JPH0478430A - 受動混合機 - 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】 Ａ１発明の目的 ［産業上の利用分野］ 本発明は、流路内を移送される流動物質を撹拌する装置
に関し、詳しくは、流路内を移送される２種以上の流動
物質を、その流動力を利用して流路内で撹拌、混合する
装置に関する。

［技術の背景および従来の技術］ 内側に流路を形成する管等を用いて流動物質を移送する
方法は多くの分野において利用されている。この移送途
中で複数の興なる種類の流動物質を混合する場合、流動
物質の流れる流路を合流させることによって、流路内で
混合を行う方法が採用されている。前記複数の興なる種
類の流動物質は合流点の下流側で流路内を流動しながら
混合される。この混合を行う装置として、従来、受動混
合機と、能動混合機とが知られている。

前記受動混合機は、外部の駆動力を用いずに前記合流後
の流動物質の流れ倉複雑に（すなわち乱流に）して、前
記混合を行う装置である。この受動混合機とし５て、Ｖ
記乱渣にするため、流路中に、種々の形状の邪ｌ板を単
独に配置！−たり、複雑に組み合せて配ＩＬか装Ｗ（以
下、「スタテイ・ソクミキザ、１ともいう）が利用され
ている。

Ｊな、前記能動混合機は、流路の外部に股！した駆動装
置を用いて蔚記流路内の流動物質をより速やかに撹拌混
合する装置（以下、「外部駆動撹拌機」ともいう）であ
る、この外部駆動撹拌機は、前記駆動装置により、流路
の一部に挿入配置１．、、　ｆｆ：撹拌用の回転部材を
回転駆動するように精成されている。

〔発明が解決しようとする課題］ 前記スタティックミキサは、流路内に静止した邪胃板が
配置されているだけなので、流動物質の状態によって混
合効果が大きく影響される。ｔ：とメば、流れが速いと
きは混合効果は」：、セするが、流れが遅いときは混合
効果が低下する１、二のスタテイ・ツク９’Ｆすにおい
て、流れが遅い場合に混合効果をノ、す］−４鯉させよ
うとすれば、邪魔板の配置をより複雑にする必要がある
。し、かじながら、流動物質に固形物等が含まれている
場合には、邪魔板の配置をあまり複菅にできない場合も
ある。」゛な、流速を上げて混合効果を１−昇させるこ
とも考えられるが、流速を上げると大きな圧損失を生じ
、エネルギ効率が低下する。また、流動物質の粘度およ
び比重の差による影響も受は易く、装Ｗ力洗浄も充分に
行われない。

一方、罰記外部駆動撹拌機を用いる場合はより完全な混
合が期待でき、回転速度の窒更笠で混合状態の調整も容
易であるが、装置が複雑になり稼働コストも高くつく、
更に、たとえば食品等の流動物質を移送する場合には、
流路内の食品と外部との接触を極力避＋する必要が牛！
二るが、こめような場合、駆動軸のシール状態等Ｃ特別
の配慮が必要になる。

本発明は、上記の実情に鑑み、外部駆動装置を用いずに
、流路内の２種以１−の物質を含む流動物質を混合する
受動混２合機において、前記流動物質を効率的に混合で
きるようにすることを課闘とする。

Ｂ　発明力楕成 「課題を解決するための手段］ 前記課閃を解決噂るため、本出願の第１発明の受動混合
器は、流動物質が移送される流路内に回転自在に支持さ
１また回転軸に、その回転軸と一緒Ｇ、″′回転する回
転力発生部材および撹拌用回転部材が支持され、前記回
転力発生部材は前記移送される流動物質によって回転力
が発生する形状とされたことを特徴とする。

前記「回転力発生部材」は、前述のよつに前記回転軸と
一緒に回転するとともに、前記移送される流動物質によ
って回転力が発生する形状とされているが、このような
「回転力発生部材」としては、たとえば、回転軸に取り
付けられた複数のプロペラ状の羽根、または、スクリュ
ーコンベヤやオーガ等で使用されているような回転軸に
螺旋状に取り付けられた板体等を使用することができる
。

また、前記「撹拌用回転部材」としては、たとえば、前
記回転軸に直角方向に取り付けられた棒状や板状の突起
物、それら突起物の先端に管内壁をかき取るような形状
の小板を取り飼けたちび）、前記回転力発生部材と異な
るピッチで取りイ１けた羽根状ζ等を使用することが°
こきる。また、前記撹拌用回転部材は、前記流路内にお
いて、前記回転力発生部材の上流側のみ、下流側のみ、
ｔたは、上流および下流の両側等任意の位置に配！する
ことができる９また、本発明の受動混合機は、液体と液
体、液体と気体、気体と気体、液体と粉流体、または、
粉流体と粉流体等の流動物質を混合する際に使用するこ
とができる。

また、本出願の第２発明の受動混合機は、前記第１発明
の受動混合機において、前記流路内壁に流路の中心方向
に延びる撹拌用固定部材が支持され、前記撹拌用固定部
材と前記撹拌用回転部材とは２前記回転軸の軸方向に隣
接して配置されたことを特徴とする。

［作用］ 前述の本出願の第１および１ｓ２発明の受動混合機によ
れば、流路内を移送される流動物質が前記回転力発生部
材の周囲を通過するとき、回転力発生部材は前記流動物
質によって回転される、こび）回転力発生部材の回転に
よって、前記回転軸および撹拌用回転部材が一緒に回転
する。前記撹拌用回転部材の回転方向は前記流動物質の
流れる方向と交差するので、流動物質は効率良く撹拌さ
れ、泪１合される。

また、前述の第２発明の受動混合機は、前記流路内壁に
流路の中心方向に延びる撹拌用固定部材が支持され、前
記撹拌用固定部材と前記撹拌用回転部材とは、前記回転
軸の軸方向に隣接して配置されている。このｔ：め、撹
拌用固定部材表面に沿って流れる流動物質の流れの方向
と、撹拌用回転部材の回転方向との交差角を適当に調整
することにより、流動物質を撹拌混合する効率を一層向
上させることができる。

［実施例コ 次に図面により本発明の受動混合機の実＃Ａ例を説明す
る。

第１〜３図は、本発明の受動混合機の第１実施例の構成
説明図である。

第１図において、受動混合機１は、内側に流路が形成さ
れた回転力発生部材収容管２を備えている。前記回転力
発生部材収容管２の」二流端（第１図中、右端）および
１゛流端（第１図中、左端）にはそれぞれ他の管との接
続用フランジ２ａ、、２ｂが設けられている。また、回
転力発生部材収容ＩＦ２のＦ流側端部には第２図に示す
ように、断面略十字型で中央部に軸受孔３ａを有する軸
受３が固定されている。

また、前記受動混合機１１．↓、内側に流路が形成され
た撹拌部材収容管４を儂メており、撹拌部材収容管・１
の上流端および千流端にはそれぞれ他の管との接続用７
ランジ４＆、４ｂが設けられている。

そして、前記回転力発生部材２のフランジ２１１と撹拌
部材収容管４のフラ〉′ジ４＆とはボルト、ナツト等の
適当な結合手段によって結合されている。撹拌部材収容
管４の内部には四方から流路中心部に向かって延びる４
枚の板体５ａから構成される撹拌用固定部材５が、％″
軸方向に離れて２ケリ配！されている、この撹拌用固定
部材らは各板体５＆表面が管軸に平行となるように配置
さね−ている。また前記撹拌部材収容管４の下流側端部
には前記軸受３と同様の断面時」−字型で中央部に軸受
孔６＆を有する軸受６が固定されている。

前記軸受３および６によって回転軸７が回転自在に支持
されている。この回転軸７には上流側部分（第１図中、
右側部分）に回転力発生部材８が固定されている０回転
力発生部材８は、前記回転軸７に固定された４枚の螺旋
状板８ａから構成されている。また、前記回転軸７には
その下流側部分に、流路内壁に向かって放射状に延びる
４枚の板体９＆から構成される撹拌用回転部材９が、軸
方向に離れて２列配置されている。そして第１図から分
かるように、それぞれ２列設けられた前記撹拌用固定部
材５および撹拌用回転部材９は、流路に沿って互い違い
に隣接して配室されている。

次に、前述の構成を億えた本発明の受動混合機の第１実
施例の作用を説明する。

第１図の上流側（第１図中、右側）から移送される流動
物質が前記回転力発生部材収容管２内を渣メするとき、
回転力発生部材８には回転力が発生ずる。このとき、回
転力発生部材８、回転軸７、および撹拌用同転部材９は
一緒に回転する。前記回転力発生部材収容管２内を通過
した流動物質は次に撹拌部材収容管４内を流ハ、る、こ
のとき、流動物質は前記板状の撹拌用固定部材５の表面
に沿って流れる。、二の撹拌用固定部材５の表面は前述
のように管軸に沿って形成されているので、前記流動物
質は管軸に沿って流れる。ところが、この軸方向に２列
配置された攪拌用固定部材５と互い違いに２列配置され
た撹拌用回転部材９は前記管軸と垂直な方向に回転移動
する。このため、流動物質は上流側の撹拌用固定部材５
によって管軸に沿って流動し、次に前記２列の撹拌用回
転部材９の中の上流側の攪拌用回転部材９によって流動
方向に垂直な方向にかき混ぜられる。そし、て、次に下
流側の攪拌用固定部材５によって再び管軸に沿って流動
し、次に前記２列の撹拌用回転部材９の中の上流側の撹
拌用回転部材９によって再び流動方向に垂直な方向にか
き混ぜられる。このようにして流動物質は撹拌部材収容
管４内において撹拌混合される。

次に、第４，５図により、本発明の受動混合機の第２実
施例を説明する。

第４図において、受動混合＃ｉ１は、内側に流路が形成
された混合用部材収容管１０を備えている。

この混合用部材収容管１０の上流端（第４図中、右端）
および下流端（第４図中、左ｊｌ）にはそれぞれ他の管
との接続用フランジ１０眞、１０ｂが設けられている。

また、前記混合用部材収容管１０の上ｆｔ１１１端部お
よび下流側端部には前記第１実施例と同様の軸受３およ
び６が配設されている。

前記軸受３および６によって回転軸７が回転自在に支持
されている。この回転軸７には軸方向中央部に回転力発
生部材１１が固定されている１回転力発生部材１１は、
前記回転軸７に結合された数枚のねじれ板１１λから構
成されている。前記すじれ板１１＆は、その固定軸７と
の結合部が固定軸７の軸に沿う一直線上に在り、ねじれ
板１１ムの外周側縁は上流端と下流端で約４５度ねじれ
ている。そして、上流側から流動物質が移送されてきた
場合１回転力発生部材１１は矢印Ａ方向の回転力が発生
するように構成されている。また、前記回転軸７にはそ
の上流側および下流ｍ部分にはそれぞれ、流路内壁に向
かって放射状に延びる４枚の曲板（第５図参照）１２＆
によって構成される撹拌用回転部材１２が支持されてい
る。

次に、前述の構成を備えた本発明の受動混合機の第２実
施例の作用を説明する。

第４図の上１１１１１１（第４図中、右側）から移送さ
れる流動物質が前記混合用部材収容管１０内を流れると
き、回転力発生部材１１には回転力が発生する。このと
き、回転力発生部材１１、回転軸７、および撹拌用回転
部材１２は一緒に回転する。

このとき、前記上流側から移送される流動物質は、先ず
、上流側の撹拌用回転部材１２によって撹拌混合され、
その後で、下流側の撹拌用回転部材１２によってさらに
撹拌混合される。

次に、第６．７図により、本発明の受動混合機の第３実
施例を説明する。

第６図において、受動混合機１は、内側に流路が形成さ
れた混合用部材収容管１３を備えている。

この混合用部材収容管１３の上流側端部および下流側端
部には前記第１実施例と同様の軸受３および６が配設さ
れている。

前記軸受３および６によって回転自在に支持された回転
軸７には上流側部分に前記第２実施例と同様のねじれ板
１１＆を備えた回転力発生部材１１が固定支持されてい
る。そして、上流側から流動−質が移送されてきた場合
、回転力発生部材１１は矢印Ａ方向の回転力が発生する
ように構成されている。また、回転軸７の下流側部分に
は８枚のねじれ板１４ａを備えた撹拌用回転部材１４が
固定支持されている。前記ねじれ板１４＆は、その固定
軸７との結合部が固定軸７の軸に沿う一直線上に在り、
ねじれ板１４＆の外周側縁は上流端と下流端で約４０度
ねじれている。そして、このねじれ板１４ａのねじれの
方向は、前記回転力発生部材１１のねじれ板１１＆のね
じれの方向とは逆になっている。

次に、前述の構成を備えた本発明の受動混合機の第３実
施例の作用を説明する。

第６図の上流側から移送される流動物質が前記混合用部
材収容管１３内を流れるとき、回転力発生部材１１、回
転軸７、および撹拌用回転部材１４は一緒に回転する。

このとき、前記上流側から移送される流動物質は、前記
撹拌用回転部材１４によって撹拌混合される。

次に、第８．９図により、本発明の前記第１実施例の受
動混合機の使用例について説明する。

第８図は、濃厚な糖液、水、濃縮果汁等を使って飲料を
製造する工場において、糖液を水で希釈する工程に前記
第１実施例の受動混合機１を組み込んだ製造ラインの構
成説明図である。

第８図において、糖液タンク２１から定量ポンプ２２　
（ＲＭ４ＶＴ、中村金属工業社製）で排出された糖度７
０度の糖液と、水タンク２３から定量ポンプ２４（前記
定量ポンプ２２と同一のポンプ）で排出された水とが、
合流点２５において−定容量比（１４）で合流し、本発
明の受動混合ｓｉで混合される。受動混合機１で撹拌混
合された液体〈すなわち、流動物質）は、混合比を連続
的にチエツクするためのオンライン糖度計（ＰＲＭ−１
００，アタゴ社製）２６を通って次の工程へ移送される
。前記合流点２５から糖度計２６までの管路の長さは前
記受動混合機１を含めて約４００鳳である。そして、そ
の管路の内径は１インチ（２，５４ｅ■）である。また
、前記受動混合機１は長さ２５ｅ腸、内径１インチ（２
，５４Ｃ璽）である。

この装置を用い、連続運転を行いながら糖度計２６の出
力をレコーダ２７　（３０５７，横河電気社製）で記録
した結果が第９図に示されている８運転当初は、糖液お
よび水の流量をそれぞれ１００リツトル／時、４００リ
ツトル／時で運転し、３０分経過後にそれぞれ５０リッ
トル／時、２００リツトル／時で運転しているが、第９
図において糖度の変動は認められず２混合が安定且つ完
全に行われていることが分かる。

以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明は、前記実
施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載
された本発明の要旨の範囲内で種々の設計変更を行うこ
とが可能である。

たとえば、前記第６．７図に示した第３実施例において
、撹拌用回転部材１４のねじれ板１４ａのねじれの方向
は、前記回転力発生部材１１のねじれ板１１＆のねじれ
の方向と逆にする代わりに、同じにすることも可能であ
り、また、撹拌用回転部材１４を複数配置することも可
能である。そして、撹拌用回転部材１４は、前記回転力
発生部材１１の上流側に配置することも可能である。

Ｃ１発明の効果 前述の本発明は外部駆動機構を利用することなく、攪拌
用回転部材によって流動物質を能動的に撹拌することが
できる。したがって、本発明は２次の効果を奏する。

〈１）スタティックミキサに比べて低流速でも混合効果
が良いので、広い範囲の流速に対応することができる。

（２）　　スタティックミキサに比べて、比重差の大き
い２以上の物体であっても混合が容易且つ均一である。

（３）スタティックミキサに比べて固形物を含んだ物体
でも混合効果が良く５詰まりも生じ離い。

（４）外部駆動撹拌機に比べて外部駆動機構が不要であ
り、構造が簡単である。

（５）外部駆動撹拌機に比べて軸封部分がなく２外部と
完全に密封状態で使用できるため、汚染等の虞がない。

〈６）可動部が多いため、自動洗浄により効果的に洗浄
を実施できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の受動混合機の第１実施例の横断面図、
第２図は第１図の２−２線断面図、第３図は第１図の３
−３線断面図、第４区は本発明の受動混合機の第２実施
例の横断面図、第５図は第４図の５−５線断面図、第６
図は本発明の受動混合機の第３実施例の横断面図、第７
図は第６図の７−７線断面図、第８図は前記第１〜３図
に示した受動混合機が組み込まれた糖液を水で希釈する
製造ラインの説明図、第９図は糖液と水が第８図の製造
ラインの受動混合機で混合された後の計測糖度の経時的
と録である。 符号の説明 １・・・受動混合機、５・・・撹拌用固定部材、７・・
・回転軸、８・・・回転力発生部材、９．１２．１４・
・撹拌用回転部材、 特許出願人　　　森永乳業株式会社 代理人　弁理士　　　１）中　　隆　秀外 外１名 第６ 図 第７図 第８図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）流動物質が移送される流路内に回転自在に支持さ
   れた回転軸に、その回転軸と一緒に回転する回転力発生
   部材および撹拌用回転部材が支持され、前記回転力発生
   部材は前記移送される流動物質によって回転力が発生す
   る形状とされた受動混合機。
2. （２）前記流路内壁に流路の中心方向に延びる攪拌用固
   定部材が支持され、前記撹拌用固定部材と前記撹拌用回
   転部材とは、前記回転軸の軸方向に隣接して配置された
   請求項１記載の受動混合機。