WO2011122370A1

WO2011122370A1 - 撹拌翼及び撹拌造粒装置

Info

Publication number: WO2011122370A1
Application number: PCT/JP2011/056549
Authority: WO
Inventors: 普恒八隅; 敬寺田; 岳郎安達; 義人西川
Original assignee: フロイント産業株式会社
Priority date: 2010-03-29
Filing date: 2011-03-18
Publication date: 2011-10-06
Also published as: JP2011206631A

Abstract

　撹拌翼３は、粉粒体の撹拌、造粒を行う撹拌造粒装置に設置され、センターコーン３１と、センターコーン３１の外周に放射状に配されたブレード３２とを有する。ブレード３２の先端部には、ブレード先端の角隅部を上方に折り曲げる形で曲折部４１が設けられている。曲折部４１の上端縁４８は、斜面部４０の後端縁４３から、上方に傾斜しつつ径方向外側に向かって延びている。ブレード３２の先端部にて、曲折部４１は上方に立ち上がっている。曲折部４１は、屈曲点Ｐ,Ｑを結んだ線分Ｍに沿って、ブレード先端を折り曲げて形成される。線分Ｍと斜面部４０の前端縁４５とが為す角度θ３は、１０°～８０°に設定される。

Description

撹拌翼及び撹拌造粒装置

　本発明は、粉粒体の撹拌、造粒等の処理を行う撹拌造粒装置に関し、特に、撹拌処理等の際に使用される撹拌翼の性能向上や重量低減に関する。

　従来より、医薬品や食品等の製造装置として、円筒形状の処理容器（ベッセル）内に回転羽根部材を配し、粉粒体の撹拌、造粒等の処理を行う撹拌造粒装置が知られている。例えば、特許文献１～３には、側面が直立又は傾斜した円筒容器内に、２～４翼の回転羽根（撹拌翼）を配した撹拌造粒装置が記載されている。撹拌造粒装置には、バインダー液等を供給するノズルや、団粒状の処理物を破砕するチョッパーなどが設けられている。撹拌造粒装置では、容器内の粉粒体に適宜バインダー液等を滴下又は噴霧しつつ、撹拌翼を回転させることより、粉粒体の撹拌、混合、造粒等の処理が実行される。

　このような撹拌造粒装置では、撹拌効率の向上や、処理時における処理容器側面への原料の付着を抑えるため、撹拌翼の形状に様々な工夫が施されている。例えば、特許文献１には、先端部を捻回状に曲折した回転羽根が示されている。また、特許文献２には、先端部を回転方向に屈曲させ、屈曲した先端部（傾斜部）に送気用のノズルを設けた撹拌羽根が記載されている。さらに、特許文献３には、先端部を基端部に対して回転方向に先行させた撹拌羽根が記載されている。
実公昭41-3596号公報実開昭56-137729号公報特許第3164600号公報

　一方、このような撹拌造粒装置では、撹拌効率の向上や原料付着の抑制と共に、撹拌翼のセッティングの容易さも、ユーザーにとっては大きな問題である。ところが、従来の撹拌翼は、それ自身の重量が大きく、大型の生産機では、撹拌翼の分割や、セッティングに際しウインチ等の設備が必要となる。従って、撹拌翼は、軽いほど作業が容易となる。特に、撹拌翼は、ブレード部分が片持ち状態で取り付けられているため、自重により羽根の先端が下がる傾向がある。そこで、羽根先端の下がりを抑えるべく、羽根の根元の部材幅や板厚を増す必要がある。このため、撹拌翼全体の重量が大きくなりがちであり、従来の撹拌翼は、必ずしも取り扱いが容易とは言えなかった。

　本発明の目的は、撹拌効率の向上や原料付着の抑制を図りつつ、より軽量で取り扱いが容易な撹拌翼を提供することにある。そして、撹拌造粒装置における作業効率の向上を図る。

　本発明の撹拌翼は、粉粒体の撹拌、造粒を行う撹拌造粒装置に設置され、回転駆動部材に接続されるセンターコーンと、前記センターコーンに放射状に取り付けられた複数個のブレードとを有してなる撹拌翼であって、前記ブレードは、前記センターコーンから径方向に向かって延設され回転方向に向かって下り勾配となった斜面部と、該ブレード先端部の回転方向後側の角隅部に設けられ前記斜面部から上方に向かって立ち上がる小翼部と、を有することを特徴とする。

　本発明にあっては、撹拌・造粒処理等の際に、小翼部によって、処理中の粉粒体が上方に持ち上げられ、中心側に誘導される。これにより、撹拌造粒装置の処理容器側壁に押し付けられる粉粒体が減少し、処理容器側壁への原料付着が抑えられる。

　前記撹拌翼において、前記小翼部と前記斜面部の背面との為す角度θ１を５°～８０°としても良い。また、前記斜面部が水平面に対して為す角度θ２を５°～６０°とし、且つ、前記角度θ２と前記角度θ１との和を９０°未満としても良い。さらに、前記ブレード先端部の回転方向前側に屈曲点Ｐ、前記斜面部の後端縁上に屈曲点Ｑをそれぞれ設定し、前記屈曲点Ｐと前記屈曲点Ｑを結んだ線分Ｍを境界として、前記斜面部の径方向外側に前記小翼部を形成し、前記線分Ｍと前記斜面部の前端縁との為す角度θ３を１０°～８０°としても良い。

　前記小翼部の上端縁を、前記斜面部の後端縁から、径方向外側に向かって上方に傾斜しつつ延びていても良い。また、前記小翼部として、前記角隅部を上方に折り曲げて形成した曲折部を設けても良い。さらに、前記小翼部を、前記ブレードの全長に対し、先端から１／３の範囲に形成するようにしても良い。

　一方、本発明の撹拌造粒装置は、粉粒体を収容する処理容器と、前記処理容器内に配置される撹拌翼とを備え、前記撹拌翼を回転駆動させることにより前記粉粒体の撹拌、造粒を行う撹拌造粒装置であって、前記ブレードは、前記センターコーンから径方向に向かって延設され回転方向に向かって下り勾配となった斜面部と、該ブレード先端部の回転方向後側の角隅部に設けられ、前記斜面部から上方に向かって立ち上がる小翼部と、を有することを特徴とする。

　本発明にあっては、撹拌・造粒処理等の際に、小翼部によって、処理中の粉粒体が上方に持ち上げられ、中心側に誘導される。これにより、処理容器側壁に押し付けられる粉粒体が減少し、処理容器側壁への原料付着が抑えられる。

　前記撹拌造粒装置において、前記小翼部の上端縁を、前記斜面部の後端縁から、径方向外側に向かって上方に傾斜しつつ延びていても良い。また、前記小翼部として、前記角隅部を上方に折り曲げて形成した曲折部を設けても良い。

　本発明の撹拌翼によれば、ブレードの先端部に、上方に向かって立ち上がる小翼部を設けたので、撹拌・造粒処理等の際に、この小翼部によって、処理中の粉粒体を上方に移動させることが可能となる。これにより、撹拌造粒装置の処理容器側壁に押し付けられる粉粒体が減少し、処理容器側壁への原料付着が抑えられる。従って、原料の無駄が少なくなり、製品の収率が向上する。また、処理容器が汚れにくく、装置のメンテナンスも容易となり、作業効率も向上する。さらに、前述のような小翼部を設けることにより、撹拌効率の向上や原料付着の抑制を図りつつ、撹拌翼を軽量化することが可能となる。

　本発明の撹拌造粒装置によれば、処理容器内に収容された粉粒体に対し、撹拌翼によって撹拌、造粒等を行う撹拌造粒装置にて、撹拌翼のブレード先端部に、上方に向かって立ち上がる小翼部を設けたので、撹拌・造粒処理等の際に、この小翼部によって、処理中の粉粒体を上方に移動させることが可能となる。これにより、撹拌造粒装置の処理容器側壁に押し付けられる粉粒体が減少し、処理容器側壁への原料付着が抑えられる。従って、原料の無駄が少なくなり、製品の収率が向上する。また、処理容器が汚れにくく、装置のメンテナンスも容易となり、作業効率も向上する。さらに、前述のような小翼部を設けることにより、撹拌効率の向上や原料付着の抑制を図りつつ、撹拌翼を軽量化することが可能となる。

本発明の一実施例である撹拌造粒装置の構成を示す説明図である。撹拌翼の構成を示す斜視図である。センターコーンの構成を示す断面図である。ブレードの構成を示す説明図であり、ブレード先端部を回転方向側から見た状態を示している。ブレードの構成を示す説明図であり、ブレード先端部を斜め上方（図４の矢示Ｓ）から見た状態を示している。

　１　　撹拌造粒装置　　　　　　　　　　２　　ベッセル（処理容器）
　２ａ　底面　　　　　　　　　　　　　　３　　撹拌翼
　４　　装置筐体　　　　　　　　　　　　５　　テーブル部
　６　　撹拌翼用モーター　　　　　　　　７　　減速機
　８　　回転軸（回転駆動部材）　　　　１１　　側壁
１１ａ　側壁内面　　　　　　　　　　　１２　　排出部
１３　　チョッパー　　　　　　　　　　１４　　ハンドル
１５　　チョッパー用モーター　　　　　１６　　上端開口部
１７　　上蓋　　　　　　　　　　　　　１８　　バインダー液供給管
１９　　スプレーノズル　　　　　　　　２０　　フィルター
２１　　ホッパー　　　　　　　　　　　３１　　センターコーン
３２　　ブレード　　　　　　　　　　　３３　　取付孔
３４　　角孔　　　　　　　　　　　　　３５　　角柱部
３６　　雄ネジ部　　　　　　　　　　　３７　　ロックナット
３８　　ナット部　　　　　　　　　　　４０　　斜面部
４１　　曲折部（小翼部）　　　　　　　４２　　ガイド面
４３　　後端縁　　　　　　　　　　　　４４　　頂点
４５　　前端縁　　　　　　　　　　　　４６　　外端縁
４７　　ブレード背面　　　　　　　　　４８　　上端縁
Ｋ　　　角隅部　　　　　　　　　　　　Ｍ　　　線分
Ｐ　　　屈曲点　　　　　　　　　　　　Ｑ　　　屈曲点
Ｒ　　　曲面　　　　　　　　　　　　　Ｘ　　　曲折部先端
θ１　　曲折部立ち上げ角度　　　　　　θ２　　ブレード立ち上げ角度
θ３　　曲折部折り曲げ角度

　以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明の一実施例である撹拌造粒装置の構成を示す説明図である。図１の撹拌造粒装置１は、有底略円筒状のベッセル（処理容器）２を備えている。ベッセル２の底部中央には、撹拌翼３が配置されている。ベッセル２は、装置筐体４のテーブル部５に載置されている。装置筐体４のベッセル２の下方には、撹拌翼用モーター６が収容されている。撹拌翼用モーター６には、減速機７を介して回転軸（回転駆動部材）８と接続されている。回転軸８は、減速機７から垂直方向に延び、ベッセル２の内部に突出している。撹拌翼３は、回転軸８の上端部に取り付けられ、撹拌翼用モーター６によって回転駆動される。

　ベッセル２は、側壁１１が上方に向かって縮径している。側壁１１には、排出部１２と、チョッパー１３が設けられている。排出部１２は、ハンドル１４によって開閉する。排出部１２からは、処理済みの粉粒体を排出できる。チョッパー１３は、チョッパー用モーター１５によって回転駆動される。チョッパー用モーター１５は、テーブル部５上に載置されている。

　ベッセル２の上端開口部１６には、上蓋１７が開閉自在に取り付けられている。上蓋１７には、バインダー液供給管１８と、スプレーノズル１９及びフィルター２０が取り付けられている。バインダー液供給管１８の上方には、バインダー液容器として、ホッパー２１が設けられている。スプレーノズル１９は、装置外に設けられたコンプレッサー（図示せず）や液容器（図示せず）に接続されている。撹拌造粒装置１では、撹拌翼３とベッセル２との間に、パージエアーが供給されている。フィルター２０は、排気エアー中に含まれる粉粒体を除去しつつ、装置外にエアーを排出するために取り付けられている。

　図２は、撹拌翼３の構成を示す斜視図である。図２に示すように、撹拌翼３は、センターコーン３１とブレード３２とから構成されている。センターコーン３１とブレード３２は、共にステンレス鋼にて形成されている。撹拌翼３の外径は、装置の体格によって適宜設定されるが、図２の撹拌翼３は約５００ｍｍの外径となっている。センターコーン３１は円錐台状に形成されている。ブレード３２は、センターコーン３１の下部外周に溶接固定されている。本実施例では、ブレード３２は、センターコーン３１に等分に３個設けられている。

　図３は、センターコーン３１の構成を示す断面図である。図３に示すように、センターコーン３１には、取付孔３３が上下方向に貫通形成されている。取付孔３３の上端部は、角孔３４となっている。角孔３４は、回転軸８の上部に形成された角柱部３５に嵌合する。角孔３４を角柱部３５に嵌合させることにより、撹拌翼３は回転軸８と一体となって回転する。

　回転軸８の上端部には、雄ネジ部３６が形成されている。雄ネジ部３６には、ロックナット３７が螺合固定される。ロックナット３７は略円錐形状となっており、先端部にナット部３８が形成されている。ロックナット３７は、ナット部３８にクロスレンチを取り付け、回転させることにより、回転軸８に固定される。撹拌翼３は、回転軸８にセンターコーン３１を嵌合させ、ロックナット３７を螺合固定させることにより、回転軸８に接続固定される。

　図４,５は、ブレード３２の構成を示す説明図である。ブレード３２は、斜面部４０と、曲折部（小翼部）４１とから構成されている。斜面部（第１斜面）４０は、センターコーン３１から径方向に向かって延設され、回転方向に向かって下り勾配となっている。曲折部４１は、ブレード３２先端部の回転方向後側に位置する角隅部Ｋに設けられている。また、曲折部４１は、図４の線分Ｍに沿って、角隅部Ｋを上方に折り曲げた（起こした）形で設けられている。曲折部４１の回転方向対向面は、ガイド面（第２斜面）４２となっている。ガイド面４２は、水平面に対して、斜面部４０よりも大きな角度で傾斜している。

　線分Ｍは、曲折部４１を形成すべく設定された、ブレード先端部の回転方向前側の屈曲点Ｐと、斜面部４０の後端縁４３上の屈曲点Ｑを結んだ線分である。本実施例では、ブレード先端部の回転方向先行側の頂点４４を点Ｐとしている。そして、この点Ｐを基準として、角隅部Ｋを内側、すなわち、センターコーン３１側に折り返して曲折部４１を設けている。なお、点Ｐをブレード３２の外端縁４６上に設定しても曲折部４１を形成できるが、曲折部４１の作用・効果を考慮すると、点Ｐは頂点４４に設定することが好ましい。

　曲折部４１とブレード背面（斜面部４０の回転方向に向かって裏側の面）４７との為す角度θ１（曲折部立ち上げ角度）は、５°～８０°、好ましくは、２０°～６０°となっている。また、斜面部４０が水平面に対して為す角度θ２（ブレード立ち上げ角度）は、５°～６０°、好ましくは、１５°～４０°となっている。曲折部立ち上げ角度θ１とブレード立ち上げ角度θ２の和は、９０°未満となっている。θ１＋θ２＜９０°とすることにより、曲折部４１が斜面部４０よりも回転方向に先行しなくなる。

　曲折部４１と斜面部４０は、線分Ｍを境界として、曲面Ｒにて接続されている。線分Ｍは、曲面Ｒの中心線となっている。曲折部４１と斜面部４０を曲面Ｒにて接合することにより、撹拌翼３の回転に伴い、処理中の粉粒体はブレード３２にすくい上げられ、滑らかに曲折部４１側に導入される。線分Ｍと斜面部４０の前端縁４５との為す角度θ３（曲折部折り曲げ角度）は、１０°～８０°、好ましくは、２０°～６０°となっている。点Ｐは、ブレード３２の先端から１／３の範囲に形成される。

　点Ｑは、曲折部４１の上端縁４８と、斜面部４０の後端縁４３との境界となっている。上端縁４８は、後端縁４３の外端から、径方向外側に向かって上方に傾斜しつつ延びている。曲折部４１は、上端縁４８が、点Ｑからなだらかに上方に傾斜するように、立ち上がっている。撹拌翼３では、撹拌・造粒作用への寄与が大きいブレード３２の先端１／３の範囲に、上方に立ち上がった曲折部４１を設けている。そして、この曲折部４１によって、撹拌処理中の粉粒体を上方に移動させる。

　一般に、撹拌造粒装置では、撹拌翼の遠心力によって、処理中の粉粒体はベッセル側壁側に流動する傾向がある。そして、粉粒体がベッセル側壁側に流動することにより、ベッセル側壁内面に原料の付着が生じる。これに対し、撹拌造粒装置１では、曲折部４１によって、処理中の粉粒体が上方に持ち上げられ、中心側に誘導される。このため、撹拌・造粒処理等の際に、粉粒体がベッセル２の側壁内面１１ａに押し付けられにくくなり、ベッセル側壁への原料付着が抑えられる。また、曲折部４１は、斜面部４０よりも上方への傾斜が大きいため、先端部を回転方向に先行させて屈曲させた屈曲形状のブレードよりも、撹拌翼３は、粉粒体を上方に移動させる作用が大きい。従って、撹拌翼３を用いることにより、屈曲形状のブレードよりも高い撹拌効率や原料付着抑制効果が得られる。

　撹拌翼３では、処理中の作用面として働く曲折部４１が、斜面部４０の後端縁４３から上方に立ち上がるように設けられている（上端縁４８参照）。従って、ブレード３２の全長（Ｌ１＋Ｌ２）が、小翼部のないストレート形状の撹拌翼と同等程度に抑えられ、先端部を回転方向に先行させて屈曲した撹拌翼よりもブレード長が短くなる。このため、ストレート形状の撹拌翼から重量を増すことなく、曲折部４１により、ベッセル側壁への原料付着を抑えることができ、る。また、原料付着を抑制する効果があるとされる後者の屈曲形状のブレードよりも重量を軽くできる。

　さらに、作用面として働くガイド面４２を有する曲折部４１が、斜面部４０の外端から立ち上がって設けられているため、斜面部４０自体の高さは低くても足りる。従って、従来のストレート形状の撹拌翼よりも、斜面部４０の部分の幅（高さ）を小さくできる。このため、原料付着の抑制効果を得つつ、ブレード３２の材料を削減でき、重量軽減や価格低減を図ることが可能となる。本発明の撹拌翼３によれば、屈曲形状のブレードよりも高い撹拌効率や原料付着抑制効果を得つつ、ブレード重量を軽減することができ、る。従って、撹拌翼の取り扱いが容易となると共に、製品価格も低減できる。

　撹拌造粒装置１では、次のようにして粉粒体の撹拌、造粒等の処理を行う。まず、上部開口部１６から、被処理物である粉粒体を供給する。次に、撹拌翼用モーター６を駆動し、撹拌翼３を回転駆動させる。その際、ベッセル２内には、バインダー液供給管１８又はスプレーノズル１９によって、バインダー液等を適宜供給する。ブレード３２の下端とベッセル２の底面２ａとの間には、センターコーン３１の下端からパージエアーを供給する。

　ベッセル２内の粉粒体は、撹拌翼３によって、撹拌、造粒される。このとき、撹拌造粒装置１では、ブレード３２の先端に設けられた曲折部４１により、処理中の粉粒体が上方に移動する。このため、ベッセル２の側壁内面１１ａに押し付けられる粉粒体が減少し、ベッセル側壁への原料付着が抑えられる。従って、原料の無駄が少なくなり、製品の収率が向上する。また、ベッセル２が汚れにくく、装置のメンテナンスも容易となり、作業効率も向上する。

　ベッセル２内にて、撹拌、混合、造粒等の処理が施された粉粒体は、チョッパー１３にて適宜解砕される。この解砕処理により、撹拌造粒装置１にて粉粒体が造粒され、所望の粒状製品が製造される。混合、造粒等の処理が終了した製品は、排出部１２から排出される。

　本発明は前記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。
　例えば、前述の実施例に記載した各数値はあくまでも一例であり、本発明は、前述の数値には限定されない。また、前述の実施例では、ブレード３２の先端部に、小翼部として、ブレード角隅部Ｋを折り曲げて曲折部４１を設けた構成を示したが、ブレード３２の先端部に、折曲部４１と同様の形状の板状部材を取り付けて小翼部を形成しても良い。この場合、小翼部を形成する板状部材は、溶接や、ボルト，リベット等の機械的手段などによって斜面部４０に接合される。ブレード３２は、線分Ｍを境界として、点Ｐ,Ｑにて板状部材と斜面部４０が屈曲状態で接続された形態となる。なお、ブレード３２を鋳造によって形成し、斜面部と小翼部を一体に形成することも可能である。

　さらに、折曲部（小翼部）４１の上端縁４８は、必ずしも、径方向外側に向かって上方に傾斜しつつ延びている必要はなく、上端縁４８を、斜面部４０の後端縁４３と同じ高さに形成しても良い。

Claims

　粉粒体の撹拌、造粒を行う撹拌造粒装置に設置され、回転駆動部材に接続されるセンターコーンと、前記センターコーンに放射状に取り付けられた複数個のブレードとを有してなる撹拌翼であって、
　前記ブレードは、
　前記センターコーンから径方向に向かって延設され、回転方向に向かって下り勾配となった斜面部と、
　該ブレード先端部の回転方向後側の角隅部に設けられ、前記斜面部から上方に向かって立ち上がる小翼部と、を有することを特徴とする撹拌翼。
　請求項１記載の撹拌翼において、前記小翼部と前記斜面部の背面との為す角度θ１を５°～８０°としたことを特徴とする撹拌翼。
　請求項２記載の撹拌翼において、前記斜面部が水平面に対して為す角度θ２を５°～６０°とし、且つ、前記角度θ２と前記角度θ１との和を９０°未満としたことを特徴とする撹拌翼。
　請求項１記載の撹拌翼において、前記ブレード先端部の回転方向前側に屈曲点Ｐ、前記斜面部の後端縁上に屈曲点Ｑをそれぞれ設定し、前記屈曲点Ｐと前記屈曲点Ｑを結んだ線分Ｍを境界として、前記斜面部の径方向外側に前記小翼部を形成し、
　前記線分Ｍと前記斜面部の前端縁との為す角度θ３を１０°～８０°としたことを特徴とする撹拌翼。
　請求項１記載の撹拌翼において、前記小翼部の上端縁は、前記斜面部の後端縁から、径方向外側に向かって上方に傾斜しつつ延びることを特徴とする撹拌翼。
　請求項１記載の撹拌翼において、前記ブレードは、前記小翼部として、前記角隅部を上方に折り曲げて形成した曲折部を有することを特徴とする撹拌翼。
　請求項１記載の撹拌翼において、前記小翼部は、前記ブレードの全長に対し、先端から１／３の範囲に形成されることを特徴とする撹拌翼。
　粉粒体を収容する処理容器と、前記処理容器内に配置される撹拌翼とを備え、前記撹拌翼を回転駆動させることにより前記粉粒体の撹拌、造粒を行う撹拌造粒装置であって、
　前記撹拌翼は、回転駆動部材に接続されるセンターコーンと、前記センターコーンに放射状に取り付けられた複数個のブレードとを有し、
　前記ブレードは、
　前記センターコーンから径方向に向かって延設され、回転方向に向かって下り勾配となった斜面部と、
　該ブレード先端部の回転方向後側の角隅部に設けられ、前記斜面部から上方に向かって立ち上がる小翼部と、を有することを特徴とする撹拌造粒装置。
　請求項８記載の撹拌造粒装置において、前記小翼部の上端縁は、前記斜面部の後端縁から、径方向外側に向かって上方に傾斜しつつ延びることを特徴とする撹拌造粒装置。
　請求項８記載の撹拌造粒装置において、前記ブレードは、前記小翼部として、前記角隅部を上方に折り曲げて形成した曲折部を有することを特徴とする撹拌造粒装置。