JPH03503258A - 混合方法およびそのための混合装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の名称二混合方法およびそのための混合装置この発明は固体の混合方法なら びに、そのための混合装置に関する。

従来の固体ミキサーは、多くの技術分野において使用されている。とくに合成樹 脂を加工処理する分野および、とくに薬剤工業の分野、ならびに窯業および染料 工業においては、固体ミキサーは重要な役割をはたす。固体ミキサーを使用すれ ば、例えば粒径、形状および密度か異なる種々の粒状物質を出来る限り均一に混 合することができるので、混合体中の密度および組成の不均一を最小ならしめる ことができる。

しかしながら、少なくとも部分的には比重の差によフて不均一となる分離作用か 生じ、これを解決するにはなお大きな困難が伴なうものであった。

このような従来技術の欠点にかんがみ、この発明の目的は、比較的簡単な手段で 、きわめて短時間に、不動作区域が生ずることなく均一で完全な混合が可能な混 合方法およびそのためミキサーを提供することにある。

この課題は、特許請求の範囲第１項による方法ならびに、第６項による装置によ フて解決される。

この発明によれば、驚異的な方法によって重要な技術的改善が達成された。従来 の固体ミキサーの場合は、局部的に粒体の性質がきわめて異なる粒状体を混合し ようとする場合に、またその粒度、形状または密度が相互に異なる場合に、均一 なまたは規則的にくり返し混合動作を行なわせたのでは、理想的な均一混合状態 を実現させることは不可能であり、むしろ比重による分離状態に移行する傾向が たえず存在する。規則的な混合動作によったのでは固体流中に例えば重力による 偏りが発生する場合がある。またフルード（Ｆｒｏｕｄｅ）数が大なる場合は、 すなわち混合物質の遠心運動の存在を意味するもので、さらに渦巻き選別か発生 する等の欠点がある。

このフルード数に関しては、周知の如く、遠心力と混合物体の重量との比が問題 となる。

この発明の方法およびミキサーは、同一形態の動作の反復を利用したものではな く、むしろ混合中において、ミキサータンクが回転軸の周りに回転する間に、回 転軸に対するタンクの角度が不規則に変化し、常に様々に調整されるようになっ ており、これによって統計的な確率分布が与えられるのである。さらに回転数す なわち回転速度および回転方向も不規則かつ同一でない形態で常に変化し、これ により統計的な確率分布的制御か実行される。この制御は、１つの確率過程の発 生器を形成することになる。

ミキサータンクとその回転軸との間の傾斜角を確率的に、つまり不規則に変化さ せると同時に、ミキサータンクの混合回転軸の回転数および回転状態をも確率的 に制御し変化させることができる。これらの二重の確率過程により、フルート数 カ５たえず不規則に変化する。比重の差による分離作用は完全に防止されるので 、従来は分離作用のために達成できなｈｌつた１昆合度カく得られる。

大形のミキサーの実施例では、混合容器としては加工機械の材料用漏斗が直接に 使用されて、混合物質を填め替える際の分離作用が防止される。この材料用漏斗 は、混合によって自由に回動できるように、加工機械に必ず付設される。

このように統計的に作動されるミキサーにおいては、さらに粉砕用部材を付設す ることができ、これによって統計制御粉砕機が得られる。種々の形式の粉砕用部 材が使用できるが、特に球状あるいは円柱状粉砕体が適切である。フルード数が 多様に異なることにより、固体は摩擦ならびにｔｉｎにより微粉化される。例え ばフルード数が小さい場合は、跳動球体式粉砕機に見られるような、粉砕部材で 衝撃される前に微細部分が吹飛ばされる現象が防止される。またフルード数が大 なる場合は、粗い塊状の被粉砕物質が衝撃によって粉砕される。このような統計 的制御により、微粉化において、広い粒度分布を得ることができる。

混合容器を統計的制御によフてランダム運動させることは、洗浄装置に通用する こともできる。つまり、洗浄ドラム内に設けた繊維部材のように、たえず異なる フルード数で作動させる必要があるような用途に使用できる。この洗浄トラムの 場合は、混合容器が、アルカリ液タンクを通過することにより、適切な確率的制 御を受けるようにされる。これによって繊維部材とアルカリ液との間に相対的な 加速度が発生し、それにより強力かつ急速に繊維から汚染を除去する。

確かに一種の攪拌器を構成するような「不安定」な混合機構はすでに知られてい る。この攪拌機構は回転可能に配設された攪拌器で作動し、この攪拌器に通常フ ィンが付設されて成るものである。このフィンは回転中において、その迎え角を 変化させ、この迎え角の大きさで、一定の確率制御ができるようにされている。

ローターに付設されたフィンの迎え角をこのように確率制御方式で変化させるこ とは、回転翼の迎え角が可変なるように構成された船舶の推進機に類似するが、 基本的には単に液体を攪拌するだけである。さらに粒状すなわち固体を包含する 物質の場合でも流体性の流動態様が生じるので、粒状物質を攪拌する場合でも、 攪拌と混合の全過程は、液体の場合と類似する。とくに従来の装置では、多様な フルード数がはっきりとは生成されず、あるいはそれを目的としたものではなく 、ましてや攪拌槽内の混合体の高さは実際ト変化し易く、それによって重力もま た同し形である。この種の攪拌器は、この発明とは全く異なる構造を備え、全く 異なる着想に基づくものである。

以Ｆ、添付の図面による実施例に基づき、この発明の利点、独自性、および特徴 をさらに説明する。

第１図は、この発明のミキサー装置の側面図、第２図は、第１図の装置の上面図 、第３図は、他の実施例の側面図であ−る。

第１図および第２図のとおり、円筒状の混合容器１は、混合動作用の回転軸３に 形成された二叉状の保持部材５によって保持されている（ただし、混合容器１の 着脱容易のために、片持保持とすることも可能）。混合回転軸３は、統言１的に 多種の分布回転速度すなわち回転数で、駆動手段７によって駆動され、さらに統 計的に回転方向を反対にすることもできる。作動（おいては、混合回転軸３の回 転数とその方向を確率過程的に広い駆動範囲内で変化させるのみならず、容器１ の中心線１１と回転軸３との間の傾斜角９をも変化させる。第１図のように、混 合容器１を直接に担持する容器軸には、部番６が示されているが、第２図から推 定できるとおり、この容器軸６は混合軸３に対して垂直であり、両者は共通平面 上にあるので、混合軸３および容器軸６によって形成される軸線は、混合容器１ の内部で交差していることになる。

傾斜角９を統計的に変化して調整するために、二叉保持部材５の区域に他の駆動 手段１２を備える。図示されていない電気的制御および電流供給導線が、軸の内 部に配設され、混合軸３と駆動手段７との間に摺動環類似の接点構成が必要であ る。

第３図は、混合回転軸３が第３の自由度の意味で、回転軸３に対して傾斜した他 の軸１３の周りにも回転できるように保持された構成である。この軸１３は、混 合回転軸３に対して角度を成し、特に直角を成す主要軸であり、その構成が籠形 に類し、この第３の回転軸の延長と、混合回転軸３および容器軸６の各延長直線 とが、共通の交差点で、好ましくは混合容器１の中点あるいは重心において交差 する。また、この主要軸１３も、統計的、すなわち確率分布的な回転数と回転方 向を与えて、駆動手段１５により駆動することができる。

混合容器１は、球対称でもまた立方体でもない。

なお第３図に示すとおり、混合容器１の一端部に、漏斗状部１７を形成すること ができる。

この漏斗状部１７は、混合物体を入れ替える際に使用され、混合物体の入れ替え の際に別個の漏斗を使用する場合に発生し勝ちな分離作用を防止することができ る。さらに、さきに説明したミキサーの大型装置の場合は、加工機械の材料ホッ パーがそのまま混合容器として使用される。この材料ホッパーは、混合後に回動 自在に加工機械に取付は得ることが必要である。

第１から３図までの実施例は、基本的に洗浄機械に内設することができ、この場 合は混合容器１が、アルカリタンクによって誘導される洗浄ドラムを形成する。

以上記載の実施例に関しては、種々の変形も可能であるが、特に各回転軸の間の 相互の角度および容器軸に対する混合容器の方向が関係し、可能ならば傾斜角を 任意に選択すること力くできる。

平成２年　８月２８日 特許庁長官　　植　松　　敏　殿 １、特許出願の表示 国際出願番号　ＰＣＴ／ＥＰ８９１００２３２２、発明の名称　　　混合方法お よびそのための混合装置３、特許出願人 住　所　　ドイツ連邦共和国、デエー８７．０１　、シェーシェン。

ヂュルベンストラッセ　１５番地 氏　名　　ジンマーマン、ヴオルフギャング国　籍　　ドイツ連邦共和国 ４、代理人 住　所　　　東京都港区新橋３丁目３番１４号田村町ビルディング ５、補正書の提出年月日　　　１９８９年７月３日特許請求の範囲の補正 １９８９年７月３日イ」で国際局に提出された補正書により、請求項２および９ を削除し、請求項１．７および８を補正した。他の請求項は出願時のものと同一 と−ぐる。

（１）特に固体物質を混合する方法であって、混合される物質が充填可能な混合 容器が使用され、この混合容器が、少なくとも２種の自由度をもって、第１の混 合用回転軸と、これと結合状態にあって前記混合容器を少なくとも間接的に保持 する第２の容器軸とを中心として回転可能なるように支持された方法において、 前記混合容器か、たえず不規則な混合動作と、たえず変化するフルート数でもっ ”Ｃ揺動すると共に、容器駆動軸および混合用回転軸の少なくともいずれか一方 が、その回転速度および／または回転状態に関して、統計的、すなわち確率分布 的に不規則に駆動されることを特徴とする混合方法。

（２）（削除） （３）容器軸と結合状態にあり、別個に回転するように位置を変化し得る混合用 回転軸が、回転速度あるいは回転方向またはそれら両名に関して統計的、すなわ ち確率分布的に不規則に駆動されることを特徴とする請求項１あるいは２記載の 混合方法。

（４）容器軸に対して垂直方向の投影面に投影された、混合用回転軸と混合容器 の中心軸との間の傾斜角が、容器軸の周りに最大３６０度まで変化できることを 特徴とする請求項ｌから３までのいずれか１項記載の混合方法。

（５）＃記混合容器の任意動作が、３個の駆動軸により３稀の自由度をもって生 起され、その際第３の駆動軸が特に統計的、すなわち確率分布的に不規則に駆動 されることを特徴とする請求項１から４までのいずれか１項記載の混合方法。

（６）混合物質にはさらに、特に火打ち石、磁器あるいは鋼材より成る粉砕用部 材が混合されることを特徴とする請求項ｌから５までのいずれか１項記載の混合 方法。

（７）閉鎖可能な混合容器１を備え、その混合用回転軸３は第１の駆動手段７に より、他方他の駆動軸６．１３は他の駆動手段１２．１５により、それぞれ回転 変位される装置において、容器駆動軸および混合用回転軸の少なくともいずれか 一方が、その回転速度および／または回転状態に関して、統計的、すなわち確率 分布的に不規則に駆動されることを特徴とする請求項１か６６までのいずれか１ 項記載の混合方法を実行するための混合装置。

（８）容器駆動軸６．１３ならびに混合用回転軸３の両者が共に、その回転速度 および／または回転状態に関して、統計的、すなわち確率分布的に不規則に駆動 されることを特徴とする請求項７記載の混合装置。

（９）（削除） （１０）混合容器１を回転変位させる容器駆動軸６とこの駆動軸６を担持する混 合用回転軸３の他に、第３の主要回転軸１３を備え、これが他の駆動手段１５に より４、特に統計的、すなわち確率分布的に不規則な回転数と回転方向に基づき 駆動されることを特徴とする請求項７か６９までのいずれか１項記載の混合装置 。

（１１）少なくとも２個、好ましくは３個の回転軸３，６゜１３が、相互に傾斜 方向に、あるいは直角方向に配設されていることを特徴とする請求項７から１０ までのいずれか１項記載の混合装置。

（１２）回転軸３，６．１３の駆動によっそ制御される切り替え装置か、真正あ るいは擬似確率過程発生器として作動することを特徴とする請求項７から１１ま でのいずれか１項記載の混合装置。

（１３）混合容器１の少なくとも一端に、閉鎖可能な漏斗状部１７が形成されて いることを特徴とする請求項７か６１２までのいずれか１項記載の混合装置。

（１４）混合容器１か洗浄ドラムとして形成され、かつアルカリ液槽内に回転可 能に配設されていることを特徴とする請求項７から１３まてのいずれか１項記載 の混合装置。

ドイツ特許法第１９条による出願人の説明別紙特許請求の範囲の補正において、 先行技術調査において提示された米国特許第３０１８０９２および２６１００４ １号に対して考慮した。これらの刊行物には、１個の軸の周りに回転可能で、他 の軸の周りに傾動可能に配設された混合容器のための装置が開示されています。

本願発明においても、混合容器が少くとも２個の軸の周りに少くとも２種の自由 度をもって回転および／または傾動自在に配設されているが、先行技術とは次の 点で著しく異なる。即ち混合容器は不規則な混合動作と、それによってたえず変 化するフルード数によって揺動する。これにより少くとも、容器あるいは混合回 転軸の少くとも一方の回転速度および／または回転状態が統計的、すなわち確率 分布的に不規則に変化する。この不規則性により、混合の結果を著しく改善する という、驚異的な効果を奏するものであります。

国際調を報告 国際調査報告 ＥＰ　８９００２３２ ＳＡ　　２７０３７

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. （１）特に固体物質を混合する方法であって、少なくとも２種の自由度を有する 混合容器が、第１の混合用回転軸と、これと結合状態にあって前記混合容器を少 なくとも間接的に保持する第２の容器軸とを中心として回転可能なるように支持 される方法において、たえず不規則な混合動作を発生させ、かつ、これによって たえず不規則なフルード数を生成させるような形態にミキサードラムが揺動し、 さらに混合容器が、その混合用回転軸を中心として回転する間において第２の容 器軸もまた回転することを特徴とする混合方法。
2. （２）容器軸の回転速度あるいは回転方向またはそれら両者が統計的、すなわち 確率分布的に不規則に駆動されることを特徴とする請求項１記載の混合方法。
3. （３）容器軸と待合状態にあり、別個に回転するように位置を変化し得る混合用 回転軸が、回転速度あるいは回転方向またはそれら両者に関して統計的、すなわ ち確率分布的に不規則に駆動されることを特徴とする請求項１あるいは２記載の 混合方法。
4. （４）容器軸に対して垂直方向の投影面に投影された、混合用回転軸と混合容器 の中心軸との間の傾斜角が、容器軸の周りに最大３６０度まで変化できることを 特徴とする請求項１から３までのいずれか１項記載の混合方法。
5. （５）前記混合容器の任意動作が、３個の駆動軸により３種の自由度をもって生 起され、その際第３の駆動軸が特に統計的、すなわち確率分布的に不規則に駆動 されることを特徴とする請求項１から４までのいずれか１項記載の混合方法。
6. （６）混合物質にはさらに、特に火打ち石、磁器あるいは鋼材より成る粉砕用部 材が混合されることを特徴とする請求項１から５までのいずれか１項記載の混合 方法。
7. （７）混合用回転軸３の周りに駆動手段７により回転変位される閉鎖可能な混合 容器１を備えた装置において、少なくとも他の駆動軸６，１３および駆動手段１ ２，１５を備え、駆動軸６，１３が追加して駆動されることを特徴とする請求項 １から６までのいずれか１項記載の混合方法を実行するための混合装置。
8. （８）他の駆動手段１２，１５により、容器駆動軸６，１３および混合容器１が 、容器駆動軸６，１３を中心として統計的、すなわち確率分布的に不規則な回転 数と回転状態に基づき駆動されることを特徴とする請求項７記載の混合装置。
9. （９）容器軸と結合状態にあり、別個に回転するように位置を変化し得る混合用 回転軸３が、それに付属する駆動手段７により、統計的、すなわち確率分布的に 不規則な回転数と回転状態に基づき駆動されることを特徴とする請求項７または ８記載の混合装置。
10. （１０）混合容器１を回転変位させる容器駆動軸６とこの駆動軸６を担持する混 合用回転軸３の他に、第３の主要回転軸１３を備え、これが他の駆動手段１５に より、特に統計的、すなわち確率分布的に不規則な回転数と回転状態に基づき駆 動されることを特徴とする請求項７から９までのいずれか１項記載の混合装置。
11. （１１）少なくとも２個、好ましくは３個の回転軸３，６，１３が、相互に傾斜 方向に、あるいは直角方向に配設されていることを特徴とする請求項７から１０ までのいずれか１項記載の混合装置。
12. （１２）回転軸３，６，１３の駆動によって制御される切り替え装置が、真正あ るいは擬似確率過程発生器として作動することを特徴とする請求項７から１１ま でのいずれか１項記載の混合装置。
13. （１３）混合容器１の少なくとも一端に、閉鎖可能な漏斗状部１７が形成されて いることを特徴とする請求項７から１２までのいずれか１項記載の混合装置。
14. （１４）混合容器１が洗浄ドラムとして形成され、かつアルカリ液槽内に回転可 能に配設されることを特徴とする請求項７から１３までのいずれか１項記載の混 合装置。