JPH06285347A - 攪拌装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 第１の攪拌翼と第２の攪拌翼とを同心状に設
けた攪拌装置において、小さな出力の１台の動力装置で
攪拌初期の最大負荷に対応できる攪拌装置を提供する。 【構成】 第１の攪拌翼６と第２の攪拌翼１２とを同心
状に配置した攪拌装置において、第１の攪拌翼６を保持
するとともに動力装置４に連結された駆動軸３と、駆動
軸３に設けた第１歯車７と、第２の攪拌翼１２に連結さ
れた第２歯車８と、第１歯車７と第２歯車８の中間に配
置された第３歯車１３とを備え、第１歯車７の駆動力が
第３歯車１３を介して第２歯車８に伝達されると共に第
３歯車１３が自転公転することができるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は攪拌装置に係り、特に同
心状に配置された内翼と外翼とを備えた攪拌装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に、各種の製造工程において、槽内
の複数の物質を均一に混合させるために攪拌が行われて
おり、この攪拌を効率的に行うため攪拌装置が使用され
ている。たとえば、醸造工程において穀物の液化糖化を
行うには、穀物に水と酵素を加えて攪拌しながら温度調
節して反応を行わせる。この場合、好適な攪拌装置とし
て同心状に第１の攪拌翼（例えば内翼）と第２の攪拌翼
（例えば外翼）とを設け、これら第１の攪拌翼と第２の
攪拌翼とを駆動する方式が知られている。そして、これ
ら第１の攪拌翼及び第２の攪拌翼の駆動は、１台の動力
装置で駆動する場合と、２台の動力装置で個別に駆動す
る場合とがある。

【０００３】

【発明が解決しようとする問題点】しかしながら、１台
の動力装置で第１の攪拌翼と第２の攪拌翼の両方を駆動
する場合、攪拌初期の最大負荷に対応するため、大きな
出力の動力装置を必要とするという問題点があった。一
方、第１の攪拌翼と第２の攪拌翼をそれぞれ別の小さな
動力装置で駆動するようにして、攪拌初期は第１の攪拌
翼のみを駆動し、内容物が流動を始めてから第２の攪拌
翼を駆動する場合には、２台の動力装置を必要とすると
いう問題点があった。本発明は上述の事情に鑑みなされ
たもので、その目的とする処は、第１の攪拌翼と第２の
攪拌翼とを同心状に設けた攪拌装置において、小さな出
力の１台の動力装置で攪拌初期の最大負荷に対応できる
攪拌装置を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】前述した目的を達成する
ために、本発明の攪拌装置は第１の攪拌翼と第２の攪拌
翼とを同心状に配置した攪拌装置において、前記第１の
攪拌翼を保持するとともに動力装置に連結された駆動軸
と、前記駆動軸に設けた第１歯車と、前記第２の攪拌翼
に連結された第２歯車と、前記第１歯車と前記第２歯車
の中間に配置された第３歯車とを備え、前記第１歯車の
駆動力が前記第３歯車を介して前記第２歯車に伝達され
ると共に前記第３歯車が自転公転できることを特徴とす
るものである。

【０００５】

【作用】前述した構成からなる本発明によれば、第１の
攪拌翼（例えば内翼）を有する駆動軸に動力装置を設け
て第１の攪拌翼及び第２の攪拌翼を駆動しようとする場
合、攪拌初期の最大負荷では、駆動軸の回転に伴ない第
１の攪拌翼は回転するが、第３歯車が自転公転し空転す
るため、第１歯車の駆動力は第２歯車に伝達されず、第
２の攪拌翼は停止したままである。第１の攪拌翼の回転
により槽内の内容物が流動を開始すると、攪拌負荷が減
少してくるため、第３歯車の空転の度合は小さくなり、
第１歯車の駆動力は第３歯車を介して第２歯車に伝達さ
れるようになり、第２の攪拌翼も回転を始める。槽内の
内容物の流動が更に活発化してくると攪拌負荷が更に減
少し、第３歯車の空転の度合は更に減少し、第２の攪拌
翼は徐々に増速され、槽内の内容物が均質化してくる
と、遂には第３歯車は全く自転公転を停止し、第３歯車
は第１歯車と第２歯車とを一体に連結し、第１の攪拌翼
と第２の攪拌翼とは一体に回転する。

【０００６】

【実施例】以下、本発明に係る攪拌装置の一実施例を図
１乃至図４を参照して説明する。図１は本発明に係る攪
拌装置を示す断面図である。同図において、符号１は、
例えば穀物，水，酵素等からなる内容物を混合するため
の混合槽であり、混合槽１の下部外周部には温度調節用
のジャケット２が設置されている。混合槽１内には駆動
軸３が配設されており、この駆動軸３はプーリ２５及び
ベルト２６を介して動力装置４に連結されるとともに軸
受装置５によって回転可能に支持されている。

【０００７】前記駆動軸３には、第１の攪拌翼を構成す
る内翼６が固定されるとともに外歯歯車である第１歯車
７が固定されている。第１歯車７の外方には、図２及び
図３に示されるように第１歯車７と同心状に内歯歯車か
らなる第２歯車８が配設されている。第２歯車８は、図
２に示されるように上下一対のケーシング９，１０によ
って保持されており、このケーシング９，１０と前記駆
動軸３との間にはベアリング１１，１１が介装されてい
る。前記第２歯車８には、第２の攪拌翼を構成する外翼
１２が固定されている（図１参照）。

【０００８】また、第１歯車７と第２歯車８の中間に
は、図２及び図３に示されるように第１歯車７及び第２
歯車８にそれぞれ噛み合う外歯歯車からなる複数の第３
歯車１３が配置されている。そして、第３歯車１３と前
記ケーシング９，１０の間には摩擦係数の低い材料から
なる摺動プレート１４，１５が介装されている。なお、
符号１６はケーシング９，１０と駆動軸３との間の間隙
をシールする軸封装置である。

【０００９】次に前述のように構成した攪拌装置の作用
を図１及び図４を参照して説明する。混合槽１内に穀
物，水，酵素等の内容物を充填した後に、この内容物を
攪拌装置によって攪拌混合する場合を例に挙げて説明す
る。動力装置４を駆動すると、駆動軸３が回転駆動され
る。これに伴ない駆動軸３に一体に設けられた内翼６は
回転駆動される。攪拌初期の最大負荷では、駆動軸３の
回転に伴ない内翼６は回転し、図４（ａ）の矢印Ａに示
されるように第１歯車７は駆動軸３と一体に回転する
が、第３歯車１３は自身の中心軸の回りに回転、即ち自
転（矢印Ｂ参照）するとともに第１歯車７の周囲を公転
（矢印Ｃ参照）し空転するため、第１歯車７の駆動力は
第２歯車８に伝達されず、外翼１２は停止したままであ
る。このとき、第３歯車１３は摺動プレート１４，１５
上を摺動する。内翼６の回転により混合槽１内の内容物
が流動を開始すると、攪拌負荷が減少してくるため、第
３歯車１３の空転の度合は小さくなり、第１歯車７の駆
動力は第３歯車１３を介して第２歯車８に伝達され、外
翼１２も回転を始める。このとき、ケーシング９，１０
も第２歯車８とともに回転する。

【００１０】混合槽１内の内容物の流動が更に活発化し
てくると、攪拌負荷が更に減少し、第３歯車１３の空転
の度合は更に減少し、外翼１２は徐々に増速され、遂に
は第３歯車１３は全く自転公転を停止し、第３歯車１３
は第１歯車７と第２歯車８とを一体に連結し、図４
（ｂ）の矢印Ａ及びＤに示されるように第１歯車７と第
２歯車８とは一体に回転し内翼６と外翼１２とは一体に
回転する。即ち、本実施例においては、攪拌初期の最大
負荷では内翼６のみ回転し、外翼１２は停止したままで
あり、内翼６の回転により混合槽１内の内容物が流動を
開始して、攪拌負荷が減少してくると、外翼１２も回転
を開始するため、大きな動力装置を必要としない。

【００１１】図５は本発明の攪拌装置の第２実施例を示
す断面図である。本実施例においては、駆動軸３に第１
の攪拌翼を構成する外翼１２が固定され、第２歯車８に
第２の攪拌翼を構成する内翼６が固定されている。即
ち、図１の実施例と、内翼６及び外翼１２の配置が逆で
あることが異なるのみで、その他の構成は図１に示す実
施例と全く同様である。本実施例においては、外翼１２
に駆動軸３が連結されているため、攪拌初期の最大負荷
は図１の実施例に比較して大きい可能性があるが、穀物
を液化糖化する際には、混合槽１の内周面に近い場所が
攪拌初期から攪拌終了まで常に攪拌可能であるため、内
容物の焦げ付き等の恐れがないので、適している。

【００１２】次に、本発明の攪拌装置の第３実施例を図
６を参照して説明する。動力装置（図示せず）に連結さ
れた駆動軸３には、第１の攪拌翼を構成する外翼１２が
固定されるとともにかさ歯車である第１歯車１７が固定
されている。第１歯車１７の対向した位置には、かさ歯
車からなる第２歯車１８が配設されている。第２歯車１
８には従動軸２２が固定されており、従動軸２２に第２
の攪拌翼を構成する内翼６が固定されている。また、第
１歯車１７と第２歯車１８の中間には、これら第１歯車
１７及び第２歯車１８にそれぞれ噛み合うかさ歯車から
なる一対の第３歯車２３が配置されている。

【００１３】前記第３歯車２３は左右一対のケーシング
１９，２０によって保持されており、このケーシング１
９，２０と前記駆動軸３及び従動軸２２との間にはベア
リング２１，２１が介装されている。なお、符号１６は
ケーシング１９，２０と駆動軸３及び従動軸２２との間
の間隙をシールする軸封装置である。

【００１４】次に前述のように構成した攪拌装置の作用
を説明する。図示しない動力装置を駆動すると、駆動軸
３が回転駆動される。これに伴ない駆動軸３に一体に設
けられた外翼１２は回転駆動される。攪拌初期の最大負
荷では、駆動軸３の回転に伴ない外翼１２は回転し、第
１歯車１７は駆動軸３と一体に回転するが、第３歯車２
３は自身の中心軸の回りに回転、即ち自転するとともに
第１歯車１７の周囲を公転し空転するため、第１歯車１
７の駆動力は第２歯車１８に伝達されず、内翼６は停止
したままである。外翼１２の回転により混合槽１内の内
容物が流動を開始すると、攪拌負荷が減少してくるた
め、第３歯車１３の空転の度合は小さくなり、第１歯車
１７の駆動力は第３歯車２３を介して第２歯車１８に伝
達され、内翼６も回転を始める。このとき、ケーシング
１９，２０も第３歯車２３とともに回転する。

【００１５】混合槽１内の内容物の流動が更に活発化し
てくると、攪拌負荷が更に減少し、第３歯車２３の空転
の度合は更に減少し、内翼１２は徐々に増速され、遂に
は第３歯車２３は全く自転公転を停止し、第３歯車２３
は第１歯車１７と第２歯車１８とを一体に連結し、内翼
６と外翼１２とは一体に回転する。

【００１６】次に、本発明の効果を試すために行った実
験結果を説明する。実験機の仕様は以下のとおりであ
る。 混合槽：内径３００mm，容量３５(l) 第１の攪拌翼（内翼）：内径１６０mm，外径２００mm，
厚み３mm 第２の攪拌翼（外翼）：内径２８０mm，外径２４０mm，
厚み３mm 第１歯車の歯数：３０ 第２歯車の歯数：６０ 第３歯
車の歯数：１５実験結果 本実験例は、２５゜Ｃの水３０(l)を混合槽に充填後、
第１の攪拌翼（内翼）と第２の攪拌翼（外翼）とを結合
した場合（１台の動力装置のみ有する従来の攪拌装置に
相当）と、第２の攪拌翼（外翼）を第１の攪拌翼（内
翼）に対してフリーにした場合（本発明の攪拌装置）と
の消費動力の比較例である。図７はその結果を示し、横
軸が時間（ｔ）、縦軸がモータの消費電流である。図７
（ａ），（ｃ）は攪拌翼結合（従来の攪拌装置）の結果
を、図７（ｂ），（ｄ）が攪拌翼フリー（本発明の攪拌
装置）の結果を示す。攪拌初期の動力は、本発明が従来
例の場合の１／２程度であることが判る。また、最大負
荷から定常負荷に至るまでの時間は本発明の方が長く、
滑かに第２の攪拌翼（外翼）が増速されていることがわ
かる。

【００１７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
攪拌初期の最大負荷では、第１の攪拌翼のみ回転させ、
攪拌が進行して攪拌負荷が減少した段階で第２の攪拌翼
を回転させることができるため、小さな出力の１台の動
力装置で攪拌初期の最大負荷に対応できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る攪拌装置の一実施例を示す断面図
である。

【図２】本発明に係る攪拌装置の要部拡大断面図であ
る。

【図３】図２のIII−III線断面図である。

【図４】本発明に係る攪拌装置の一実施例における動作
説明図である。

【図５】本発明に係る攪拌装置の第２実施例を示す断面
図である。

【図６】本発明に係る攪拌装置の第３実施例を示す要部
拡大断面図である。

【図７】本発明の攪拌装置と従来の攪拌装置の比較実験
例を示す図である。

【符号の簡単な説明】

１ 混合槽 ２ ジャケット ３ 駆動軸 ４ 動力装置 ５ 軸受装置 ６ 内翼 ７，１７ 第１歯車 ８，１８ 第２歯車 ９，１０；１９，２０ ケーシング １１，２１ ベアリング １２ 外翼 １３，２３ 第３歯車 １４，１５ 摺動プレート

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１の攪拌翼と第２の攪拌翼とを同心状
   に配置した攪拌装置において、前記第１の攪拌翼を保持
   するとともに動力装置に連結された駆動軸と、前記駆動
   軸に設けた第１歯車と、前記第２の攪拌翼に連結された
   第２歯車と、前記第１歯車と前記第２歯車の中間に配置
   された第３歯車とを備え、前記第１歯車の駆動力が前記
   第３歯車を介して前記第２歯車に伝達されると共に前記
   第３歯車が自転公転できることを特徴とする攪拌装置。
2. 【請求項２】 前記第１歯車及び第２歯車は外歯歯車か
   らなり、前記第３歯車は内歯歯車からなることを特徴と
   する請求項１記載のの攪拌装置。
3. 【請求項３】 前記第１歯車、第２歯車及び第３歯車は
   かさ歯車からなることを特徴とする請求項１記載の攪拌
   装置。