混練物を前記混練物排出口の方向に導入し、
前記混練物排出口から混練物を排出する、粉粒体と粘性液体の連続混練方法。 - 前記軸部材は、600〜1800rpmの混練回転数で回転される、請求項14に記載の粉粒体と粘性液体の連続混練方法。
- 前記混練筒が空の状態で混練を開始して、混練物が充満するまでの導入期間においては、前記軸部材を、150〜400rpmの導入回転数で回転させ、
混練物が充満した後に、回転数を前記混練回転数へ変更することを含む、請求項15に記載の粉粒体と粘性液体の連続混練方法。 - 前記混練筒に混練物が充満した状態で、前記粉粒体の供給を停止した後の終了期間に、前記軸部材の回転数を、前記混練回転数から、150〜400rpmの終了回転数へ変更することを含む、請求項15または16に記載の粉粒体と粘性液体の連続混練方法。
- 回転数の変更は、段階的に、または、連続的に行われる、請求項16または17に記載の粉粒体と粘性液体の連続混練方法。
- 前記混練筒が空の状態で混練を開始して、混練物が充満するまでの導入期間においては、前記軸部材を、1回あたり0.2〜10秒の時間で、1回以上逆転させる、請求項14から18のいずれか一項に記載の粉粒体と粘性液体の連続混練方法。
- 前記混練筒に混練物が充満した状態で、前記粉粒体の供給を停止した後の終了期間に、前記軸部材を、1回あたり0.2〜10秒の時間で、1回以上逆転させる、請求項14から19のいずれか一項に記載の粉粒体と粘性液体の連続混練方法。
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