TWI569869B - 攪拌容器及攪拌裝置 - Google Patents

Description

攪拌容器及攪拌裝置

本發明係關於一種容器及應用該容器的裝置，特別是用於攪拌物質的一種攪拌容器，及應用該攪拌容器的攪拌裝置。

現有的攪拌容器及攪拌裝置中，有應用於固態、液態或氣態物質的攪拌，其中液態及氣態物質的粒子自由度較大，在許多情況下即使不施加外力也能自行混合，甚至僅給予單一方向的攪拌也能因為對流而達到充份的混合，因此應用於液態或氣態之流體物質設計上相對地較容易。

與氣液態或氣態物質相比，固態物質的攪拌需要克服的最大問題即是：如何使固態物質充份混合或移動？

由於固態物質的顆粒不受外力時不會移動，因此攪拌時往往只有鄰近攪拌片的顆粒才會受到攪拌片的帶動進行攪拌，造成固態物質需要相當長的時間才能充份混合。若為了縮短攪拌時間而提高攪拌片的速率，必須衝量顆粒受到攪拌片的推力及其他顆粒所施加的壓力，以避免顆粒受到破壞，因此攪拌的速率仍有其限制。

為了減少攪拌時間，現有的攪拌容器或攪拌裝置多設計成具有較大的容納空間及較大的攪拌片，以同時能對更多顆粒進行攪拌。然而，較大的容納空間即代表容器與攪拌片間有較大的間隙，使得更多的顆粒遺 漏於間隙裡而不受攪拌片的攪拌，造成固態物質仍難以充份獲得攪拌。另一方面，較大的攪拌片可能使得顆粒只能依攪拌的單一方向運動，甚至使所有的顆粒同時受攪拌片帶動，反而失去攪拌的效果。

有鑑於此，提供一種更佳的改善方案，乃為此業界待解決的問題。

本發明之一目的在於提供一種攪拌容器，用於容納並攪拌一固態物質，且其能充分地攪拌或移動該物質。

為達上述目的，該攪拌容器包含一桶體及複數個攪拌片。桶體定義一內緣面、一外緣面、一中央軸線、一第一開口及一第二開口，第一開口及第二開口分別位於中央軸線之兩端；攪拌片固定於桶體的內緣面，攪拌片自第一開口向第二開口延伸，且攪拌片的延伸方向相對於中央軸線為歪斜。

本發明之另一目的在於提供一種攪拌裝置，其能給予物質充份攪拌及移動。

為達上述目的，該攪拌裝置包含一如上述之攪拌容器、一支撐結構以及一轉動模組。支撐結構連接桶體的外緣面，以使攪拌容器為可旋轉者，支撐結構遮蔽該第二開口；轉動模組連接桶體的外緣面以轉動攪拌容器。

為讓上述目的、技術特徵及優點能更明顯易懂，下文係以較佳之實施例配合所附圖式進行詳細說明。

1‧‧‧攪拌裝置

10‧‧‧攪拌容器

11‧‧‧桶體

111‧‧‧內緣面

112‧‧‧外緣面

113‧‧‧中央軸線

114‧‧‧第一開口

115‧‧‧第二開口

116‧‧‧側開口

117‧‧‧側開口蓋

11x‧‧‧平面

11y‧‧‧平面

12‧‧‧攪拌片

12a‧‧‧第一側面

12b‧‧‧第二側面

13‧‧‧物質

14‧‧‧第一遮蓋

15‧‧‧第二遮蓋

20‧‧‧支撐結構

200‧‧‧滾輪

210‧‧‧第一支撐部

211‧‧‧送料桶

212‧‧‧送料開口

213‧‧‧進料開口

214‧‧‧進料蓋

215‧‧‧出料開口

216‧‧‧出料蓋

220‧‧‧第二支撐部

221‧‧‧透明蓋板

30‧‧‧轉動模組

310‧‧‧齒輪組

320‧‧‧致動器

40‧‧‧加熱器

50‧‧‧扇葉

D1‧‧‧第一方向

D2‧‧‧轉動方向

第1圖為本發明之第一實施例之攪拌容器之後視圖。

第2圖為本發明之第一實施例之攪拌容器之立體圖(桶體以假想線繪製)。

第3A圖為本發明之第一實施例之攪拌容器之側視圖(桶體以假想線繪製)。

第3B圖為本發明之第二實施例之攪拌容器之側視圖。

第4圖為本發明之第五實施例之攪拌裝置之立體組合圖。

第5圖為本發明之第五實施例之攪拌裝置之另一視角之立體組合圖。

第6圖為本發明之第五實施例之攪拌裝置之立體分解圖。

第7圖為本發明之第五實施例之攪拌裝置之側視圖。

第8圖為本發明之第六實施例之攪拌裝置之側視圖。

首先請參考第1圖至第3A圖，第1-3A圖分別為本發明之第一實施例之攪拌容器之後視圖、立體圖及側視圖。於第一實施例中，本發明提出一種容器，特別是用於攪拌一物質13(如第3A圖所示)的一種攪拌容器10，該物質13可為固態物質，且該物質13可為多種成份組成(如五穀米、不同品種的咖啡豆)之物質或由不同狀態下的單一成份(如單一品種之咖啡豆)所組成之物質。

攪拌容器10可包含一桶體11及複數個攪拌片12，桶體11可被設置成中空桶狀而可容納物質13的一殼體，因此當桶體11及該等攪拌片12連動旋轉時即可對物質13進行攪拌。

桶體11可定義一內緣面111、一外緣面112、一中央軸線113、一第一開口114及一第二開口115，中央軸線113貫穿該桶體11，且第一開口 114及第二開口115分別位於該中央軸線113之兩端。此外，桶體11可為一截錐狀桶體或柱狀桶體，且第一開口114不大於該第二開口115；本實施例中，桶體為11大致為一截錐狀桶體，而第一開口114小於第二開口115。

所謂截錐狀桶體係指一錐體被兩相隔之平面所截斷，而該錐體位於該兩平面間之部分即為截錐狀桶體。換言之，該截錐狀桶體之側面、頂面及底面即分別為前述桶體11的外緣面112、第一開口114及第二開口115。該外緣面112可為一與中央軸線113不平行之線段，繞中央軸線113一周所形成的一曲面，而該線段較接近中央軸線113的一端繞中央軸線113一周即為第一開口114，該線段較遠離中央軸線113的一端繞中央軸線113一周即為第二開口115。其中該線段可不限於一直線線段，亦可為一曲線線段。

攪拌容器10還定義有一第一方向D1及一轉動方向D2，第一方向D1為一平行於中央軸線113且自第一開口114往第二開口115移動的方向，轉動方向D2即為攪拌容器10於運作時桶體11以中央軸線113為轉軸時的旋轉方向，可為順時針或逆時針方向。

複數個攪拌片12固定於桶體11之內緣面111上，固定的方法可為焊接、鉚接或以螺絲或黏膠固定等。該等攪拌片12以一延伸方向延伸，該延伸方向大約沿第一方向D1但偏往轉動方向D2，因此各該攪拌片12的延伸方向相對於中央軸線113為歪斜。所謂的歪斜，係指各該攪拌片12的延伸方向不平行於中央軸線113，且延伸方向與中央軸線113也不會相交。

更進一步而言，攪拌片12具有一第一側面12a及一第二側面12b，其中第一側面12a較接近第一開口114，且第二側面12b較接近第二開口115；第一側面12a還可選擇地伸出於第一開口外。

桶體11內的容置空間對應於攪拌片12之數目可定義出相等數量的複數個空間(本實施的攪拌片12的數目為四個，故空間的數目即為四個)，而每個空間之容積相同；較佳地，該等攪拌片12的第一側面12a分別容納於該等空間的其中一個，而該等攪拌片12的第二側面12b分別容納於該等空間的另一個；該等攪拌片12自第一側面12a沿著桶體11的轉動方向D2延伸至第二側面12b時，即可形成一種歪斜態樣。

該四個空間的進一步說明為如下：桶體11內可被定義出互相垂直的兩假想的平面11x及11y(平面的數目對應於攪拌片12的數目的一半)，且兩平面11x及11y之一交線與中央軸線113重合；該兩平面11x及11y可將桶體11內的容置空間切割成四個部分，該四個部分即為上述的四個空間。

接下來說明攪拌片12之構造。攪拌片12可被設置成能承載物質13之外形，於本實施例中，攪拌片12可為一弧形板，也就是，攪拌片12的第一側面12a、第二側面12b及第一側面12a及第二側面12b之間的截面皆為一碗形或新月形。較佳地，第一側面12a之一曲率半徑可不大於第二側面12b之一曲率半徑，而於本實施例中第一側面12a之曲率半徑可小第二側面12b之曲率半徑，以使攪拌片12在第二開口115處可容納較多的物質13。

接下來說明攪拌容器10的攪拌方法。桶體11內裝載物質13後，桶體11即以中央軸線113為轉軸進行旋轉；由於桶體11係截錐狀桶體，當桶體11的轉軸(中央軸線113)與地面平行時，第二開口115之最低點會低於第一開口114的最低點；因此，桶體11轉動的同時，物質13受重力的影響下便會從第一開口114處往第二開口115處移動。

接著，物質13會移動至攪拌片12上，並隨著攪拌片12轉動而上移。由於攪拌片12相對於中央軸線113為歪斜，攪拌片12旋轉至一特定位置時(即第二側面12b高於第一側面12a之位置時)，攪拌片12上的物質13因為重力而從鄰近第二側面12b處移動至鄰近第一側面12a處，回到了第一開口114處。

藉此，隨著桶體11的轉動，物質13可重複著「從第一開口114處下落至第二開口115，然後被攪拌片12抬升而移回第一開口114」之動作，使得物質13可不斷地在桶體11水平及垂直地移動，達到被充分攪拌之目的。

接著請參考第3B圖，第3B圖為本發明之第二實施例之攪拌容器之側視圖。第二實施例具有與第一實施例相似的技術特徵，而差異在於：攪拌容器10更可具有一第一遮蓋14或一第二遮蓋15，第一遮蓋14設置於該第一開口14處，以可選擇地遮蔽第一開口114，第二遮蓋15設置於第二開口15處，以可選擇地遮蔽第二開口115。藉由第一遮蓋14或第二遮蓋15的設置，可以避免物質13從第一開口114或第二開口115掉出。第一遮蓋14或第二遮蓋15可與桶體11為一體成型，或是以外加方式固定於桶體11上。

第二實施例與第一實施例的另一差異在於：攪拌容器10之桶體11更可具有一側開口116。側開口116位於外緣面112，並連通至桶體11的內部，且可位於第一開口114及第二開口115之間。物質13可經由側開口116放入攪拌容器10或經由側開口116自攪拌容器10取出。而為避免在攪拌時物質13由側開口116掉出，攪拌容器10之桶體11更可具有一側開口蓋117，側開口蓋117可選擇地遮蔽側開口116。

本發明之攪拌容器可有一第三實施例，其具有與第一實施例 或第二實施例相似的技術特徵，而差異僅在於：桶體11為一柱狀桶體，也就是桶體11的第一開口114之口徑等於第二開口115之口徑。

為使運作時攪拌容器10內的物質13能受重力而往第一方向D1運動，桶體11被放置成中央軸線113不平行於水平面，以使第一開口114高於第二開口115。如此，桶體11轉動時，位於內緣面111的物質13受重力的影響下便會往第二開口115集中，而位於攪拌片12上的物質13仍會受重力的影響而往第一開口114移動。

本發明創作之攪拌容器尚有一第四實施例，其具有與第一實施例、第二實施例或第三實施例相似的技術特徵，而差異僅在於：該等攪拌片12可為一平板，也就是攪拌片12的第一側面12a、第二側面12b及第一側面12a及第二側面12b之間的截面皆為一矩形，而第一側面12a可不寬於該第二側面12b。

綜合上述，無論是第一實施例、第二實施例、第三實施例或第四實施例，攪拌容器10不僅可使受攪拌的物質13垂直翻動，還可於第一開口114與第二開口115間往復水平運動，增加翻動機會而達到更好的物質混合效果。除了能使物質13混合外，攪拌容器10還可配合其他裝置來對物質13進行各種處理，例如後述的加熱處理；換言之，攪拌容器10的功用並不限於混合物質。

本發明更提供一種攪拌裝置，可參考第4-6圖，第4-6圖為本發明之第五實施例之攪拌裝置之立體組合圖、另一立體組合圖及一立體分解圖。

攪拌裝置1可包含一攪拌容器10、一支撐結構20及一轉動模 組30。攪拌容器10可為前述實施例的攪拌容器，而支撐結構20連接攪拌容器10的桶體11的外緣面112，以使攪拌容器10可沿著中央軸線113來旋轉，且支撐結構20還可遮蔽第二開口115(如第7圖所示)。

支撐結構20較佳地是在桶體11的第一開口114處及第二開口115處支撐桶體11，因此支撐結構20包含一第一支撐部210及一第二支撐部220，而第一支撐部210位於第一開口114處，第二支撐部220位於第二開口115處。第一支撐部210及第二支撐部220可決定第一開口114及第二開口115的高度，以使中央軸線113與水平面平行或不平行。為使桶體11轉動，第一支撐部210及第二支撐部220的支撐方式可以是複數個滾輪200承載桶體11，亦可以是一軸承(圖未繪示)承載桶體11。

轉動模組30連接桶體10的外緣面112，以轉動攪拌容器10。轉動模組30可具有一齒輪組310及一致動器320，齒輪組310可連接致動器320及桶體11的外緣面112。具體而言，齒輪組310可具有一環形正齒輪及一正齒輪，環形正齒輪與外緣面112相固定，而正齒輪與致動器320相固定；致動器320可產生一扭矩，該扭矩藉由與致動器320相連的齒輪組310傳遞至桶體11而帶動桶體11旋轉。

第一支撐部210可包含一送料桶211，使物質13(如第3A圖所示)可透過送料桶211放入桶體11或自桶體11移出。送料桶211具有一送料開口212，送料開口212連接第一開口114，以使送料桶211之一內部空間與桶體11之一內部空間相通。送料開口212之最低點可高於第一開口114的最低點、且送料桶211的內緣面具有一斜面，因此當物質13被使用者放入送料桶211時，物質13即受重力的影響而滑入桶體11內。攪拌容器10的攪拌片12可 伸入至送料桶211中，即攪拌片12的第一側面12a可位於送料桶211中。

為方便讓使用者將物質13放入桶體11，送料桶211更具有一進料開口213，進料開口213的一開口方向與送料開口212的一開口方向可為平行或相交錯。若進料開口213的開口方向與送料開口212的開口方向為平行(即進料開口213為向後開放)，可讓使用者易於將物質13透過進料開口213放入或移出桶體11。若進料開口213的一開口方向與送料開口212的一開口方向相交錯(如進料開口213為向上開放)，則可避免物質13於操作時由進料開口213掉出。

此外，送料桶211更可具有一進料蓋214，進料蓋214設置於進料開口213處，用以可選擇地遮蔽進料開口213。當進料蓋214遮蔽進料開口213時，即可防止物質13由進料開口213掉出，或是防止其他物體(例如灰塵、蚊蟲等)由進料開口213進入桶體11中。

為方便將物質13在攪拌完後自桶體11移出，送料桶211更可具有一出料開口215及出料蓋216，出料開口215的一開口方向與送料開口212的一開口方向相交錯，且較佳地出料開口215為向下開放。而出料蓋216設置於出料開口215處，用以可選擇地遮蔽該出料開口215。

接著說明配合送料桶211的攪拌裝置1的操作方式。請參閱第3A圖及第4圖，首先，物質13先放置於送料桶211中，然後藉由重力移動至攪拌容器10的桶體11的第二開口115處；接著，桶體11被轉動模組30驅動而旋轉，使得物質13被攪拌片12抬升而移回至送料桶211中(因為攪拌片12的第一側面12a位於送料桶211中)；物質13會重複著上兩動作，直到達到所需的攪拌狀態或處理狀態。

當物質13達到所需的攪拌或處理狀態後，使用者可將出料蓋216打開而不遮蔽出料開口215；由於出料開口215的開口方向朝向下方，物質13掉回至送料桶211中物質13即自動地從出料開口215掉出。藉此，使用者只要在出料開口215下方放置另一容器，即可輕易地收集物質13。

請參照第7圖，第7圖為本發明之第四實施之攪拌裝置例之側視圖。第二支撐部220可具有一透明蓋板221，以可選擇地遮蔽第二開口115；因此，透明蓋板221的功用類似於桶體11的第二遮蓋15，故兩者可選擇一者來使用。攪拌裝置1運作時，除了能利用一程式(圖未繪示)控制攪拌(如預先設定轉速或攪拌時間等參數)外，使用者可透過透明蓋板221來觀察物質13的攪拌情況而自行調整轉速或攪拌時間等參數，用以自行控制攪拌的進行。

請繼續參照第7圖，攪拌裝置1更可包含一加熱器40，加熱器40與支撐結構20相固定，且加熱器40伸入於桶體11內，用以對桶體11或桶體11內的物質13加熱。如此，物質13可在攪拌的同時被加熱，使得物質13可被均勻地加熱。若以咖啡豆為物質13的例示，咖啡豆被如此邊攪拌邊加熱時，每一顆咖啡豆的加熱量可相當，藉此得到均勻烘焙的咖啡豆。加熱器40可為利用輻射傳遞熱能的一管狀或一平板狀加熱器，如陶瓷加熱器或石英加熱器等。

接著請參考第5圖至第7圖。當加熱器40對物質13加熱時，桶體11的外緣面112的高溫可能會造成使用者誤觸而燙傷。為改善此問題，攪拌裝置1更可包含複數個扇葉50，以降低外緣面112的溫度。具體而言，該等扇葉50固定於桶體11的外緣面112上，當攪拌容器10於轉動時，該等扇葉 50亦隨攪拌容器10轉動，使空氣於外緣面112對流，以降低外緣面112的溫度。

請參考第8圖，第8圖為本發明之第六實施例之攪拌裝置之側視圖。第六實施例具有與第五實施例相似之技術特徵，而差異在於：加熱器40設置於桶體11外，以對桶體11的外緣面112加熱；較佳地，加熱器40可為一火焰產生器，然後設置於桶體11的下方。加熱器40所產生的熱能可透過桶體11的外緣面112及內緣面111傳遞至物質13。

綜上所述，本發明的攪拌裝置可使物質垂直及水平翻動，達到充分混合或翻動物質的目的。此外，本發明的攪拌裝置還可在物質翻動的同時對物質加熱(或為其他處理)，使得物質可均勻受熱而維持加熱的品質。

上述之實施例僅用來例舉本創作之實施態樣，以及闡釋本創作之技術特徵，並非用來限制本創作之保護範疇。任何熟悉此技術者可輕易完成之改變或均等性之安排均屬於本創作所主張之範圍，本創作之權利保護範圍應以申請專利範圍為準。

1‧‧‧攪拌裝置

10‧‧‧攪拌容器

20‧‧‧支撐結構

200‧‧‧滾輪

210‧‧‧第一支撐部

211‧‧‧送料桶

213‧‧‧進料開口

214‧‧‧進料蓋

215‧‧‧出料開口

216‧‧‧出料蓋

220‧‧‧第二支撐部

30‧‧‧轉動模組

310‧‧‧齒輪組

320‧‧‧致動器

50‧‧‧扇葉

Claims (20)

1. 一種攪拌容器，用以容納並攪拌一固態物質，包含：一桶體，定義一內緣面、一外緣面、一中央軸線、一第一開口及一第二開口，該第一開口及該第二開口分別位於該中央軸線之兩端；以及複數個攪拌片，固定於該內緣面，該等攪拌片自該第一開口朝向該第二開口延伸，各該等攪拌片的一延伸方向相對於該中央軸線為歪斜；其中，各該等攪拌片沿一第一方向但偏往一轉動方向延伸，且該第二開口之一最低點低於該第一開口之一最低點，以使該固態物質隨著該桶體轉動而在該第一開口與該第二開口之間往復移動。
2. 如請求項1所述之攪拌容器，其中該桶體為一截錐狀桶體或柱狀桶體，而該第一開口不大於該第二開口。
3. 如請求項1所述之攪拌容器，其中該等攪拌片為一弧形板。
4. 如請求項3所述之攪拌容器，其中各該攪拌片具有一第一側面及一第二側面，該第一側面較接近該第一開口，而該第二側面較接近該第二開口，該第一側面之一曲率半徑係不大於該第二側面之一曲率半徑。
5. 如請求項1所述之攪拌容器，其中該等攪拌片各為一平板。
6. 如請求項5所述之攪拌容器，其中各該攪拌片具有一第一側面及一第二側面，該第一側面較接近該第一開口，而該第二側面較接近該第二開口，該第一側面係不寬於該第二側面。
7. 如請求項1所述之攪拌容器，更包含一第一遮蓋，該第一遮蓋設置於該第一開口處，以遮蔽該第一開口。
8. 如請求項1所述之攪拌容器，更包含一第二遮蓋，該第二遮蓋設置於該第 二開口處，以遮蔽該第二開口。
9. 如請求項1所述之攪拌容器，其中該桶體更具有一側開口及一側開口蓋，該側開口位於該外緣面，該側開口蓋可選擇地遮蔽該側開口。
10. 一種攪拌裝置，包含：如請求項1至9任一項所述的攪拌容器；一支撐結構，連接該攪拌容器的該桶體的該外緣面，以使該攪拌容器為可旋轉者，該支撐結構並遮蔽該第二開口；以及一轉動模組，連接該桶體的該外緣面，以轉動該攪拌容器。
11. 如請求項10所述之攪拌裝置，其中該支撐結構包含一第一支撐部及一第二支撐部，該第一支撐部位於該第一開口處，該第二支撐部位於該第二開口處。
12. 如請求項11所述之攪拌裝置，其中該第一支撐部包含一送料桶，該送料桶具有一送料開口，該送料開口連接該第一開口，以使該送料桶之一內部空間與該桶體之一內部空間相通。
13. 如請求項12所述之攪拌裝置，其中該送料桶更具有一進料開口，該進料開口的一開口方向與該送料開口的一開口方向平行或相交錯。
14. 如請求項13所述之攪拌裝置，其中該送料桶更具有一進料蓋，該進料蓋設置於該進料開口處，以可選擇地遮蔽該進料開口。
15. 如請求項13所述之攪拌裝置，其中該送料桶更具有一出料開口及一出料蓋，該出料開口的一開口方向與該送料開口的一開口方向相交錯，該出料蓋設置於該出料開口處，以可選擇地遮蔽該出料開口。
16. 如請求項11所述之攪拌裝置，其中該第二支撐部具有一透明蓋板，該透 明蓋板遮蔽該第二開口。
17. 如請求項10所述之攪拌裝置，更包含一加熱器，該加熱器與該支撐結構相固定，且該加熱器伸入於該桶體內。
18. 如請求項10所述之攪拌裝置，更包含一加熱器，該加熱器設置於該桶體外，以對該桶體的該外緣面加熱。
19. 如請求項10所述之攪拌裝置，更包含複數個扇葉，該等扇葉固定於該桶體的該外緣面上。
20. 如請求項10所述之攪拌裝置，其中該轉動模組具有一齒輪組及一致動器，該齒輪組連接該致動器及該桶體的外緣面。