WO2012121391A1

WO2012121391A1 - 混練装置

Info

Publication number: WO2012121391A1
Application number: PCT/JP2012/056180
Authority: WO
Inventors: 赤井　康昭; 和田　智宏; 智之羽路
Original assignee: 大陽日酸株式会社
Priority date: 2011-03-10
Filing date: 2012-03-09
Publication date: 2012-09-13
Also published as: US20140016428A1; JPWO2012121391A1; JP5453572B2; CN103328087A

Abstract

　被混練物（Ｇ）を混練する混練室（２）と、混練室（２）に不活性ガスを導入するガス導入部（３）と、混練室（２）内の酸素濃度を測定する濃度測定部（４）と、混練室（２）内を目標の酸素濃度とするための演算を行う演算部（３０）と、演算部（３０）による演算結果に基づいてガス導入部（３）を制御する制御部（３１）とを備え、濃度測定部（４）が混練時に測定した実測の酸素濃度と、予め設定した目標酸素濃度と、を比較しながら、演算部（３０）が混練室（２）内を目標の酸素濃度とするための演算を行い、前記演算を行った後の混練において、得られた演算結果に基づき制御部（３１）がガス導入部（３）により混練室（２）内に導入される不活性ガスのパージ流量及びパージ時間を制御する。

Description

混練装置

　本発明は、例えばタイヤなどの原料となるゴムや硫黄等の被混練物を混練する際に用いられる混練装置に関する。
　本願は、２０１１年３月１０日に日本に出願された、特願２０１１－０５２８８７号、及び、特願２０１１－０５２８８８号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。

　例えば、タイヤなどのゴム製品を製造する際は、その原料となるゴムに、硫黄や、カーボンブラック、オイル、老化防止剤、加硫促進剤などの添加剤や配合剤を加え、これを被混練物として、加熱及び／または加圧状態で混練することが行われている。そして、この混練には、バンバリーミキサなどの混練機（混練装置）が広く用いられている。

　バンバリーミキサは、密閉構造の混練室に被混練物を投入した後、この被混練物を加熱及び／又は加圧しながら可塑化状態とし、この状態のまま互いに反転する一対のロータにより大きな剪断力を与えて混練する、密閉式の混合機である。また、このバンバリーミキサによる混練作業では、混練室内の温度と、ロータを駆動するモータの電流値等を測定しながら、この混練室内の被混練物の状態を把握し、その運転管理を行っている。

　ところで、このような密閉式の混練機では、混練中に混練室内に飛散した硫黄等の粉塵が混練室内の酸素と反応して発火することがないように、例えば窒素や二酸化炭素などの不活性ガスを混練室内に導入し、この混練室内の酸素濃度を発火限界以下とすることが行われている（例えば、特許文献１，２を参照。）。

また、従来の密閉式の混練機では、上述した混練室内の酸素濃度の測定が常時行われている。具体的には、混練室に接続された配管を通して、この混練室内の雰囲気ガスを酸素濃度計へと常時導いている。また、上述した混練室内の雰囲気ガス中に含まれる粉塵等が酸素濃度計に悪影響を与えないように、酸素濃度計に向かう配管の中途部には、この配管内を流れる雰囲気ガス中に含まれる粉塵等を捕集するフィルタが一般的に設けられている。

　しかしながら、前記フィルタによって捕集される粉塵等は、高粘度であり、また、前記配管の径は小さい（φ６ｍｍ程度）ために、配管やフィルタが目詰まりを起こし易い。よって、従来の混練機のように、混練作業中に酸素濃度の測定を常時行っていると、これら配管の清掃やフィルタの交換等といった煩わしい作業を高頻度で行う必要があった。

　特に、被混練物の混練工程、すなわち被混練物の投入、混練、及び排出の組み合わせ、を１バッチとして、この被混練物の混練工程を複数バッチ繰り返すバッチ式の混練機では、上記混練工程を例えば１生産サイクル当たり２００バッチ程度繰り返すことがある。このため、早ければ１日に１回、上述した配管の清掃やフィルタの交換等の作業を行う必要が生じていた。

　したがって、上述した配管やフィルタの目詰まりを抑制し、配管の清掃やフィルタの交換等の作業を頻繁に行うことなく、混練室内の酸素濃度を安定して測定することが望まれている。

特開２００６－３２７０５２号公報特開２００９－９０２５２号公報

　本発明は、このような従来の事情に鑑みて提案されたものであり、上述した配管やフィルタの目詰まりを抑制し、配管の清掃やフィルタの交換等の作業を頻繁に行うことなく、すなわち清掃や交換の回数を減らし又は無くしても、混練室内を目標の酸素濃度に安定して保つことを可能とした混練装置を提供することを目的とする。

　本発明の発明者は、混練室内の酸素濃度の測定について常時行うことを不要とすることで、すなわち清掃や交換の回数を減らす又は無くすことで、上述した配管やフィルタの目詰まりを抑制できるかどうかを検討した。そして、配管やフィルタに対して特定の処置を行う事で、それらが可能であることを見出した。
　また、酸素濃度の測定を常時行う必要が無いようにする為には、バッチ毎に混練室内を目標とする酸素濃度（例えば、発火限界以下）に安定して保つ必要があること、そのためには、混練室内の酸素濃度を安定させるのに必要な、混練室内に導入される不活性ガスの流量等をバッチ開始前に予め正確に予測しておく必要があること、を見出した。

　本願の第一の態様の装置は、以下の（１）で示される装置である。
（１）被混練物を混練する混練室と、
　前記混練室に不活性ガスを導入するガス導入部と、
　前記混練室内の酸素濃度を測定する濃度測定部と、
　前記混練室内を目標の酸素濃度とするための演算を行う演算部と、
　前記演算部による演算結果に基づいて前記ガス導入部を制御する制御部とを備え、
　前記濃度測定部が混練時に測定した実測の酸素濃度と、予め設定した目標酸素濃度と、を比較しながら、前記演算部が前記混練室内を目標の酸素濃度とするための演算を行い、
前記演算を行った後の混練において、得られた演算結果に基づき、前記制御部が前記ガス導入部により混練室内に導入される不活性ガスのパージ流量及びパージ時間を制御することを特徴とする、混練装置である。

　本願の第一の態様の装置は以下の条件を有する事が好ましい。
（２）　（１）の装置が、前記被混練物の投入、混練、及び排出を１バッチとして、前記被混練物の混練工程を２回バッチ以上繰り返すバッチ式の混練装置であって、
前記演算部が、バッチ毎に目標の酸素濃度を維持する為の演算を繰り返し、
この演算結果に基づいて、前記制御部が、前記ガス導入部により混練室内に導入される不活性ガスのパージ流量及びパージ時間を制御する。
（３）　（２）の装置が、前記制御部が、各バッチの開始前に前記混練室内を大気暴露し、前記大気曝露後に混練室を密閉し、前記ガス導入部による混練室内への不活性ガスの導入を開始する。

（４）　（２）又は（３）の装置が、初回バッチの開始前に、混練室内を大気曝露しその後密閉し、
前記濃度測定部が前記密閉した混練室内の酸素濃度を測定しながら、前記混練室内が目標の酸素濃度となるまで、前記ガス導入部が混練室内に不活性ガスを導入した後、
前記濃度測定部が混練室内の酸素濃度を一定の期間測定しながら、その期間内での酸素濃度の上昇分を相殺する不活性ガスのパージ流量を、前記演算部が演算により求め、
この求めた値を、前記演算部が、初回バッチにおいて混練中に前記混練室内を目標の酸素濃度のまま維持するための、目安値として用いる。
（５）　（２）～（４）の装置が、初回バッチ又はそれ以降のバッチにおいて、前記濃度測定部が酸素濃度を実測し、
　前記演算部が前記濃度測定部が測定した実測の酸素濃度と、あらかじめ設定した目標酸素濃度との比較により、その差を相殺する不活性ガスの流量を演算により求め、
この求めた値を、前記演算部が、前記酸素濃度実測が行われたバッチの後に行われる、次回バッチにおいて、混練中に前記混練室内を目標の酸素濃度のまま維持するための、補正値として用いる。

（６）　（５）の装置が、目標酸素濃度を含んだ所定の許容範囲に、前記濃度測定部が測定した実測の酸素濃度が収まった場合において、
　次回バッチ及びそれ以降のバッチでの前記演算部による演算を停止し、
前記許容範囲となったときの演算結果に基づいて、
次回バッチ及びそれ以降のバッチで、前記制御部が前記ガス導入部により混練中に前記混練室内に導入される不活性ガスのパージ流量及びパージ時間を制御する。
（７）　（６）の装置が、前記演算部による演算を停止した後は、
　定期的に前記濃度測定部による混練室内の酸素濃度の測定を行い、
　この測定した酸素濃度が前記許容範囲を超えた場合には、
　前記演算部による演算を再開し、この演算結果に基づいて、前記制御部が前記ガス導入部により混練室内に導入される不活性ガスのパージ流量及びパージ時間を制御する。

　（８）　（７）の装置が、
　定期的に前記濃度測定部による混練室内の酸素濃度の測定を行い、
　前記混練室内の酸素濃度が前記許容範囲を下回った場合には、
　その旨を告知して、当該バッチが終了するまで、前記濃度測定部による混練室内の酸素濃度の測定を継続する。
（９）　（１）～（８）の装置が、前記混練室内の雰囲気ガスを前記濃度測定部へと導く配管と、
　前記配管内を流れる雰囲気ガス中に含まれる粉塵を捕集するフィルタと、
　前記配管の前記濃度測定部側から前記フィルタに向かって逆パージガスを導入する第２のガス導入部とを備える。
（１０）　（９）の装置が、
前記配管を通して前記混練室内の雰囲気ガスが前記濃度測定部に向かう第１の流れと、
前記配管を通して前記第２のガス導入部から導入された逆パージガスが前記フィルタに向かう第２の流れと、
を切り替える切替部を備え、
　前記濃度測定部が前記混練室内の酸素濃度を測定している間は、前記切替部が前記第１の流れを開放し、前記第２の流れを遮断する一方、
　前記濃度測定部が前記混練室内の酸素濃度の測定を中断している間は、前記切替部が前記第１の流れを遮断し、前記第２の流れを開放することによって、前記配管の前記濃度測定部側から前記フィルタに向かって逆パージガスを導入する。

（１１）　（１０）の装置が、前記濃度測定部にゼロガスを導入する第３のガス導入部を備え、
　前記濃度測定部が前記混練室内の酸素濃度を測定している間は、前記配管を通して前記第３のガス導入部から導入されたゼロガスが前記濃度測定部に向かう第３の流れを前記切替部が遮断する一方、
前記濃度測定部が前記混練室内の酸素濃度の測定を中断している間は、前記切替部が開放され、第３の流れが濃度測定部に向かう。
（１２）　（９）～（１２）の装置において、逆パージガスが、不活性ガスである。
（１３）　（１１）及び（１２）の装置において、前記ゼロガスが、不活性ガスである。

　本発明の第二の態様の混練装置は、以下の（１４）の装置である。
　（１４）被混練物を混練する混練室と、
　前記混練室に不活性ガスを導入する第１のガス導入部と、
　前記混練室内の酸素濃度を測定する濃度測定部と、
　前記混練室内の雰囲気ガスを前記濃度測定部へと導く配管と、
　前記配管内を流れる雰囲気ガス中に含まれる粉塵を捕集するフィルタと、
　前記配管の前記濃度測定部側から前記フィルタに向かって逆パージガスを導入する第２のガス導入部とを備える混練装置。
　上記（１４）の装置は以下の特徴を有することが好ましい。
（１５）　（１４）の装置が、
　前記配管を通して前記混練室内の雰囲気ガスが前記濃度測定部に向かう第１の流れと、
　前記配管を通して前記第２のガス導入部から導入された逆パージガスが前記フィルタに向う第２の流れと、
を切り替える切替部を備え、
　前記濃度測定部が前記混練室内の酸素濃度を測定している間は、前記切替部が前記第１の流れを開放し、前記第２の流れを遮断する一方、
　前記濃度測定部が前記混練室内の酸素濃度の測定を中断している間は、前記切替部が前記第１の流れを遮断し、前記第２の流れを開放することによって、前記配管の前記濃度測定部側から前記フィルタに向かって逆パージガスを導入する。

　（１６）　（１５）の装置が、
　前記濃度測定部にゼロガスを導入する第３のガス導入部を備え、
　前記濃度測定部が前記混練室内の酸素濃度を測定している間は、前記配管を通して前記第３のガス導入部から導入されたゼロガスが前記濃度測定部に向う第３の流れを前記切替部が遮断する一方、
　前記濃度測定部が前記混練室内の酸素濃度の測定を中断している間は、前記切替部が開放され、第３の流れが濃度測定部に向かう。
（１７）　（１４）～（１６）の装置が、
　前記混練室内の粉塵を捕集する集塵機と、
　前記集塵機と前記フィルタとの間を接続する配管と、
　前記配管を開閉する開閉弁とを備え、
　前記濃度測定部が酸素濃度の測定を休止している間に、前記開閉弁が前記配管を開放し、この配管を通して前記フィルタ内に溜まった粉塵を前記集塵機により吸引しながら除去する。
（１８）　（１４）～（１７）の装置において、逆パージガスが、不活性ガスである。
（１９）　（１６）～（１８）の装置において、ゼロガスが、不活性ガスである。

　本発明の第三の態様は、以下の混練方法である。
（２０）（１）の混練装置を用いて、混練室に被混練物を投入し混練し排出する、方法であって、
（ａ）前記濃度測定部が混練時に測定した実測の酸素濃度と、予め設定した目標酸素濃度と、を比較しながら、前記演算部が前記混練室内を目標の酸素濃度とするための演算を行う工程と、
（ｂ）前記演算を行った後の混練において、得られた演算結果に基づき、前記制御部が前記ガス導入部により混練室内に導入される不活性ガスのパージ流量及びパージ時間を制御する工程、を含む、混練方法。

　上記混練方法（２０）は以下の特徴を好ましく含む。
　（２１）　工程（ａ）と工程（ｂ）の組み合わせが、以下の（１）～（５）で表されるサブ工程を含み、
（１）　大気曝露後密閉された混練室内を目標の酸素濃度とするための初期パージ時間を、予め設定した初期パージ流量の値に基づいて求め、
前記初期パージ流量で不活性ガスを前記混練室に導入するとともに前記初期パージ時間経過後に不活性ガスの導入を停止し、
一定期間における混練室内での酸素濃度変化の測定を行う初期パージ工程；、
（２）以下の工程（２ａ）～工程（２ｃ）をこの順で含む、初回のバッチ工程、
　（２ａ）　被混練物を前記混練室に投入した後密閉し、所定のパージ流量及びパージ時間で不活性ガスを前記混練室に導入する混練前パージ工程、
　（２ｂ）　前記パージ時間経過後、被混練物の混練を開始するとともに、工程（１）での酸素濃度変化に基づいて求めたパージ流量で不活性ガスを前記混練室に導入しながら、当該混練中の酸素濃度変化の測定を行う混練中パージ工程、
　（２ｃ）　混練後、被混練物を混練室から排出する排出工程；
（３）　前回のバッチ工程における混練中パージでの酸素濃度変化が設定された許容範囲に収まっているかどうかの確認を行い、許容範囲を外れたと判断された場合工程（４）に進み、許容範囲に収まったと判断された場合工程（５）に進む工程；
（４）以下の工程（４ａ）～工程（４ｃ）をこの順で含む、２回目以降のバッチ工程、
　（４ａ）　被混練物を、前回バッチの被混練物が排出された前記混練室に投入した後密閉し、所定のパージ流量及びパージ時間で不活性ガスを前記混練室に導入する混練前パージ工程、
　（４ｂ）　前記パージ時間経過後、被混練物の混練を開始するとともに、前回のバッチ工程での混練中パージ工程の酸素濃度変化を相殺するパージ流量で不活性ガスを前記混練室に導入しながら、当該混練中の酸素濃度変化の測定を行う混練中パージ工程、
　（４ｃ）　被混練物を混練室から排出する排出工程；
（５）以下の工程（５ａ）～工程（５ｃ）をこの順で含む、演算停止以降のバッチ工程、
　（５ａ）　被混練物を、前回バッチの被混練物が排出された前記混練室に投入した後密閉し、所定のパージ流量及びパージ時間で不活性ガスを前記混練室に導入する混練前パージ工程、
　（５ｂ）　前記パージ時間経過後、被混練物の混練を開始するとともに、前回のバッチ工程における混練中パージ工程と同じパージ流量で不活性ガスを前記混練室に導入する混練中パージ工程；
　（５ｃ）　被混練物を混練室から排出する排出工程；
　上記サブ工程において、（ｉ）工程（４）を行った後に、又は、（ｉｉ）工程（５）を所定の回数繰り返し、更に続いて、混練中パージ工程において混練中の酸素濃度変化の測定が行われるバッチ工程を行い、このバッチ工程が行われた後に、
工程（３）へ戻り確認が行われる。
　なお本発明において、上記“部”は部材、装置、工程、手段、及び方法などを意味してよい。

　本発明の第一の態様では、予め設定した目標酸素濃度と、測定した実測の酸素濃度とを比較しながら、混練室内を目標の酸素濃度とするための演算を行い、この演算結果に基づいて、混練室内に導入される不活性ガスのパージ流量及びパージ時間を制御することで、混練室内を目標の酸素濃度に安定して保つことが可能である。

　また、本発明の第一の態様によれば、混練室内の酸素濃度の測定を常時行うことが不要となる。すなわち、清掃や交換の回数を減らす又は無くすことができる。このために、上述した配管やフィルタの目詰まりを抑制することが可能である。

　本発明の第二の態様によれば、配管の濃度測定部側からフィルタに向かって逆パージガスを導入することで、フィルタや配管に溜まった粉塵を混練室側へと吹き飛ばすことができる。これにより、配管やフィルタの目詰まりを抑制し、配管の清掃やフィルタの交換等の作業を頻繁に行うことなく、混練室内の酸素濃度を安定して測定することが可能となる。

図１は、本発明の第一の態様を適用した混練装置の一例を示すバンバリーミキサの模式図である。図２は、本発明を適用した混練装置の運転制御方法を説明するためのフローチャートである。図３は、初期パージを示すグラフであって、大気露出後に被混練物を投入せずに密閉した混練室内に導入される、不活性ガスのパージ流量の変化と、酸素濃度計により測定された混練室内の酸素濃度の変化とを測定した結果を示すグラフである。図４は、初回バッチを示すグラフであって、大気露出後に被混練物が投入され密閉された混練室内に導入された、不活性ガスのパージ流量の変化と、酸素濃度計によって測定された混練室内の酸素濃度変化とを測定した結果を示すグラフである。図５は、２バッチ目及びそれ以降のバッチにおいて、その前のバッチで濃度変化が許容値を外れた為に、演算がやり直され、演算により補正した流量で混練室内に導入された不活性ガスのパージ流量の変化と、酸素濃度計により測定された混練室内の酸素濃度の変化を測定した結果を示すグラフである。図６は、演算停止後のバッチにおいて、混練室内に導入される不活性ガスのパージ流量の変化と、酸素濃度計による酸素濃度の変化（ゼロガス測定）を測定した結果を示すグラフである。図７は、実施例で連続して行われたバッチ処理における、混練室内に導入される不活性ガスのパージ流量の変化と、酸素濃度計による酸素濃度の変化を測定した結果を示すグラフである。図８は、本発明の第二の態様を適用した混練装置の一例を示すバンバリーミキサの模式図である。図９は、図８に示すバンバリーミキサの変形例を示し、四方弁のかわりに二方弁を用いた場合を示す模式図である。図１０は、図８に示すバンバリーミキサの変形例を示し、四方弁のかわりに三方弁を用いた場合を示す模式図である。図１１は、図８に示すバンバリーミキサの変形例を示し、集塵機とフィルタを接続し、粉塵を除去する場合を示す模式図である。

　以下、本発明を適用した混練装置について、図面を参照して詳細に説明する。
　なお、以下の記載は、発明の趣旨をより良く理解させるために具体的に例を説明するものであり、特に指定のない限り、本発明を限定するものではない。本発明は趣旨を逸脱しない範囲において、位置や数や形状などについて、付加、省略、置換、およびその他の変更が可能である。本発明は後述する説明によって限定されることはなく、添付のクレームの範囲によってのみ限定される。また２つの態様間では、好ましい例や条件などを共有あるいは交換して良い。
（第一の態様の混練装置）
　本発明の第一の態様を適用した混練装置は、例えば図１に示すような、タイヤなどのゴム製品を製造する際に好適に用いられるバンバリーミキサ１である。このようなミキサーでは、その原料となるゴムに、硫黄や、カーボンブラック、オイル、老化防止剤、加硫促進剤などの添加剤や配合剤を加えたものが、被混練物Ｇとして、加熱及び／または加圧状態で混練される。

　具体的には、このバンバリーミキサ１は、図１に示すように、被混練物Ｇを混練する混練室２と、混練室２に不活性ガスを導入する第１のガス導入ライン、すなわち第１のガス導入部（第１のガス導入手段）３と、混練室２内の酸素濃度を測定する酸素濃度計、すなわち濃度測定部（濃度測定手段）４と、混練室内の雰囲気ガスを酸素濃度計４へと導く配管５ａ，５ｂと、入側（一方）の配管５ａ内を流れる雰囲気ガス中に含まれる粉塵等を捕集するフィルタ６と、出側（他方）の配管５ｂの酸素濃度計４側からフィルタ６に向かって逆パージガスを導入する第２のガス導入ライン（第２のガス導入手段）７と、酸素濃度計４に汚染物質を含まないゼロガスを導入する第３のガス導入ライン（第３のガス導入手段）８とを備えている。

　混練室２は、密閉構造を有しており、その内部に設けられた一対のロータ９ａ，９ｂを互いに逆向きに回転させながら、被混練物Ｇに大きな剪断力を与えて混練する仕組みとなっている。また、混練室２の上部側面には、ベルトコンベア１０等で搬送された混練前の被混練物Ｇを内部に投入するための投入扉１１ａが開閉自在に設けられている。一方、混練室２の下方には、混練後の被混練物Ｇを外部に排出するための排出扉１１ｂが、開閉自在に設けられている。さらに、混練室２の上部には、この混練室２内の粉塵等を捕集するための集塵機１２が設けられている。

　第１のガス導入ライン３は、混練室２に接続された第１の導入管１３を通して、例えば窒素や二酸化炭素などの不活性ガスを、混練室２に導入するラインである。このラインは、この不活性ガスを供給するガス供給源（図示せず。）と混練室２との間に、第１の導入管１３を流れる不活性ガスの圧力を調整する圧力調整弁（減圧弁）１４と、第１の導入管１３を開閉する遮断弁（電磁弁）１５と、第１の導入管１３を流れる不活性ガスの流量を測定する流量計（ＦＴ）１６と、第１の導入管１３を流れる不活性ガスの流量を調整する流量調整弁（ＦＣＶ）１７と、流量計１６の測定結果に基づいて流量調整弁１７による流量の調整を行いながら、第１の導入管１３を流れる不活性ガスの流量を制御する流量制御装置（ＦＩＣ）１８と、混練室２内の雰囲気が第１の導入管１３に流れ込むのを防止する逆止弁１９とを有している。

　酸素濃度計４は、混練室２に接続された配管５ａ，５ｂを通して、混練室２内の雰囲気ガスをポンプ４ａにより吸引しながら、この雰囲気ガス中に含まれる酸素の濃度を測定する。配管５ａ，５ｂは、フィルタ６により粉塵等が除去された雰囲気ガスを酸素濃度計４へと導く測定ラインを構成している。フィルタ６は、これら配管５ａ，５ｂに接続されており、交換可能に設けられている。なお、使用するフィルタ６については、混練室２内の雰囲気ガス中に含まれる硫黄等の粉塵を捕集できるものであれば特に限定されるものではなく、従来公知のものを使用することができる。

　また、入側の配管５ａと出側の配管５ｂとの間には、四方弁（切替手段）２０が配置されている。この四方弁２０は、入側の配管５ａを通して混練室２内の雰囲気ガスが酸素濃度計４に向かう第１の流れＦ１と、第２のガス導入ライン７から導入された逆パージガスが入側の配管５ａを通ってフィルタ６に向かう第２の流れＦ２と、第３のガス導入ライン８から導入されたゼロガスが出側の配管５ｂを通って酸素濃度計４に向かう第３の流れＦ３と、を切り替える。

　第２のガス導入ライン７は、四方弁２０に接続された第２の導入管２１を通して、逆パージガスを入側の配管５ａに向かって導入する、逆パージラインである。逆パージガスとして例えば窒素や二酸化炭素などの不活性ガスを供給するガス供給源（図示せず。）と四方弁２０との間には、第２の導入管２１を流れる逆パージガスの流量を調整する流量調整弁２２を、ガス導入ライン７は有している。

　第３のガス導入ライン８は、四方弁２０に接続された第３の導入管２３を通して、ゼロガスを出側の配管５ｂに向かって導入する、ゼロガス導入ラインである。ゼロガスとして例えば窒素や二酸化炭素などの不活性ガスがあり、この不活性ガスを供給するガス供給源（図示せず。）と四方弁２０との間には、第３の導入管２３を流れるゼロガスの流量を調整する流量調整弁２４をガス導入ライン８は有している。

　ベルトコンベア１０で搬送された被混練物Ｇは、混練室２へと投入される。このとき、投入扉１１ａは、大気曝露による混練室２内の酸素濃度の上昇を抑えるために、被混練物Ｇを混練室２に投入する直前に開放し、投入後に直ちに遮断することが好ましい。
　また、混練室２の投入扉１１ａと排出扉１１ｂを閉じた状態で、この混練室２内に第１のガス導入ライン３を通じて不活性ガスを導入し、混練室２内の酸素濃度を発火限界以下としてから、次に不活性ガスを導入し続けながら、被混練物Ｇを混練室２へと投入しても良い。

　混練室２に被混練物Ｇを投入した後は、この被混練物Ｇを加熱及び／又は加圧しながら可塑化状態とし、この状態で互いに反転する一対のロータ９ａ，９ｂにより大きな剪断力を与えて混練する。

　そして、混練後は、排出扉１１ｂを開放し、被混練物Ｇを外部へと排出する。なお、このバンバリーミキサ１による混練作業では、混練室２内の温度と、ロータ９ａ，９ｂを駆動するモータの電流値等を測定しながら、この混練室２内の被混練物Ｇの状態を把握し、ミキサの運転管理を行っている。

　このバンバリーミキサ１では、第１のガス導入ライン３を通じて、混練室２の投入扉１１ａと排出扉１１ｂを閉じた状態で、混練室２内に不活性ガスを導入し、この混練室２内を目標の酸素濃度とすることが行われている。具体的な、この混練室２内の目標の酸素濃度としては、混練室２内の酸素濃度を、発火限界以下となる１０体積％以下とすることが好ましい。一方、不活性ガスの導入量の増加により混練室２内の酸素濃度が低くなり過ぎると、被混練物（ゴム等）Ｇの劣化等の問題を招くことになる為、混練室２内の酸素濃度の下限値については、このような問題が生じない値（例えば４体積％以上）に設定することが好ましい。

　また、バンバリーミキサ１では、混練室２に接続された配管５ａを通して、混練室２内の雰囲気ガスをポンプ４ａにより吸引しながら、配管５ｂを通してフィルタ６により粉塵等が除去された雰囲気ガスを、酸素濃度計４へと導く。導かれた雰囲気ガス中の酸素濃度は、酸素濃度計４により測定される。そして、測定された値を基に、混練室２内が上記目標の酸素濃度となるように、第１のガス導入ライン３から混練室２内への不活性ガスの導入が制御される。

　上記制御を行うため、バンバリーミキサ１は、混練室２内を目標の酸素濃度とするための演算を行う演算部（演算手段）３０と、この演算部３０による演算結果に基づいて第１のガス導入ライン３を制御する制御部（制御手段）３１とを備えている。

　このうち、演算部３０は、例えばＰＬＣ（Programmable Logic Controller）などのプロセスコンピュータからなり、上記酸素濃度計４と電気的に接続されている。一方、制御部３１は、例えば、ＦＩＣ(Flow Indication Controller)などのマスフローコントローラからなり、本実施形態では、制御部３１として上記流量制御装置（ＦＩＣ）１８が上記演算部３０と電気的に接続されている。

　そして、このバンバリーミキサ１では、上記酸素濃度計４が測定した実測の酸素濃度と、予め設定した目標酸素濃度とを比較しながら、演算部３０が混練室２内を目標の酸素濃度とするための演算を行い、この演算結果に基づいて、制御部３１が第１のガス導入ライン３により混練室２内に導入される不活性ガスのパージ流量及びパージ時間を制御する。

　また、このバンバリーミキサ１は、被混練物Ｇの投入、混練、排出を１バッチとして、被混練物Ｇの混練工程を複数バッチ繰り返す、バッチ方式を採用している。なお上記複数バッチとは、２バッチ以上、好ましくは３バッチ以上であり、上限は特に設定されず任意に選択できる。演算部３０はバッチ毎に演算を繰り返し、この演算結果に基づいて、制御部３１が第１のガス導入ライン３により混練室２内に導入される不活性ガスのパージ流量及びパージ時間を制御する。

　以下、本発明を適用したバンバリーミキサ１において、混練室２内を目標の酸素濃度に安定して保つための具体的な運転制御方法の例について、図２に示すフローチャートに従って説明する。
　なお図２においては、混練中パージ工程とそれに続く混練中パージ測定工程は順番に記載されているが、混練中パージ工程において混練中パージ測定も同時に行われていることが好ましい。

（ステップＳ１）
　本発明を適用したバンバリーミキサ１では、先ず、図２に示すステップＳ１（初期パージ工程）に進む。このステップでは、バッチ処理を行う初期パージの開始前に、バッチ処理を行わずに、混練室２内を目標の酸素濃度にするための目安値を求めるための、初期パージを行う。すなわち初期パージでは、被混練物Ｇは投入しない。具体的には、例えば図３のグラフに示すように、混練室２内に被混練物Ｇを投入する前に、上記投入扉１１ａを開放し、混練室２内を大気曝露することによって、この混練室２内の酸素濃度を大気中の酸素濃度（約２０．９％）とする。なお本例では、酸素濃度測定は、断りのない限り後述する演算停止工程を除き、継続して行われるが、必要に応じて酸素濃度測定を行う必要がない時点で測定を中断してもよい。
　なお、図３中の実線は、混練室２内に導入される不活性ガスのパージ流量を示し、図３中の破線は、１秒毎に測定した混練室２内の酸素濃度を示す。

　大気曝露の後、被混練物Ｇを投入しないまま、混練室２内を密閉状態とし、酸素濃度計４による室内の酸素濃度の測定を行いながら、混練室２内に第１のガス導入ライン３を通じて不活性ガスを導入する。このとき、制御部３１は、混練室２内の酸素濃度が目標値（例えば、発火限界以下）となるまでの期間（初期パージ時間という。下記（２）の式から得た値）、導入される不活性ガスの流量（初期パージ流量という。）を所定の一定値に保ちながら、第１のガス導入ライン３から混練室２内への、不活性ガスの導入を行う。これにより、混練室２内の酸素濃度が不活性ガスの導入量（初期パージ流量×初期パージ時間）に応じて低下することになる。

　ここでまず、初期パージ時間Ｔａを求める。混練室２内の目標の酸素濃度は、上記大気曝露後における混練室２内の雰囲気ガスと混練室２内に導入される不活性ガスとが完全に混合すると仮定した場合、下記式（１）で表すことができる。

　Ｘａ＝Ｘ０＊ｅｘｐ^{－（Ｑａ／Ｖ０）＊Ｔａ}　…（１）
　上記式（１）中において、Ｑａは、初期パージ流量［ＮＬ／分］を、Ｔａは、初期パージ時間［秒］を、Ｘａは、混練室２内の不活性ガス導入後の（目標）酸素濃度［体積％］を、Ｘ０は、混練室２内の不活性ガス導入前（大気中）の酸素濃度［体積％］を、Ｖ０は、混練室２の内容積［Ｌ］を表す。
　なお本発明において上記ＮＬ／分のＮは、Ｎｏｒｍａｌを表し、ＮＬ／分は単にＬ／分と表しても良い。

　したがって上記式（１）から、初期パージ時間Ｔａは、下記式（２）によって求めることができる。
　Ｔａ＝－Ｖ０／Ｑａ＊Ｉｎ（Ｘａ／Ｘ０）…（２）

（ステップＳ２）
　次に、バンバリーミキサ１では、図２に示すステップＳ２（初期パージ測定工程）に進む。このステップでは、上記初期パージによる混練室２内への不活性ガスの導入を停止し、酸素濃度計４による酸素濃度の変化の測定（初期パージ測定という。）を一定の期間（初期パージ測定時間という。）行う。ここで、混練室２内の酸素濃度は、図３のグラフに示すように、不活性ガスの導入を停止した後に、徐々に上昇することになる。
　酸素濃度が上昇する原因は、集塵機１２の作動により混練室２内に負圧が発生し、この混練室２の隙間から外気が導入されるからである。

　演算部３０は、酸素濃度計４による酸素濃度の上記測定結果から、初期パージ測定時間内での酸素濃度の最下点（図３中の実測値ａ）と最上昇点（図３中の実測値ｂ）を求め、この初期パージ測定時間内における酸素濃度の上昇分（ｂ－ａ、又は、Ｘｃ－Ｘｂ）を演算により求める。
　また、演算部３０は、上記データから、この初期パージ測定時間内での酸素濃度の上昇分を相殺する不活性ガスの流量（初期パージ予測流量Ｑｃという。）を演算により求める。

　ここで、初期パージ予測流量Ｑｃ［ＮＬ／分］は、下記式（３）により求めることができる。
　Ｑｃ＝Ｖ０／Ｔｃ＊Ｉｎ（Ｘｃ／Ｘｂ）　…（３）
（∵ Ｘｃ＝Ｘｂ＊ｅｘｐ^{－（Ｑｃ／Ｖ０）＊Ｔｃ}）
　なお、上記式（３）中において、Ｔｃは、初期パージ測定時間［秒］、Ｘｂは、初期パージ測定時間内での酸素濃度の最下点［体積％］、Ｘｃは、初期パージ測定時間内での酸素濃度の最上昇点［体積％］を表す。

　以上により、初期パージにおいて、混練室２内を目標の酸素濃度Ｘａとするための目安値となる、４つの値を得る又は設定することができる。すなわち、（ｉ）初期パージ流量Ｑａ（一定値に設定）、（ｉｉ）初期パージ時間Ｔａ、（ｉｉｉ）混練中に混練室２内を目標の酸素濃度Ｘａのまま維持するための目安値となる初期パージ予測流量Ｑｃ（初期パージでの測定及び演算によって予測された、酸素濃度の上昇を相殺する不活性ガスの流量）、及び（ｉｖ）初期パージ測定時間Ｔｃ（一定値に設定）とを得ることができる。

（ステップＳ３）
　次に、バンバリーミキサ１では、図２に示す初回バッチに進む。すなわち、図２に示すステップＳ３（混練前パージ工程）に進む。この工程では、初回バッチの混練を開始する前に、混練室２内を目標の酸素濃度Ｘａとする混練前パージを行う。具体的には、例えば図４に示すグラフの左部に示されるように、混練室２内に被混練物Ｇを投入する時に、上記投入扉１１ａを開放することで混練室２内を大気曝露し、この混練室２内の酸素濃度を大気中の酸素濃度（約２０．９％）とする。
　なお、図４中の実線は、混練室２内に導入される不活性ガスのパージ流量を示し、図４中の破線は、混練室２内の酸素濃度を示す。

　本発明では、大気曝露後に第１のガス導入ライン３による混練室２内への不活性ガスの導入を開始することで、各バッチにおいて不活性ガスを導入する前の混練室２内を常に同一基準となる酸素濃度（大気中の酸素濃度）にすることが可能である。

　開放された投入扉１１ａからは、被混練物Ｇが投入される。そして、被混練物Ｇの投入後は、混練室２内を密閉状態とする。その後、酸素濃度計４による酸素濃度の測定を継続しながら、この混練室２内に第１のガス導入ライン３を通じて不活性ガスを導入する、混練前パージを行う。

　このとき、制御部３１は、混練室２内が目標の酸素濃度Ｘａ（設定された目標値）となるまでの間（混練前パージ時間Ｔｂという。）、導入される不活性ガスの流量（混練前パージ流量Ｑｂという。）を一定としながら、第１のガス導入ライン３から混練室２内への不活性ガスの導入を行う。
　混練前パージ時間Ｔｂは以下の式（５）によって決定でき、混練前パージ流量Ｑｂとしては一定値が選択される。流量Ｑｂは流量Ｑａと同じ値を用いることが好ましい。

　被混練物Ｇを投入した混練室２の投入後の内容積Ｖ［Ｌ］は、下記式（４）によって表すことができる。
　Ｖ＝Ｖ０－ｋｇ＊Ｖｇ　…（４）
　なお、上記式（４）中において、Ｖｇは、被混練物Ｇの体積［Ｌ］を、ｋｇは、被混練物Ｇの空隙係数を表す。

　したがって、混練前パージ時間Ｔｂ［秒］は、上記式（１），（４）から、下記式（５）によって求めることができる。
　Ｔｂ＝－Ｖ／Ｑｂ＊Ｉｎ（Ｘａ／Ｘ０）　…（５）

　本発明を適用したバンバリーミキサ１では、混練前パージでの不活性ガス導入を行う前に、演算部３０が上記混練前パージ時間Ｔｂを求める演算を行う。そして、この演算結果に基づいて、制御部３１が第１のガス導入ライン３により混練室２内に導入される不活性ガスのパージ流量及びパージ時間を制御しながら、混練前パージ（不活性ガス導入）を行う。すなわち、この制御部３１は、上述したように混練室２内が目標の酸素濃度Ｘａとなるまでの間（混練前パージ時間Ｔｂ）、導入される不活性ガスの流量（混練前パージ流量Ｑｂ）を一定としながら、第１のガス導入ライン３から混練室２内への、不活性ガスの導入を行う。これにより、被混練物Ｇの混練を開始する前に混練室２内を目標の酸素濃度Ｘａとすることができる。

（ステップＳ４及びＳ５）
　次に、バンバリーミキサ１では、図２に示すステップＳ４（混練中パージ工程）に進む。この工程では、上記混練前パージによる混練室２内への不活性ガスの導入を行った後、被混練物Ｇの混練を開始すると共に、混練中に混練室２内の酸素濃度の上昇を抑える混練中パージを行う。具体的には、図４に示すグラフのように、混練中に酸素濃度計４による混練室２内の酸素濃度の測定を行いながら、この混練室２内に第１のガス導入ライン３を通じて、演算で決定された量の不活性ガスを導入する。混練時間としては、任意の時間を選択でき、これを演算に使用して良い。

　このとき、制御部３１は、被混練物Ｇを混練している間の時間（混練中パージ時間Ｔｃ’という。）、導入される不活性ガスの流量（混練中パージ流量Ｑｃ’という。）を一定としながら、第１のガス導入ライン３から混練室２内への不活性ガスの導入を行う。

　被混練物Ｇを投入する前後の混練室２の容積比λは、下記式（６）によって表すことができる。
　λ＝Ｖ／Ｖ０　…（６）

　したがって、混練中パージ流量Ｑｃ’［ＮＬ／分］は、上記式（３）より目安値として求めた初期パージ予測流量Ｑｃと、上記式（６）と、及び混練中パージ時間Ｔｃ’とから、下記式（７）によって求めることができる。
　Ｑｃ’＝Ｑｃ＊λ　…（７）　
但し、上記式（７）中のＱｃは、上記式（３）中のＴｃをＴｃ’で換算した値とする。

　本態様のバンバリーミキサ１では、混練中パージ工程において不活性ガス導入を行う前に、演算部３０が上記混練中パージ流量Ｑｃ’を求める演算を行う。そして、この演算結果に基づいて、制御部３１が、第１のガス導入ライン３により混練室２内に導入される不活性ガスのパージ流量及びパージ時間を制御しながら、混練中パージ（不活性ガス導入）を行う。すなわち、この制御部３１は、上述したように、混練中の間（混練中パージ時間Ｔｃ’）、不活性ガスの流量（混練中パージ流量Ｑｃ’）を一定としながら、第１のガス導入ライン３から混練室２内への不活性ガスの導入を行う。この方法により、混練中に混練室２内を目標の酸素濃度Ｘａ（設定された目標値）のまま維持することができる。

　なお、バンバリーミキサ１では、混練中パージの間に、図２に示すステップＳ５（混練中パージ測定工程）を行う。すなわち図４の右側に示されるように、上記混練中パージを行い、混練中に混練室２内の酸素濃度が最下点に到達したこと
を酸素濃度計４により確認された時間から、ステップＳ５をスタートし、酸素濃度計４による酸素濃度の変化測定（混練中パージ測定という。）を行う。酸素濃度が最下点に到達してから再び上昇を始め最上昇点に到達するまでの時間を、混練中パージ測定時間Ｔｅとする。

（ステップＳ６）
　そして、図２に示すステップＳ６（許容範囲の確認工程）に進む。このステップでは、ステップＳ５において酸素濃度計４が測定した実測の酸素濃度と、目標酸素濃度Ｘａを含んだ所定の濃度範囲（予め設定しておく）との比較を行い、前記所定の濃度幅の範囲内に実測の酸素濃度が入るか否か、すなわち実測酸素濃度が許容範囲に収まっているか否かを判断する。許容範囲すなわち目標酸素濃度Ｘａを含んだ所定の濃度範囲は必要に応じて任意で設定できる。

　具体的には、演算部３０は、混練中パージ時間Ｔｃ’内での酸素濃度の最上昇点及び最下点と、目標酸素濃度Ｘａを含んだ所定の濃度範囲とを比較し、酸素濃度の最上昇点及び最下点がそれぞれ所定の濃度範囲内に収まっているか否かを判断する。そして、酸素濃度の最上昇点及び最下点が所定の濃度範囲を外れた場合には、上記図２のステップＳ７（補正値演算工程）に進む一方、範囲以内の場合には、図２のステップＳ８（２バッチ目又はそれ以降のバッチかつ演算停止後の、混練前パージ工程）に進む。

（ステップＳ７）
　図２に示すステップＳ７（補正値演算工程）では、次回バッチの開始前に、ステップＳ５及び６で得られた、上記酸素濃度計４が測定した実測の酸素濃度と、予め設定した目標酸素濃度との比較に基づき、その差を相殺する不活性ガスの流量を求める。求めた値は、次回バッチにおいて、混練中に混練室２内を目標の酸素濃度Ｘａのまま維持するための補正値として用いられる。

　具体的には、演算部３０はそれまでのステップにおいて、酸素濃度計４による初回バッチの酸素濃度の測定結果から、上記混練中パージ時間（Ｔｃ’）内での酸素濃度の最下点（図４中の実測値ａ）と最上昇点（図４中の実測値ｂ）を求め、更に、この混練中パージ測定時間内における酸素濃度の上昇分（ｂ－ａ）を演算により求めている。ステップＳ７では、演算部３０は、この混練中パージ測定時間内での酸素濃度の上昇分を相殺する不活性ガスの流量（混練中パージ補正流量ｑという。）を演算により求める。

　ここで、混練中パージ補正流量ｑ［ＮＬ／分］は、下記式（８）により求めることができる。
　ｑ＝－Ｖ／Ｔｅ＊Ｉｎ（Ｘｅ／Ｘｄ）　…（８）
（∵ Ｘｅ＝Ｘｄ＊ｅｘｐ^{－（ｑ／Ｖ）＊Ｔｅ}）
　なお、上記式（８）中において、Ｔｅは、混練中パージ測定時間［秒］を、Ｘｄは、混練中パージ時間Ｔｃ’内での酸素濃度の最下点（実測値ａ）［体積％］を、Ｘｅは、混練中パージ時間Ｔｃ’内での酸素濃度の最上昇点（実測値ｂ）［体積％］を表す。

　以上により、初回バッチ以降のバッチにおいて、許容範囲を超えていた場合に、次回バッチの混練中パージにおいて、混練中に混練室２内を目標の酸素濃度のまま維持するための補正値として使用される、混練中パージ補正流量ｑを得ることができる。
　なお、混練中パージ補正流量ｑの算出（ステップＳ７）は、酸素濃度が許容範囲内に収まっているか確認する工程（ステップＳ６）の前に行ってもよい。

（ステップＳ９）
　次に、バンバリーミキサ１では、図２に示す２回目以降のバッチに進む。すなわち、図２に示すステップＳ９（前回バッチの酸素濃度変化が許容範囲を超えた後の、混練前パージ工程）に進む。このステップでは、２バッチ目及びそれ以降のバッチにおいて、各バッチの混練開始前に、上述した混練室２内を、目標の酸素濃度Ｘａとする混練前パージを行う。

　具体的には、２バッチ目又はそれ以降のバッチにおいて、例えば図５のグラフに示すように、まず最初に、混練室２内に被混練物Ｇを新たに投入する前に、上記投入扉１１ａを開放することで、混練室２内を大気曝露し、この混練室２内の酸素濃度をおよそ大気中の酸素濃度（約２０．９％）とする。
　なお、図５中の実線は、混練室２内に導入される不活性ガスのパージ流量を示し、図５中の破線は、混練室２内の酸素濃度を示す。

　被混練物Ｇの投入後は、混練室２内を密閉状態とする。そして、酸素濃度計４による酸素濃度の測定を行いながら、この混練室２内に第１のガス導入ライン３を通じて不活性ガスを導入して、混練前パージを行う。

　このとき、制御部３１は、ステップＳ３と同じ制御を行うことができる。具体的には、混練室２内が目標の酸素濃度Ｘａとなるまでの間（混練前パージ時間Ｔｂ）、導入される不活性ガスの流量（混練前パージ流量Ｑｂ）を一定としながら、第１のガス導入ライン３から混練室２内への不活性ガスの導入を行う。すなわち、２バッチ目及びそれ以降でのバッチの混練前パージでは、上記ステップＳ３の初回バッチの為に演算部３０が行った混練前パージ用の演算結果に基づいて、制御部３１が第１のガス導入ライン３により混練室２内に導入される不活性ガスのパージ流量及びパージ時間を制御しながら、同じように混練前パージを行う。
これにより、２バッチ目及びそれ以降のバッチで、被混練物Ｇの混練を開始する前に、混練室２内を目標の酸素濃度Ｘａとすることができる。

（ステップＳ１０及びステップＳ１３）
　次に、本態様のバンバリーミキサ１は、図２に示すステップＳ１０（前回バッチの酸素濃度変化が許容範囲を超えた後のバッチの、混練中パージ工程）に進む。被混練物Ｇの混練を開始すると共に、混練中に混練室２内の酸素濃度の上昇を抑える混練中パージを行う。
　具体的には、２バッチ目及びそれ以降のバッチでは、混練前パージの後に、例えば図５のグラフの中央及び右側に示すように、混練中に酸素濃度計４による混練室２内の酸素濃度の測定を行いながら、この混練室２内に第１のガス導入ライン３を通じて、ステップＳ７での演算に基づいて決定された量の不活性ガスを導入する。

　このとき、制御部３１は、被混練物Ｇを混練している間（混練中パージ時間Ｔｃ’）、導入される不活性ガスの流量（次バッチ混練中パージ流量Ｑｅという。前バッチの酸素濃度変化が許容範囲を超えた後のバッチの、混練中のパージ流量といってもよい。）を一定としながら、第１のガス導入ライン３から混練室２内への不活性ガスの導入を行う。なお本例において、混練中パージ時間Ｔｃ’は前バッチでの混練中パージ時間Ｔｃ’と同じである。

　ここで、次バッチ混練中パージ流量Ｑｅ［ＮＬ／分］は、上記補正値として求めた混練中パージ補正流量ｑと上記式（７）から、下記式（９）によって求めることができる。
　Ｑｅ＝Ｑｃ’(or Ｑｅ’)－ｑ　…（９）
　なお、上記式（９）中に示すＱｅ’は、前回バッチでの混練中パージ流量を表す。すなわちＱｅ’は、３バッチ目以降において、前回バッチのパージ流量として、次回バッチでの混練中パージ流量Ｑｅを得る為に使用される。すなわち、３バッチ目以降は、次バッチ混練中パージ流量Ｑｅを得る為に、前バッチ混練中パージ流量Ｑｅ’を用いるものとする。

　バンバリーミキサ１では、前バッチで酸素濃度の最下点又は再上昇点のいずれかが許容範囲を外れた場合、混練中パージにおいて不活性ガスの導入を行う前に、演算部３０が上記式（９）に示す次バッチ混練中パージ流量Ｑｅを求める演算を行う。そして、この演算結果に基づいて、ステップＳ１０において、制御部３１が第１のガス導入ライン３により混練室２内に導入される不活性ガスのパージ流量及びパージ時間を制御しながら混練中パージを行う。すなわち、この制御部３１は、上述したように混練中の間（混練中パージ時間Ｔｃ’）、不活性ガスの流量（次バッチ混練中パージ流量Ｑｅ）を一定としながら、第１のガス導入ライン３から混練室２内への不活性ガスの導入を行う。これにより、混練中に混練室２内を目標の酸素濃度Ｘａのまま維持することができる。
　また、バンバリーミキサ１では、混練中パージの間に、図２に示すステップＳ１３（混練中パージ測定工程）を行う。ステップＳ１３における酸素濃度計４による酸素濃度の最上昇点及び最下点の測定、及び、混練中パージ測定時間Ｔｅ算出は、上述のステップＳ５と同様に行うことができる。
　その後、図２に示すステップＳ６へ再び戻る。すなわち、ステップＳ１３での酸素濃度変化が許容範囲に収まっているか否かを判断する。

（ステップＳ８）
　一方、ステップＳ６において酸素濃度が許容範囲となった場合、図２のステップＳ８に進む。ステップＳ８（演算停止後の混練前パージ工程）では、次回バッチ（２回目のバッチ）及びそれ以降のバッチについて、すなわち本工程で処理されるバッチ等について、上記混練中パージ補正流量ｑを求める演算を停止する。前記補正流量を求める演算を停止する間は、酸素濃度の測定を行わなくても良い。そして、演算停止した後のバッチにおいては、以前のバッチで決定され使用されていた条件で、バッチの混練開始前に、上述した混練室２内を目標の酸素濃度Ｘａとする混練前パージを行う。

　具体的には、演算停止後のバッチにおいては、例えば図６のグラフに示すように、酸素濃度計４による混練室内の酸素測定は行われない。しかしながら、混練室２内に被混練物Ｇを投入する前に、上記投入扉１１ａを開放することで、混練室２内を大気曝露し、およそ大気中の酸素濃度（約２０．９％）としている。
　なお、図６中の実線は、混練室２内に導入される不活性ガスのパージ流量を示し、図６中の破線は、酸素濃度計４へ導かれた雰囲気ガス中の酸素濃度を示す。
　上記演算停止中のバッチ処理では、ステップＳ１２に述べる特定の場合を除き、酸素濃度計４による混練室２内の測定を行う必要がない。このため、演算が停止されたバッチの処理中には、第１の流れＦ１を遮断し、第３の流れＦ３を開放するように四方弁２０を切り替えることができる。これにより、第３のガス導入ライン８（第３の導入管２３）から四方弁２０を介して配管５ｂに導入されたゼロガスが酸素濃度計４に向かって流れ込む。このため、図６中の破線で示す酸素濃度は、常時０［体積％］を示している。

　被混練物Ｇの投入後は、混練室２内を密閉状態とし、酸素濃度計４では第３の導入管２３から流れ込むゼロガスの酸素濃度の測定を行いながら、この混練室２内に第１のガス導入ライン３を通じて不活性ガスを導入する混練前パージを行う。

　混練前パージは前回バッチと同じ条件で行われる。具体的には、演算停止後のバッチでは、例えば図６のグラフに示すように、上記許容範囲となったときの一つ前のバッチで使用した演算結果に基づいて、言い換えればステップＳ３又はステップＳ９で使用した値を用いて、制御部３１が第１のガス導入ライン３により混練室２内に導入される不活性ガスの流量及び時間を制御しながら、混練前パージを行う。すなわち、この制御部３１は、上述したように混練室２内が目標の酸素濃度Ｘａとなるまでの間（混練前パージ時間Ｔｂ）、導入される不活性ガスの流量（混練前パージ流量Ｑｂ）を一定としながら、第１のガス導入ライン３から混練室２内への不活性ガスの導入を行う。これにより、被混練物Ｇの混練を開始する前に混練室２内を目標の酸素濃度Ｘａとすることができる。

（ステップＳ１１）
　次に、バンバリーミキサ１では、図２に示すステップＳ１１（演算停止後の混練中パージ工程）に進む。このステップでは、被混練物Ｇの混練を開始すると共に、混練中に混練室２内の酸素濃度の上昇を抑える混練中パージを行う。
具体的には、演算停止後のバッチでは、例えば図６のグラフのパージ流量で示されるように、上記許容範囲となったときの前回のバッチの演算結果に基づいて、言い換えればステップＳ４又はステップＳ１０で使用した値を用いて、制御部３１が第１のガス導入ライン３により混練室２内に導入される不活性ガスの流量及び時間を制御しながら混練中パージを行う。

　すなわち、この制御部３１は、被混練物Ｇを混練している間（混練中パージ時間Ｔｃ’）、導入される不活性ガスの流量（混練中パージ流量Ｑｃ’又は前バッチ混練中パージ流量Ｑｅ’）を一定としながら、第１のガス導入ライン３から混練室２内への不活性ガスの導入を行う。これにより、混練中に混練室２内を目標の酸素濃度Ｘａのまま維持することができる。

（ステップＳ１２）
　ステップＳ８とステップＳ１１の組み合わせによるバッチ処理が終了すると、次に、バンバリーミキサ１では、図２のステップＳ１２（バッチ数の確認工程）へと進み、演算停止後のバッチ数が所定の数に到達したか否かの確認を行う。そして、演算停止後のバッチ数が所定数に到達していない場合には、再びステップＳ８に戻り、新たなバッチ処理を所定の回数まで繰り返す。
　一方、演算停止後のバッチ数が所定数に到達した場合には、次バッチにおいて、酸素濃度測定を行い、許容範囲内か否かの判断を行う。すなわち、上記ステップＳ９に戻り、前バッチで使用した値を使用して混練前パージＳ９、混練中パージＳ１０（混練中パージ測定Ｓ１３を含む。）を行い、再び上記ステップＳ６に進み、混練室２内の酸素濃度が上記許容範囲にあるか否かの確認を行う。そして、この測定した酸素濃度が上記許容範囲にある場合は、再び上記ステップＳ８に進む。一方、この測定した酸素濃度が上記許容範囲を外れた場合には、上記ステップＳ７に進み、演算部３０による演算を再開する。なおステップＳ１２で所定の最終バッチの数まで達した事が確認された場合は、最終バッチの終了後に、上記バンバリーミキサ１の運転を停止する。

　なお、上記ステップＳ６において、混練室２内の酸素濃度が上記許容範囲に入らなかった場合には、その旨を例えば光や音等で警報等を発することにより、告知してもよい。その場合、当該バッチが終了するまで、強制的に酸素濃度計４による混練室２内の酸素濃度の測定を継続して行う。これは、製品の品質を維持するためであり、混練室２内の酸素濃度を常時測定する事に切り替えて、混練室２内の酸素濃度が上記許容範囲を超えないように、混練室２内に導入される不活性ガスの導入量を調整する。

　以上のように、本発明では、上記図２に示すフローチャートに従って、上記バンバリーミキサ１の運転制御を行うことで、バッチ毎に混練室２内を目標の酸素濃度Ｘａを中心とする許容範囲値内に、安定して保つことが可能である。

　また、本発明の上記バンバリーミキサ１では、上記演算部３０による演算を停止した後に、酸素濃度計４による混練室２内の酸素濃度の測定を停止することが可能である。したがって、このバンバリーミキサ１では、演算停止中などの時に、例えば、混練中に酸素濃度計４による混練室２内の酸素濃度の測定（混練中パージ測定）を行わずに、上記混練中パージを行うことが可能である。そして、この場合は、混練室２内の酸素濃度の測定について常時行うことが不要となるために、上述した配管５ａやフィルタ６の目詰まりを抑制することが可能である。

（酸素濃度測定の停止、及び逆パージについて）
　ところで、一般的なバンバリーミキサでは、混練中に混練室２内の酸素濃度の測定を常時行うと、上述した入側の配管５ａの清掃やフィルタ６に溜まった粉塵等が目詰まりを起こす頻度が高くなる。これら問題を避けるために行われる配管５ａの清掃やフィルタ６の交換等といった煩わしい作業を回避するために、逆パージを行っても良い。すなわち、本発明の第一の態様を適用したバンバリーミキサ１では、本願の第二の態様で採用されるような、第２のガス導入ライン７からフィルタ６に向かって逆パージガスを導入する、いわゆる逆パージを行うことで、これら配管５ａやフィルタ６に溜まった粉塵等を除去することも可能である。

　具体的には、このバンバリーミキサ１では、図１に示すように、酸素濃度計４が混練室２内の酸素濃度を測定している間は、四方弁２０が第１の流れＦ１を開放し、第２の流れＦ２を遮断し、第３の流れＦ３を遮断する。これにより、配管５ａ，５ｂを通して混練室２内の雰囲気ガスがフィルタ６で浄化された後、酸素濃度計４に流れ込むことになる。

　一方、ステップＳ８やステップＳ１１において酸素濃度計４が混練室２内の酸素濃度の測定を中断している間は、四方弁２０の切り替えによって、第１の流れＦ１を遮断し、第３の流れＦ３を開放する。この場合、第３のガス導入ライン８（第３の導入管２３）から四方弁２０を介して配管５ｂに導入されたゼロガスが酸素濃度計４に向かって流れ込むことになる。この方法により、酸素濃度計４が混練室２内の酸素濃度の測定を中断している間も、酸素濃度計４の測定可能な状態（スタンバイ状態）を維持できる。このため、再測定時に酸素濃度計４の校正をやり直すといったことを行わずに、四方弁２０の切り替えによって、直ちに酸素濃度計４による混練室２内の酸素濃度の測定を開始することが可能である。

　また、本発明の第一の態様では、酸素濃度計４が混練室２内の酸素濃度の測定を中断している間に、すなわちステップＳ８及びＳ１１の間に、四方弁２０の切り替えによって、第２の流れＦ２を開放することができる。この場合、第２のガス導入ライン７（第２の導入管２１）から四方弁２０を介して配管５ａに導入された逆パージガスがフィルタ６に向かって流れ込むことになる。

　ここで、第２のガス導入ライン７では、配管５ａに導入される逆パージガスの勢いによって、配管５ａやフィルタ６に溜まった粉塵等を混練室２側へと吹き飛ばすように、第２の導入管２１を流れる逆パージガスの圧力と流量を予め調整しておく。そして、四方弁２０の切り替えによって、逆パージを行い、配管５ａやフィルタ６に溜まった粉塵等を除去する。

　また、逆パージガスの導入方法としては、逆パージガスを連続的に導入する方法（連続パージという。）を用いることが可能である。この場合、逆パージガスを一定の期間導入した後に、四方弁２０の切り替えによって、第２の流れＦ２を遮断する。一方、酸素濃度計４が混練室２内の酸素濃度の測定を中断している間に、四方弁２０の切り替えを複数回に亘って繰り返しながら、逆パージガスを間欠的に導入する方法（間欠パージという。）を用いることも可能である。例えば、１分おきに四方弁２０を切り替えて逆パージガスを間欠的に導入した場合には、この逆パージガスを高い圧力で導入することが可能である。

　なお、この逆パージに用いる逆パージガスについては、配管５ａを通して混練室２内に導入されることから、不活性ガスを用いることが好ましいものの、場合によっては空気等を用いることも可能である。

　以上のように、本発明の第一の態様を適用したバンバリーミキサ１では、上述した逆パージを行うことによって、配管５ａやフィルタ６に溜まった粉塵等を除去することができ、これら配管５ａやフィルタ６に溜まった粉塵等が目詰まりを起こすことを未然に防ぐことが可能である。したがって、このバンバリーミキサ１では、配管５ａの清掃やフィルタ６の交換等の作業を頻繁に行うことなく、混練室２内の酸素濃度を酸素濃度計４により安定した状態で測定することが可能である。

（第二の態様の混練装置）
　次に、本発明の第二の態様の混練装置の好ましい例について、図８を用いて説明する。
　図８に示される、本発明の第二の態様の好ましい例を示すバンバリーミキサ１では、第一の態様とは異なり、演算部３０が含まれず、また演算部３０と流量制御装置や流量調整弁を結ぶラインが無く、演算部３０による流量制御が行われない。これらの条件以外は、上記の図１を用いて説明されたバンバリーミキサ１とほぼ同じである。よって図１に示すバンバリーミキサ１と同じ部材については、同じ符号を付し、その説明を省略する。
　本態様の混練装置では、任意の段階やタイミングで酸素濃度の測定ができ、また任意の段階やタイミングで酸素濃度の測定を中断できる。

　ところで、一般的なバンバリーミキサでは、混練中に混練室２内の酸素濃度の測定を常時行うと、入側の配管５ａやフィルタ６に溜まった粉塵等が目詰まりを起こす頻度が高くなるために、これら配管５ａの清掃やフィルタ６の交換等を頻繁に行う必要が生じてしまう。

　そこで、本発明の第二の態様の混練装置では、このような煩わしい作業を回避するために、第２のガス導入ライン７からフィルタ６に向かって逆パージガスを導入する、いわゆる逆パージを行うことで、配管５ａやフィルタ６に溜まった粉塵等を除去することが行われる。

　具体的に、第二の態様のバンバリーミキサ１では、酸素濃度計４が混練室２内の酸素濃度を測定している間は、四方弁２０が第１の流れＦ１を開放し、第２の流れＦ２を遮断し、第３の流れＦ３を遮断する。この構成により、配管５ａ，５ｂを通して混練室２内の雰囲気ガスがフィルタ６で浄化された後、酸素濃度計４に流れ込むことになる。

　一方、酸素濃度計４が混練室２内の酸素濃度の測定を中断している間は、四方弁２０の切り替えによって、第１の流れＦ１を遮断し、第３の流れＦ３を開放する。この場合、第３のガス導入ライン８（第３の導入管２３）から四方弁２０を介して配管５ｂに導入されたゼロガスが酸素濃度計４に向かって流れ込むことになる。これにより、酸素濃度計４が混練室２内の酸素濃度の測定を中断している間も、酸素濃度計４の測定可能な状態（スタンバイ状態）を維持できるため、再測定時に酸素濃度計４の校正をやり直すといったことを行わずに、四方弁２０の切り替えによって、直ちに酸素濃度計４による混練室２内の酸素濃度の測定を開始することが可能である。

　また、本発明では、酸素濃度計４が混練室２内の酸素濃度の測定を中断している間に、四方弁２０の切り替えによって、第２の流れＦ２を開放することができる。この場合、第２のガス導入ライン７（第２の導入管２１）から四方弁２０を介して配管５ａに導入された逆パージガスがフィルタ６に向かって流れ込むことになる。

　ここで、第２のガス導入ライン７では、配管５ａに導入される逆パージガスの勢いによって、配管５ａやフィルタ６に溜まった粉塵等を混練室２側へと吹き飛ばすことができるように、第２の導入管２１を流れる逆パージガスの圧力と流量を予め調整しておく。そして、四方弁２０の切り替えによって、逆パージを行い、配管５ａやフィルタ６に溜まった粉塵等を除去する。

　以上のように、本発明の第二の態様を適用したバンバリーミキサ１では、上述した逆パージを行うことによって、配管５ａやフィルタ６に溜まった粉塵等を除去することができ、これら配管５ａやフィルタ６に溜まった粉塵等が目詰まりを起こすことを未然に防ぐことが可能である。したがって、このバンバリーミキサ１では、配管５ａの清掃やフィルタ６の交換等の作業を頻繁に行うことなく、混練室２内の酸素濃度を酸素濃度計４により安定した状態で測定することが可能である。

　なお、本発明の第二の態様の混練装置は、上記実施形態の形態に必ずしも限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
　例えば、上記実施形態では、上述した第１の流れＦ１と第２の流れＦ２とを切り替える切替手段として、上記図８に示すような四方弁２０を用いた構成となっている。しかしながら、本発明はこのような四方弁を用いる構成に必ずしも限定されるものではなく、図９に示すような二方弁２０Ａを用いた構成や、図１０に示すような三方弁２０Ｂを用いた構成とすることも可能である。

（二方弁を使用した逆パージ）
　二方弁を用いた構成の例について説明する。
　具体的には、図９に示す構成では、入側の配管５ａと出側の配管５ｂとの間に第１の二方弁２０Ａが配置される。上記第２のガス導入ライン７（第２の導入管２１）が入側の配管５ａに接続されると共に、上記第３のガス導入ライン８（第３の導入管２３）が出側の配管５ｂに接続されている。また、上記流量調整弁２２と入側の配管５ａとの間に第２の二方弁２０Ｂが配置され、また、上記流量調整弁２４と出側の配管５ｂとの間に第３の二方弁２Ｃが配置されている。

　この図９に示す構成では、酸素濃度計４が混練室２内の酸素濃度を測定している間は、第１の二方弁２０Ａが第１の流れＦ１を開放し、第２の二方弁２０Ｂが第２の流れＦ２を遮断し、第３の二方弁２０Ｃが第３の流れＦ３を遮断する。これにより、配管５ａ，５ｂを通して混練室２内の雰囲気ガスがフィルタ６で浄化された後、酸素濃度計４に流れ込むことになる。

　一方、酸素濃度計４が混練室２内の酸素濃度の測定を中断している間は、第１の二方弁２０Ａが第１の流れＦ１を遮断し、第３の二方弁２０Ｃが第３の流れＦ３を開放する。このとき、第３のガス導入ライン８（第３の導入管２３）から出側の配管５ｂに導入されたゼロガスが酸素濃度計４に向かって流れ込む。これにより、酸素濃度計４が混練室２内の酸素濃度の測定を中断している間、酸素濃度計４の測定可能な状態（スタンバイ状態）が維持される。

　そして、酸素濃度計４が混練室２内の酸素濃度の測定を中断している間に、第２の二方弁２０Ｂが第２の流れＦ２を開放することによって、逆パージを行うことができる。これにより、第２のガス導入ライン７（第２の導入管２１）から入側の配管５ａに導入された逆パージガスがフィルタ６に向かって流れ込み、これら配管５ａやフィルタ６に溜まった粉塵等を除去することが可能である。

（三方弁を使用した逆パージ）
　三方弁を用いた構成の例について説明する。
　図１０に示す構成では、入側の配管５ａと出側の配管５ｂとの間に三方弁２０Ｄが配置され、上記第２のガス導入ライン７（第２の導入管２１）が三方弁２０Ｄに接続されている。なお、酸素濃度計４へのゼロガスの流れ込みを行わないため、上記第３のガス導入ライン８（第３の導入管２３及び流量調整弁２４）は含まれない。

　そして、この図１０に示す構成では、酸素濃度計４が混練室２内の酸素濃度を測定している間は、三方弁２０Ｄが第１の流れＦ１を開放し、第２の流れＦ２を遮断する。これにより、配管５ａ，５ｂを通して混練室２内の雰囲気ガスがフィルタ６で浄化された後、酸素濃度計４に流れ込み酸素濃度が測定される。

　一方、酸素濃度計４が混練室２内の酸素濃度の測定を中断している間は、三方弁２０Ｄは第１の流れＦ１を遮断する。このとき、上記ポンプ４ａを停止することで、酸素濃度計４を停止状態にする。そして、酸素濃度計４が酸素濃度の測定を停止している間に、流量調整弁２２を開き、逆パージを行う。これにより、第２のガス導入ライン７（第２の導入管２１）から三方弁２０Ｄを介して入側の配管５ａに導入された逆パージガスがフィルタ６に向かって流れ込む。したがって、これら配管５ａやフィルタ６に溜まった粉塵等を除去することが可能である。

（集塵機を利用した粉塵除去）
　次に、集塵機１２による吸引を用いた粉塵除去を説明する。
　本発明では、図１１に示すようなフィルタ６内に溜まった粉塵Ｐなどの粉塵等を、図８に示されるような集塵機１２（図１１において図示せず。）により吸引を行いながら、除去する構成とすることも可能である。
　図１１を具体的に説明すると、上記集塵機１２と上記フィルタ６との間は、配管２５により接続されている。また、上記集塵機１２と上記フィルタ６との間には、この配管２５を開閉する開閉弁２６が設けられている。フィルタ６は、一般に、粉塵Ｐを捕集するエレメント６ａが捕集容器６ｂ内に配置された構造を有している。

　この場合、酸素濃度計４が混練室２内の酸素濃度の測定を中断している間に、開閉弁２６が配管２５を開放することによって、ガスを配管５ａ側から捕集容器６ｂ内へと流れさせ、捕集容器６ｂ内のエレメント６ａに溜まった粉塵Ｐを脱離させて、集塵機１２により吸引しながら、除去することが可能である。したがって、この構成を採用した場合、フィルタ６の交換寿命を更に延ばすことが可能である。なお、この開閉弁２６を開放するタイミングについては、前記四方弁２０、二方弁２０Ａ、及び三方弁２０Ｄなどを用いた前記逆パージを行う前であっても、逆パージを行っている間であっても、逆パージを行った後であってもよい。

　なお、本発明は、上記実施形態のものに必ずしも限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
　例えば本発明を適用した混練装置は、上記図１や８に示すバンバリーミキサ１に必ずしも限定されるものではなく、例えばニーダーミキサなどであってもよい。

　また、本発明では、混練室２内の酸素濃度を酸素濃度計４を用いて直接測定する方法以外にも、例えば混練室２内に導入された不活性ガスの濃度を測定する方法によって、混練室２内の酸素濃度を間接的に測定するといったことも可能である。

　以下、実施例により本発明の効果をより明らかなものとする。なお、本発明は、以下の実施例に限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することができる。

　本実施例では、実際に図１に示すバンバリーミキサ１を用いて、練りゴム（被混練物Ｇ）の混練工程を１生産当たりとして、２００バッチ繰り返した。その際に、図２に示すフローチャートに従って、上記バンバリーミキサ１の運転制御を行った。その際に、混練室２内に導入される窒素ガス（不活性ガス）のパージ流量と、混練室２内の酸素濃度を測定した。初期パージを行ってから３バッチの処理までの測定結果を示すグラフを図７に示す。なお、図７中の実線は、混練室２内に導入される不活性ガスのパージ流量を示し、図７中の破線は、酸素濃度計４に導かれた雰囲気ガス中の酸素濃度を示す。

（ステップＳ１及びＳ２）
　上記バンバリーミキサ１では、先ず、演算部３０が初期パージ時間Ｔａを求めるための演算を行った。
　ここで、初期パージ時間Ｔａを求めるために使用する条件は、以下のとおりである。
目標の酸素濃度Ｘａ：５．０［体積％］　
大気中の酸素濃度Ｘ０：２０．９［体積％］　
初期パージ流量Ｑａ：４０００［ＮＬ／分］　
混練室の内容積Ｖ０：１０００［Ｌ］　
　したがって、上記式（２）の演算結果から、上記初期パージ時間Ｔａは２１．４５秒となった。

　次に、初期パージを行った。すなわち、まず最初に、混練室２内に被混練物Ｇを投入する前に、不活性ガスの導入をしないまま、投入扉１１ａを開放し、混練室２内を大気曝露することによって、この混練室２内の酸素濃度を大気中の酸素濃度とした。その後、被混練物Ｇを投入しない状態で、混練室２内を密閉状態とし、酸素濃度計４による酸素濃度の測定を行いながら、４０００ＮＬ／分（初期パージ流量Ｑａ）で２１．４５秒（初期パージ時間Ｔａ）の間、混練室２内に第１のガス導入ライン３を通じて不活性ガスを導入した。

　次に、初期パージ測定を行った。すなわち、混練室２内への不活性ガスの導入を停止し、混練室２内の酸素濃度が最下点に到達したことを確認した後、更に、不活性ガスの導入を中止したまま、酸素濃度計４による酸素濃度の測定（初期パージ測定）を一定の期間（初期パージ測定時間Ｔｃ）行った。

　そして、この酸素濃度計４による酸素濃度の測定結果から、演算部３０が、酸素濃度の上昇分を相殺する不活性ガスの流量である、初期パージ予測流量Ｑｃを求めるための演算を行った。
　ここで、上記初期パージ予測流量Ｑｃを求めるために使用する条件は、以下のとおりである。
混練室の内容積Ｖ０：１０００［Ｌ］　
投入後の内容積Ｖ：［Ｌ］
初期パージ測定時間Ｔｃ：１５［秒］　
初期パージ測定時間（Ｔｃ）内での酸素濃度の最下点（実測値）Ｘｂ：５．０［体積％］　
初期パージ測定時間（Ｔｃ）内での酸素濃度の最上昇点（実測値）Ｘｃ：６．５［体積％］
　したがって、上記式（３）の演算結果から、初期パージ予測流量Ｑｃは１０５０ＮＬ／分となった。

　次に、初回バッチの混練を開始する前に、演算部３０が混練前パージ時間Ｔｂを求めるための演算を行った。
　ここで、上記混練前パージ時間Ｔｂを求めるために使用する条件は、以下のとおりである。
混練室の内容積Ｖ０：１０００［Ｌ］　
被混練物Ｇの体積Ｖｇ：４２０［Ｌ］　
被混練物Ｇの空隙係数ｋｇ：０．９７　
混練前パージ流量Ｑｂ：４０００ＮＬ／分
　したがって、上記式（４），（５）の演算結果から、上記投入後の内容積Ｖは５９２．６Ｌ、上記混練前パージ時間Ｔｂは１２．７１秒となった。

　また、演算部３０が上記混練中パージ流量Ｑｃ’を求めるための演算を行った。
　ここで、上記混練中パージ流量Ｑｃ’を求めるために使用する条件は、以下のとおりである。
混練室の内容積Ｖ０：１０００［Ｌ］　
投入後の内容積Ｖ：５９２．６［Ｌ］　
混練中パージ時間Ｔｃ’：９０［秒］　
　したがって、上記式（６），（７）の演算結果から、上記容積比λは０．５９２６、上記混練中パージ流量Ｑｃ’は６２２ＮＬ／分となった。

（ステップＳ３）
　次に、初回バッチ（１バッチ目）の処理を開始し、混練前パージを行った。すなわち、混練室２内に被混練物Ｇを投入する際に上記投入扉１１ａを開放することで、混練室２内を大気曝露し、この混練室２内の酸素濃度を大気中の酸素濃度とした。そして、被混練物Ｇの投入後は、混練室２内を密閉状態とし、酸素濃度計４による酸素濃度の測定を行いながら、４０００ＮＬ／分（混練前パージ流量Ｑｂ）で１２．７１秒（混練前パージ時間Ｔｂ）の間、混練室２内に第１のガス導入ライン３を通じて不活性ガスを導入した。

（ステップＳ４及びＳ５）
　次に、上記混練前パージによる混練室２内への不活性ガスの導入を停止し、被混練物Ｇの混練を開始すると共に、上記混練中パージを行った。すなわち、６２２ＮＬ／分（混練中パージ流量Ｑｃ’）で９０秒（混練中パージ時間Ｔｃ’）の間、混練室２内に第１のガス導入ライン３を通じて不活性ガスを導入した。

　また、混練中に、上記混練中パージ測定時間Ｔｅを求めた。すなわち、混練前パージによる混練室２内への不活性ガスの導入を停止し、混練室２内の酸素濃度が最下点に到達したことを酸素濃度計４で確認した後、最上昇点に到達するまでの時間を求め、これを混練中パージ測定時間Ｔｅとした。

（ステップＳ６及びＳ７）
　そして、酸素濃度計４による酸素濃度測定の結果、混練中パージ時間Ｔｃ’内での酸素濃度の最下点が許容範囲（５．０±０．１体積％）を外れた。許容範囲を外れたことから、上記混練中パージ補正流量ｑを求めるための演算を行った。

　ここで、上記混練中パージ補正流量ｑを求めるために使用する条件は、以下のとおりである。
投入後の内容積Ｖ：５９２．６［Ｌ］　
混練中パージ測定時間Ｔｅ（実測値）：６２［秒］
混練中パージ時間Ｔｃ’内での酸素濃度の最下点（実測値）Ｘｄ：５．０［体積％］
　混練中パージ時間Ｔｃ’内での酸素濃度の最上昇点（実測値）Ｘｅ：５．２［体積％］
　したがって、上記式（８）の演算結果から、上記混練中パージ補正流量ｑは、－２３ＮＬ／分となった。

　また、上記式（９）から、演算部３０が上記次バッチ混練中パージ流量Ｑｅを求めるための演算を行った。その結果、上記次バッチ混練中パージ流量Ｑｅは６４５ＮＬ／分となった。

（ステップＳ９）
　次に、２バッチ目を開始し、上記混練前パージを行った。すなわち、混練室２内に被混練物Ｇを投入する際に、不活性ガスの導入を止め、上記投入扉１１ａを開放することで、混練室２内を大気曝露し、この混練室２内の酸素濃度を大気中の酸素濃度とした。そして、被混練物Ｇの投入後は、混練室２内を密閉状態とし、酸素濃度計４による酸素濃度の測定を行いながら、４０００ＮＬ／分（混練前パージ流量Ｑｂ）で１２．７１秒（混練前パージ時間Ｔｂ）の間、混練室２内に第１のガス導入ライン３を通じて不活性ガスを導入した。

（ステップＳ１０）
　次に、上記混練前パージによる混練室２内への不活性ガスの導入を行った後、被混練物Ｇの混練を開始すると共に、上記混練中パージを行った。ステップＳ６で求めた値、すなわち、６４５ＮＬ／分（次バッチ混練中パージ流量Ｑｅ）で９０秒（混練中パージ時間Ｔｃ’）の間、混練室２内に第１のガス導入ライン３を通じて不活性ガスを導入した。

（ステップＳ１３）
　また、混練中に、上記混練中パージ測定時間Ｔｅを求めた。すなわち、上記混練中パージを行い、混練中に混練室２内の酸素濃度が最下点に到達したことを酸素濃度計４で確認した後、最上昇点に到達するまでの時間を求め、これを混練中パージ測定時間Ｔｅとした。

（２バッチ目のステップＳ６）
　そして、混練中パージ時間Ｔｃ’内での酸素濃度計４による酸素濃度測定結果が許容範囲内（５．０±０．１体積％）となった。この結果から、上記混練中パージ補正流量ｑを求めるための演算を停止した。また酸素濃度の測定もあわせて停止した。

（ステップＳ８）
　次に、３バッチ目を開始し、混練前パージを行った。すなわち、混練室２内に被混練物Ｇを投入する際に、不活性ガスの導入を止め、上記投入扉１１ａを開放することで、混練室２内を大気曝露し、この混練室２内の酸素濃度を大気中の酸素濃度とした。そして、被混練物Ｇの投入後は、混練室２内を密閉状態とし、混練室２内の酸素濃度測定は行わず、酸素濃度計４によるゼロガスの酸素濃度の測定を行いながら、４０００ＮＬ／分（混練前パージ流量Ｑｂ）で１２．７１秒（混練前パージ時間Ｔｂ）の間、混練室２内に第１のガス導入ライン３を通じて不活性ガスを導入した。
　なお、演算停止後は、酸素濃度計４による混練室２内の測定が不要となるため、第１の流れＦ１を遮断し、第３の流れＦ３を開放するように四方弁２０を切り替える。これにより、第３のガス導入ライン８（第３の導入管２３）から四方弁２０を介して配管５ｂに導入されたゼロガス（酸素濃度［０体積％］）が酸素濃度計４に向かって流れ込む。このため、図７中の破線で示す酸素濃度は、常時０［体積％］を示している。

（ステップＳ１１）
　次に、上記混練前パージによる混練室２内への不活性ガスの導入を停止し、被混練物Ｇの混練を開始すると共に、上記混練中パージを行った。すなわち、６４５ＮＬ／分（次バッチ混練中パージ流量Ｑｅ）で９０秒（混練中パージ時間Ｔｃ’）の間、混練室２内に第１のガス導入ライン３を通じて不活性ガスを導入した。

（ステップＳ１２）
　そして、演算停止後は、上記ステップＳ８とステップＳ１１を所定の回数になるまで繰り返し行った。
（ステップＳ６）
　演算停止及び混練室２内の酸素濃度測定を止めてから２０バッチ目（混練スタートから２２バッチ目）になった次のバッチにおいて、混練前パージ（ステップＳ９）、混練中パージ（ステップＳ１０）及び混練中パージ測定（ステップＳ１３）を行い、酸素濃度が許容範囲に入っているかの確認を行った。当該バッチでの混練中パージ流量Ｑｅは、その前のバッチでの混練中パージ流量Ｑｅと同じである。
　なお上記測定の結果が許容範囲であれば２回目のステップＳ８に進み、範囲外であれば、２回目のステップＳ７に進む設定を行っていたが、本実験ではこれらステップを２００バッチまで繰り返したが、最後の測定まで許容範囲を外れなかった。
　すなわち、演算停止後、２０バッチ毎に混練室２内の酸素濃度が上記許容範囲にあるか否かの確認を行った。その結果、最終バッチ（２００バッチ目）まで混練室２内の酸素濃度は上記許容範囲となり、極端な酸素濃度の増加や低下は見られなかった。

　以上のことから、本発明によるバンバリーミキサ１の運転制御を行うことで、バッチ毎に混練室２内を目標の酸素濃度Ｘａに安定して保つことが可能となった。
　また、演算停止後の工程で、酸素濃度計４による混練室２内の酸素濃度の測定を停止すると共に、上記四方弁２０の切り替えによって、導入管２１を通して配管５ａにあるフィルタ６に向かって逆パージガスを流す、逆パージを行った。その結果、上記フィルタ６や配管５ａに溜まった粉塵等が除去できることを確認した。

本発明は、混練室内を目標の酸素濃度に安定して保つことを可能とした混練装置を提供できる。また、配管やフィルタの目詰まりを抑制し、配管の清掃やフィルタの交換等の作業を頻繁に行うことなく、混練室内の雰囲気中の酸素濃度を安定して測定することを可能とした混練装置を提供できる。

　１　バンバリーミキサ　
　２　混練室　
　３　第１のガス導入ライン（第１のガス導入手段）　
　４　酸素濃度計（濃度測定手段）　
　４ａ　ポンプ
　５ａ　入側の配管　
　５ｂ　出側の配管　
　６　フィルタ　
　６ａ　エレメント　
　６ｂ　捕集容器
　７　第２のガス導入ライン（第２のガス導入手段）
　８　第３のガス導入ライン（第３のガス導入手段）　
　９ａ，９ｂ　ロータ　
　１０　ベルトコンベア　
　１１ａ　投入扉　
　１１ｂ　排出扉　
　１２　集塵機　
　１３　第１の導入管　
　１４　圧力調整弁　
　１５　遮断弁　
　１６　流量計　
　１７　流量調整計　
　１８　流量制御装置　
　１９　逆止弁　
　２０　四方弁（切替手段）　
　２０Ａ　第１の二方弁　
　２０Ｂ　第２の二方弁　
　２０Ｃ　第３の二方弁　
　２０Ｄ　三方弁
　２１　第２の導入管　
　２２　流量調整弁　
　２３　第３の導入管　
　２４　流量調整弁　
　２５　配管　
　２６　開閉弁
　３０　演算部（演算手段）　
　３１　制御部（制御手段）　
　Ｇ　被混練物　
　Ｆ１　第１の流れ　
　Ｆ２　第２の流れ　
　Ｆ３　第３の流れ

Claims

　被混練物を混練する混練室と、
　前記混練室に不活性ガスを導入するガス導入部と、
　前記混練室内の酸素濃度を測定する濃度測定部と、
　前記混練室内を目標の酸素濃度とするための演算を行う演算部と、
　前記演算部による演算結果に基づいて前記ガス導入部を制御する制御部とを備え、
　前記濃度測定部が混練時に測定した実測の酸素濃度と、予め設定した目標酸素濃度と、を比較しながら、前記演算部が前記混練室内を目標の酸素濃度とするための演算を行い、
前記演算を行った後の混練において、得られた演算結果に基づき、前記制御部が前記ガス導入部により混練室内に導入される不活性ガスのパージ流量及びパージ時間を制御することを特徴とする、混練装置。
　前記被混練物の投入、混練、及び排出を１バッチとして、前記被混練物の混練工程を２回バッチ以上繰り返すバッチ式の混練装置であって、
前記演算部が、バッチ毎に目標の酸素濃度を維持する為の演算を繰り返し、
この演算結果に基づいて、前記制御部が、前記ガス導入部により混練室内に導入される不活性ガスのパージ流量及びパージ時間を制御することを特徴とする請求項１に記載の混練装置。
前記制御部が、各バッチの開始前に前記混練室内を大気暴露し、前記大気曝露後に混練室を密閉し、前記ガス導入部による混練室内への不活性ガスの導入を開始することを特徴とする請求項２に記載の混練装置。
　初回バッチの開始前に、混練室内を大気曝露しその後密閉し、
前記濃度測定部が前記密閉した混練室内の酸素濃度を測定しながら、前記混練室内が目標の酸素濃度となるまで、前記ガス導入部が混練室内に不活性ガスを導入した後、
前記濃度測定部が混練室内の酸素濃度を一定の期間測定しながら、その期間内での酸素濃度の上昇分を相殺する不活性ガスのパージ流量を、前記演算部が演算により求め、
この求めた値を、前記演算部が、初回バッチにおいて混練中に前記混練室内を目標の酸素濃度のまま維持するための、目安値として用いることを特徴とする請求項２に記載の混練装置。
　初回バッチ又はそれ以降のバッチにおいて、前記濃度測定部が酸素濃度を実測し、
　前記演算部が前記濃度測定部が測定した実測の酸素濃度と、あらかじめ設定した目標酸素濃度との比較により、その差を相殺する不活性ガスの流量を演算により求め、
この求めた値を、前記演算部が、前記酸素濃度実測が行われたバッチの後に行われる、次回バッチにおいて、混練中に前記混練室内を目標の酸素濃度のまま維持するための、補正値として用いることを特徴とする請求項２に記載の混練装置。
　目標酸素濃度を含んだ所定の許容範囲に、前記濃度測定部が測定した実測の酸素濃度が収まった場合において、
　次回バッチ及びそれ以降のバッチでの前記演算部による演算を停止し、
前記許容範囲となったときの演算結果に基づいて、
次回バッチ及びそれ以降のバッチで、前記制御部が前記ガス導入部により混練中に前記混練室内に導入される不活性ガスのパージ流量及びパージ時間を制御することを特徴とする請求項５に記載の混練装置。
　前記演算部による演算を停止した後は、
　定期的に前記濃度測定部による混練室内の酸素濃度の測定を行い、
　この測定した酸素濃度が前記許容範囲を超えた場合には、
　前記演算部による演算を再開し、この演算結果に基づいて、前記制御部が前記ガス導入部により混練室内に導入される不活性ガスのパージ流量及びパージ時間を制御することを特徴とする請求項６に記載の混練装置。
　定期的に前記濃度測定部による混練室内の酸素濃度の測定を行い、
　前記混練室内の酸素濃度が前記許容範囲を下回った場合には、
　その旨を告知して、当該バッチが終了するまで、前記濃度測定部による混練室内の酸素濃度の測定を継続することを特徴とする請求項７に記載の混練装置。
　前記混練室内の雰囲気ガスを前記濃度測定部へと導く配管と、
　前記配管内を流れる雰囲気ガス中に含まれる粉塵を捕集するフィルタと、
　前記配管の前記濃度測定部側から前記フィルタに向かって逆パージガスを導入する第２のガス導入部とを備える請求項１に記載の混練装置。
　前記配管を通して前記混練室内の雰囲気ガスが前記濃度測定部に向かう第１の流れと、
前記配管を通して前記第２のガス導入部から導入された逆パージガスが前記フィルタに向かう第２の流れと、
を切り替える切替部を備え、
　前記濃度測定部が前記混練室内の酸素濃度を測定している間は、前記切替部が前記第１の流れを開放し、前記第２の流れを遮断する一方、
　前記濃度測定部が前記混練室内の酸素濃度の測定を中断している間は、前記切替部が前記第１の流れを遮断し、前記第２の流れを開放することによって、前記配管の前記濃度測定部側から前記フィルタに向かって逆パージガスを導入することを特徴とする請求項９に記載の混練装置。
　前記濃度測定部にゼロガスを導入する第３のガス導入部を備え、
　前記濃度測定部が前記混練室内の酸素濃度を測定している間は、前記配管を通して前記第３のガス導入部から導入されたゼロガスが前記濃度測定部に向かう第３の流れを前記切替部が遮断する一方、
前記濃度測定部が前記混練室内の酸素濃度の測定を中断している間は、前記切替部が開放され、第３の流れが濃度測定部に向かうことを特徴とする請求項１０に記載の混練装置。
　前記逆パージガスが、不活性ガスであることを特徴とする請求項９に記載の混練装置。
　前記ゼロガスが、不活性ガスであることを特徴とする請求項１１に記載の混練装置。
　被混練物を混練する混練室と、
　前記混練室に不活性ガスを導入する第１のガス導入部と、
　前記混練室内の酸素濃度を測定する濃度測定部と、
　前記混練室内の雰囲気ガスを前記濃度測定部へと導く配管と、
　前記配管内を流れる雰囲気ガス中に含まれる粉塵を捕集するフィルタと、
　前記配管の前記濃度測定部側から前記フィルタに向かって逆パージガスを導入する第２のガス導入部とを備える混練装置。
　前記配管を通して前記混練室内の雰囲気ガスが前記濃度測定部に向かう第１の流れと、
　前記配管を通して前記第２のガス導入部から導入された逆パージガスが前記フィルタに向う第２の流れと、
を切り替える切替部を備え、
　前記濃度測定部が前記混練室内の酸素濃度を測定している間は、前記切替部が前記第１の流れを開放し、前記第２の流れを遮断する一方、
　前記濃度測定部が前記混練室内の酸素濃度の測定を中断している間は、前記切替部が前記第１の流れを遮断し、前記第２の流れを開放することによって、前記配管の前記濃度測定部側から前記フィルタに向かって逆パージガスを導入することを特徴とする請求項１４に記載の混練装置。
　前記濃度測定部にゼロガスを導入する第３のガス導入部を備え、
　前記濃度測定部が前記混練室内の酸素濃度を測定している間は、前記配管を通して前記第３のガス導入部から導入されたゼロガスが前記濃度測定部に向う第３の流れを前記切替部が遮断する一方、
　前記濃度測定部が前記混練室内の酸素濃度の測定を中断している間は、前記切替部が開放され、第３の流れが濃度測定部に向かうこと、を特徴とする請求項１５に記載の混練装置。
　前記混練室内の粉塵を捕集する集塵機と、
　前記集塵機と前記フィルタとの間を接続する配管と、
　前記配管を開閉する開閉弁とを備え、
　前記濃度測定部が酸素濃度の測定を休止している間に、前記開閉弁が前記配管を開放し、この配管を通して前記フィルタ内に溜まった粉塵を前記集塵機により吸引しながら除去することを特徴とする請求項１４に記載の混練装置。
　前記逆パージガスが、不活性ガスであることを特徴とする請求項１４に記載の混練装置。
　前記ゼロガスが、不活性ガスであることを特徴とする請求項１４に記載の混練装置。
　被混練物を混練する混練室と、
　前記混練室に不活性ガスを導入するガス導入部と、
　前記混練室内の酸素濃度を測定する濃度測定部と、
　前記混練室内を目標の酸素濃度とするための演算を行う演算部と、
　前記演算部による演算結果に基づいて前記ガス導入部を制御する制御部とを備える混練装置を用いて、混練室に被混練物を投入し混練し排出する、方法であって、
（ａ）前記濃度測定部が混練時に測定した実測の酸素濃度と、予め設定した目標酸素濃度と、を比較しながら、前記演算部が前記混練室内を目標の酸素濃度とするための演算を行う工程と、
（ｂ）前記演算を行った後の混練において、得られた演算結果に基づき、前記制御部が前記ガス導入部により混練室内に導入される不活性ガスのパージ流量及びパージ時間を制御する工程、を含む、混練方法。
工程（ａ）と工程（ｂ）の組み合わせが、以下の（１）～（５）で表されるサブ工程を含み、
（１）　大気曝露後密閉された混練室内を目標の酸素濃度とするための初期パージ時間を、予め設定した初期パージ流量の値に基づいて求め、
前記初期パージ流量で不活性ガスを前記混練室に導入するとともに前記初期パージ時間経過後に不活性ガスの導入を停止し、
一定期間における混練室内での酸素濃度変化の測定を行う初期パージ工程；
（２）　以下の工程（２ａ）～工程（２ｃ）をこの順で含む初回のバッチ工程、
　（２ａ）　被混練物を前記混練室に投入した後密閉し、所定のパージ流量及びパージ時間で不活性ガスを前記混練室に導入する混練前パージ工程、
　（２ｂ）　前記パージ時間経過後、被混練物の混練を開始するとともに、工程（１）での酸素濃度変化に基づいて求めたパージ流量で不活性ガスを前記混練室に導入しながら、当該混練中の酸素濃度変化の測定を行う混練中パージ工程、
　（２ｃ）　混練後、被混練物を混練室から排出する排出工程；
（３）　前回のバッチ工程における混練中パージでの酸素濃度変化が設定された許容範囲に収まっているかどうかの確認を行い、許容範囲を外れたと判断された場合工程（４）に進み、許容範囲に収まったと判断された場合工程（５）に進む工程；
（４）　以下の工程（４ａ）～工程（４ｃ）をこの順で含む２回目以降のバッチ工程、
　（４ａ）　被混練物を、前回バッチの被混練物が排出された前記混練室に投入した後密閉し、所定のパージ流量及びパージ時間で不活性ガスを前記混練室に導入する混練前パージ工程、
　（４ｂ）　前記パージ時間経過後、被混練物の混練を開始するとともに、前回のバッチ工程での混練中パージ工程での酸素濃度変化を相殺するパージ流量で不活性ガスを前記混練室に導入しながら、当該混練中の酸素濃度変化の測定を行う混練中パージ工程、
　（４ｃ）　混練後、被混練物を混練室から排出する排出工程；及び
（５）　以下の工程（５ａ）～工程（５ｃ）をこの順で含む演算停止以降のバッチ工程、
　（５ａ）　被混練物を、前回バッチの被混練物が排出された前記混練室に投入した後密閉し、所定のパージ流量及びパージ時間で不活性ガスを前記混練室に導入する混練前パージ工程、
　（５ｂ）　前記パージ時間経過後、被混練物の混練を開始するとともに、前回のバッチ工程における混練中パージ工程と同じパージ流量で不活性ガスを前記混練室に導入する混練中パージ工程、
　（５ｃ）　混練後、被混練物を混練室から排出する排出工程；
　上記サブ工程において、
（ｉ）工程（４）を行った後に、又は、（ｉｉ）工程（５）を所定の回数繰り返し、更に続いて、混練中パージ工程において混練中の酸素濃度変化の測定が行われるバッチ工程を行い、このバッチ工程が行われた後に、
工程（３）へ戻り確認が行われる、請求項２０に記載の混練方法。