(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉体と液体とが供給される供給通路（１０）の下端（１０ａ）に設けられて粉体と液体とを混合するための混合機において、ケーシング（２１）の内部には駆動手段で駆動される円形の回転盤（２３）が設けられ、前記供給通路（１０）に対して傾斜して配置されてそのケーシング（２１）の円周方向外側に溶液出口（２７）が接続され、さらに回転盤（２３）の表面には粉体と液体とを混合・攪拌するための複数の突起部分（２６）が立設されており、そして回転盤（２３）の駆動手段の側には円弧状のリブ（２４）が円周等配にかつ回転方向後方に傾斜して立設されていることを特徴とする混合機。
【請求項２】
回転駆動時には前記回転盤（２３）と突起部分（２６）とが存在する領域は粉体及び液体が充満している請求項１記載の混合機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は食品分野で利用される混合機に関し、粉体と液体とを混合する混合機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
先ず、図８、９を参照して従来の混合機の一例を説明する。
図８で示す実施例において、粉体の投入されるホッパ３１の下部には、垂直な投入管３４が接続されている。この投入管３４の下部には、液体噴射ノズル３５を備えた混合機３６が設けられ、その混合機３６の下部には、高速ミキサ３７が接続されている。そして、高速ミキサ３７の内部には、モータ３８で駆動されるプロペラ状の撹拌翼３９が設けられている。なお、図中の符号４０は（粉体が溶け込んだ）溶液の出口である。
【０００３】
ホッパ３１に投入された粉体は、混合機３６において供給された温水と混合され、高速ミキサ３７において高速回転する撹拌翼３９で撹拌・混合されて粉体が液体中に溶け込み、溶液となって溶液出口４０から排出される。
【０００４】
ここで、図８の従来技術の場合には投入管３４及び混合機３６の真下の位置にミキサ３７が位置している。これに対して、図９の従来技術においては、混合機３６で混合された粉体と液体との混合物を高速ミキサ３７に供給する供給管４１が湾曲しているため、高速ミキサ３７は投入管３４及び混合機３６に対して直交する様な位置関係に配置されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記のようにプロペラ状の撹拌翼３９を高速回転させて粉体を液体中に溶解する装置では、必要以上に遠心力が生じるため、翼の外周縁部の溶液が浮き上がると共に、溶液を圧送する力が作用する。そして、空気を巻き込んでしまい、「泡噛み」と呼ばれる現象が発生する。この「泡噛み」が生じると、翼から伝達されるべきヘッドが液体に十分には作用せず、粉体と液体との混合が十分に行われなくなる、という問題が発生する。これを防止する目的で溶液の排出量を少なくする為にミキサ３７の溶液出口４０を狭くすると、ミキサ３７はポンプを締切運転したときの様な状態となり、過大な負荷が発生する。
【０００６】
これに対して、吐出側に送液ポンプを設けて溶液を抜き出すと過負荷は防げるが、遠心力による吐出圧と、送液ポンプの吸引力とが加算され、溶液はミキサ３７内に充分に滞留することなく、所謂「だま」の状態で直ちに排出されてしまう。すなわち、ミキサ３７に十分な撹拌力があったとしても、ミキサ３７の撹拌箇所の大部分が空洞となって十分な撹拌ができないだけでなく、空気の巻込量も増加し、品質が低下する。
【０００７】
さらに、図８の従来技術においては、粉体と液体との混合物は下方に溜まるので、回転軸の貫通部から混合物が漏出してしまうという問題が存在する。これに対して、図９で示す様にミキサ３７を配置すれば回転軸周りからの漏出は防止出来るが、供給管４１の最下方箇所４２に粉体が沈殿して滞留してしまうという問題がある。
【０００８】
本発明は上記した様な従来技術の種々の問題点に鑑みて提案されたもので、粉体と液体とを均一に効率よく混合・撹拌することが出来る混合機の提供を目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、粉体と液体とが供給される供給通路（１０）の下端（１０ａ）に設けられて粉体と液体とを混合するための混合機において、ケーシング（２１）の内部には駆動手段で駆動される円形の回転盤（２３）が設けられ、前記供給通路（１０）に対して傾斜して配置されてそのケーシング（２１）の円周方向外側に溶液出口（２７）が接続され、さらに回転盤（２３）の表面には粉体と液体とを混合・攪拌するための複数の突起部分（２６）が立設されており、そして回転盤（２３）の駆動手段の側には円弧状のリブ（２４）が円周等配にかつ回転方向後方に傾斜して立設されている。
【００１０】
また本発明によれば、回転駆動時には前記回転盤（２３）と突起部分（２６）とが存在する領域は粉体及び液体が充満している。
【００１３】
本発明の実施に際して、回転盤のロータベースは単なる平板形状とすることも可能であるが、その外周縁部を上方に突出させた形状としたり、外周縁部が下方に窪んだ形状とすることが好ましい。そして、ロータベースの外周縁部を上方に突出させた形状とした場合は、ロータベースの中央部分を椀状に窪ませたり、すり鉢状に窪ませたり、截頭円錐形状に窪ませるのが好ましい。また、ロータベースの外周縁部を下方に窪ませた場合には、中央部を円錐形に突出させたり、円筒状に突出させたり、椀状に突出させるのが好ましい。
【００１４】
また、前記突起部分はピンで構成されるのが好ましい。ここで該ピンは、横断面形状が六角形の六角ピン、横断面形状が正方形の四角ピン、横断面形状が三角形の三角ピン、横断面形状が円形の円柱ピン、横断面形状が長方形のヘラ状ピン、横断面形状が楕円形の円錐ピン、横断面形状が半円形の半円ピンとすることが好ましい。さらに、突起部分の側面に凹部や孔を形成して、格別の撹拌効果を得る様に構成することも好ましい。
【００１５】
さらに、突起部分を回転盤表面に立設すると共に、回転盤に相対するケーシングの内壁面に該回転盤に向けて複数の突起部分を立設するのが好ましい。
【００１６】
【作用】
上記した様な構成を具備する本発明の混合機によれば、プロペラ状のものと比較して遠心力の発生を可能な限り減少することが出来る。ここで、回転部分をプロペラ等により構成した従来技術では、周方向へ遠心力が発生し、外周縁部の溶液が浮き上がってしまうが、本発明ではその様な遠心力の発生が抑制されるので、外周縁部の溶液が浮き上がることは無い。従って、空気が巻き込まれることが防止され、「泡噛み」状態が発生することは無くなる。
【００１７】
また、本発明において、前記回転盤と突起部分が存在する領域に粉体及び液体が充満している様に構成することにより、前記突起部分が空気を巻き込んでしまうことが、更に良好に防止される。
【００１８】
ここで、図１０で示すような撹拌翼３９ａを用いることも考えられる。しかし、この様な形状の撹拌翼３９ａで粉液溶液を撹拌した場合には、該溶液を下流側へ送り込む力が強すぎて、大量の空気を巻き込み「泡噛み」を発生する恐れがある。従って、本発明の実施については、撹拌翼３９ａの様な形状はあまり用いられない。
【００１９】
本発明では、駆動手段により回転盤が回転駆動すると、そこに立設された複数の突起部分も回転盤の中心を回転軸として回動する。そして、粉体が液体中で塊（所謂「だま」）を形成しても、回動する突起部分が「だま」に激突して、「だま」を粉砕するので、粉体と液体が均一に且つ効率良く混合・撹拌されるのである。より詳細には、突起部分の進行方向（回動方向）前方の粉体と液体は、突起部分によって押し分けられ、一方、突起部分の進行方向後方の粉体と液体は、該突起部分が通過した後に一瞬生じる吸引力により激しく混合されるものと考えられる。
【００２０】
これに加えて、「ピンミル」的な構造を採用すれば、粉体の「だま」を分断する剪断力と、粉体を液体とを均一に混り合わせる撹拌力、とが大幅に向上する。それと共に、「ピンミル」的な構造を採用したことにより、周方向への遠心力の発生、外周縁部の溶液が浮き上がること、外周縁部の溶液の浮き上がりにより空気が巻き込まれること、「泡噛み」状態の発生、が確実に防止される。
【００２１】
さらに、発明者等は種々検討の結果、前記供給通路の中心線の延長線が回転盤中心線と一致している場合は、前記延長線と中心線とが偏心している場合に比較して、混合・撹拌の効率が向上し、吸引不良等の不都合が発生する割合が低下することを見出した。そして、本発明をその様に構成した場合にも、混合・撹拌効率が改善され、吸引不良等の不都合が防止される。
【００２２】
すなわち、本発明の混合機によれば、突起部分による周方向への遠心力の発生が抑えられ、外周縁部の溶液の浮き上がりが抑制されて剪断力、撹拌力が増加される。また、供給通路が回転盤中心に垂直に接続されるので、周方向への遠心力により液が供給通路側へ逆流するのが抑えられるのである。
【００２３】
これに加えて、本発明の混合機を前記供給通路に対して傾斜して配置すれば、図８の従来技術の場合の様に、粉体と液体との混合物が常時撹拌翼の回転軸近傍に溜まってしまうことは無い。そして、本発明の混合機は前記供給通路に対して直交する様な位置関係にはならないので、図９の従来技術の様に、供給管の最下方部分に粉体が沈殿して滞留してしまうことも防止される。
【００２４】
本発明において、図１１で示す回転盤のロータベース２３（平板形状のロータベース）の外周縁部を上方に突出させた形状とし、中央部分を椀状（図１２）、すり鉢状（図１３）、截頭円錐形状（図１４）に窪ませた場合には、図１１において符号２３ａで示す部分に比較して、図１２−１４において符号２３Ｅで示す部分の分だけ容積が減少して、その分だけ粉体及び液体の滞留空間部分が少なくなる。そして、符号２３ａで示す部分の液体に作用する力の方向は、矢印ｔで示す様に外周縁部方向から中心部方向へ向かう方向に変換される。その結果、外周縁部に向かう粉体及び液体は中心部分に戻り、遠心力による回転軸近傍部の空間が生じ難くなる。
【００２５】
一方、ロータベース２３の外周縁部が下方に窪んだ形状とし、中央部を円錐形に突出させたり（図１５）、円筒状に突出させたり（図１６）、椀状に突出させた（図１７）場合には、粉体及び液体がロータベースの外周縁部方向に移動するのが防止される。これは、図１１において実線で示す部分を切り取る事により、滞留可能な粉体及び液体の量を増加させているので、遠心力が同一であれば、平板形状のロータベースの場合（図１１）に比較すると該遠心力の負荷が増大し、滞留した粉体及び液体をロータベース２３ｆ、２３ｇ、２３ｈの外周縁部に移動させるのが困難になるためと考えられる。
【００２６】
また、前記回転盤に立設される突起部分をピンで構成し、該ピンを横断面形状が六角形の六角ピン、横断面形状が正方形の四角ピン、横断面形状が三角形の三角ピン、横断面形状が円形の円柱ピン、横断面形状が長方形のヘラ状ピン、横断面形状が楕円形の円錐ピン、横断面形状が半円形の半円ピンし、或いは、突起部分の側面に凹部や孔を形成すれば、格別の撹拌効果を得ることが出来るので好都合である。
【００２７】
さらに、突起部分を回転盤表面に立設すると共に、回転盤に相対するケーシングの内壁面に該回転盤に向けて複数の突起部分を立設すれば、回転しないピンに液体及び粉体が激しく衝突するため、粉体の「だま」を分断する剪断力と、粉体を液体とを均一に混り合わせる撹拌力、とがさらに向上する。それと共に、該回転していないピンの存在により、ロータベース外周縁部に向かう遠心力が弱められ、中心部に空間が生じることも防止される。
【００２８】
【実施例】
以下図面を参照して本発明の実施例を説明する。
【００２９】
図１及び図２において、架台１の頂部には、全体を符号２で示すスクリューフィーダが水平に設けられている。そのスクリューフィーダ２のケーシング３の中程上部には、例えば乾燥粉乳の様な粉体を投入する粉体投入口４が設けられ、内部には、モータ５で駆動されるスクリュー６が収められている。このスクリュー６の先端の１ピッチ部分６ａは、分離可能に構成され、その部分６ａには、ケーシング３の内周に当接するスクレーパ７が固設されている。
【００３０】
他方、ケーシング３に連結された全体を符号１０で示す供給通路、すなわち投入管が設けられ、ケーシング３は投入管１０の半径方向中程まで突出されている。その投入管１０のケーシング下方には、液体噴射ノズル１１が接線方向に設けられ、投入管１０の下端部分１０ａは、垂直面内においてスクリューフィーダ２に対向する側に緩く曲げられ、その端部には、補助ノズル１２が設けられている。そして、下端部分１０ａの端部には、軸線の延長上に全体を符号２０で示す混合機が接続されている。すなわち、下端部分１０ａは、混合機２０に垂直に接続されている。
【００３１】
図３ないし図７をも参照し、混合機２０のケーシング２１には、円周方向外側下方に延びる溶液出口２７が接続され、内部には駆動手段であるモータで駆動される回転盤すなわちロータベース２３が設けられている。そのロータベース２３のモータカップリング２２側には、３枚の円弧状のリブ２４が円周等配に、かつ、矢印で示す回転方向後方に傾斜して立設されている。また、ロータベース２３のケーシング２１内には、中央にコーン状のボス部２５が立設され、残りの部分には、複数の突起部分すなわち６角ピン２６が立設されている。この６角ピン２６は、放射状に複数列（図示の例では１２列）、かつ、同心円状に複数列（図示の例では５列）に配置されている。
【００３２】
また、回転盤のロータベースの縦断面形状は、図１１で示す平板形状としても良いが、図１２で示すロータベース２３ｂの様に中央部分を椀状に窪ませても良く、図１３で示すロータベース２３ｃの様に中央部分をすり鉢状に窪ませても良く、図１４で示すロータベース２３ｄの様に中央部分を截頭円錐形状に窪ませることも可能である。
【００３３】
一方、ロータベースの外周縁部が下方に窪んだ形状とし、図１５で示すロータベース２３ｆの様に中央部を円錐形に突出させたり、図１６で示すロータベース２３ｇの様に中央部を円筒状に突出させたり、図１７で示すロータベース２３ｈの様に中央部を椀状に突出させても良い。
【００３４】
突起部分は、６角ピン２６に限られるものではなく、４角ピン２６ａ（図１８参照）、３角ピン２６ｂ（図１９参照）、円形ピン２６ｃ（図２０参照）、へら状ピン２６ｄ（図２１参照）、円錐ピン２６ｅ（図２２参照）、半円ピン２６ｆ（図２３参照）等、任意に選ぶことができる。また、突起部分の配置は、放射状に限られるものではなく、渦巻状、ランダム状など任意である。また、ロータベース２３は、中央にボス部２５を備えているものに限られるものではなく、平盤、テーパ盤、中心部だけに羽根を設けた盤体など任意である。
【００３５】
さらに、図２４で示す様に円形ピン２６ｇの側面に凹部や孔を形成したり、図２５で示す様に六角ピン２６ｈの側面に凹部や孔を形成して、格別の撹拌効果を得る様にしても良い。
【００３６】
さらに、図２６で示す様に、突起部分であるピン２６をロータベース２３に立設すると共に、ロータベース２３に相対するケーシングの内壁面２１Ｕに複数の静止したピン２６ｓを立設しても良い。
【００３７】
次に、作用について説明する。
混合に際し、粉体投入口４から粉体を投入し、液体噴射ノズル１１から例えば６０℃の温水を噴射し、モータ２２により、ロータベース２３を回転駆動すると、そこに立設された複数の６角ピン２６もロータベース２３の中心を回転軸として回動する。そして、粉体が液体中で「だま」を形成しても、回動する６角ピン２６が「だま」に激突して、「だま」を粉砕するので、粉体と液体が均一に且つ効率良く混合・撹拌される。そして、６角ピン２６の進行方向（回動方向）前方の粉体は６角ピン２６によって押し分けられ、一方、６角ピン２６の進行方向後方の粉体と液体は、該６角ピン２６が通過した後に一瞬生じる吸引力により吸引されて激突し混合される。
【００３８】
また、図示の実施例では、ロータベース２３に複数の６角ピン２６を立設されており、プロペラ状のものに比較して遠心力を減少することが出来る。その結果、ロータベース２３の外周縁部が水面上へ浮き上がることは無い。これに加えて、「ピンミル」的な構造であるため、「だま」を分断する剪断力と、粉体と液体とを均一に混り合わせる撹拌力とが大幅に向上している。
【００３９】
また、図示の実施例では、ロータベース２３と６角ピン２６とが存在する領域には粉体及び液体が充満している様に構成してあり、６角ピン２６が空気を巻き込んでしまうことは無い。
【００４０】
さらに、前記投入管１０の中心線の延長線がロータベース２３の中心線と一致しているので、前記投入管１０の中心線の延長線とロータベース２３の中心線とが偏心している場合に比較して、混合・撹拌の効率が向上し、吸引不良等の不都合が発生する割合が低い。
【００４１】
【発明の効果】
本発明は以上説明したように構成されているので、周方向の遠心力が発生を抑制するので、撹拌翼の外周縁部の溶液が浮き上がることが無く、翼の外周縁部の溶液の浮き上がりにより空気が巻き込まれること、及び、「泡噛み」の発生を確実に防止することが出来る。
【００４２】
これに加えて、粉体が液体中で塊（所謂「だま」）を形成しても、回動する突起部分が「だま」に激突して、「だま」を粉砕するので、粉体と液体が均一に且つ効率良く混合・撹拌される。
【００４３】
さらに、本発明の混合機を前記供給通路に対して傾斜して配置すれば、混合物が撹拌翼の回転軸近傍に溜まってしまうことが無く、供給管の最下方部分に粉体が沈殿して滞留してしまうことも防止される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す側断面図。
【図２】図１のＡ矢視図。
【図３】ロータベース周りを示す側面図。
【図４】図３のＢ矢視図。
【図５】図３のＣ矢視図。
【図６】６角ピンの側面図。
【図７】図６の正面図。
【図８】従来の混合機の一例を示す側面図。
【図９】その他の従来技術を示す側面図。
【図１０】ロータベースの縦断面形状の一例を示す平面図。
【図１１】ロータベースの縦断面形状の一例を示す平面図。
【図１２】ロータベースの縦断面形状の一例を示す平面図。
【図１３】ロータベースの縦断面形状の一例を示す平面図。
【図１４】ロータベースの縦断面形状の一例を示す平面図。
【図１５】ロータベースの縦断面形状の一例を示す平面図。
【図１６】ロータベースの縦断面形状の一例を示す平面図。
【図１７】ロータベースの縦断面形状の一例を示す平面図。
【図１８】ピンの形状の一例を示す平面図。
【図１９】ピンの形状の一例を示す平面図。
【図２０】ピンの形状の一例を示す平面図。
【図２１】ピンの形状の一例を示す平面図。
【図２２】ピンの形状の一例を示す平面図。
【図２３】ピンの形状の一例を示す平面図。
【図２４】ピンの形状の一例を示す平面図。
【図２５】ピンの形状の一例を示す平面図。
【図２６】本発明の他の実施例を示す側面断面図。
【符号の説明】
１・・・架台
２・・・スクリューフィーダ
３・・・ケーシング
４・・・粉体投入口
５・・・モータ
６・・・スクリュー
６ａ・・・１ピッチ部分
７・・・スクレーパ
１０、３４・・・投入管
１１、３５・・・液体噴射ノズル
１２・・・補助ノズル
２０、３６・・・混合機
２１・・・ケーシング
２２・・・モータカップリング
２３、２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄ、２３ｆ、２３ｇ、２３ｈ・・・ロータベース
２３Ｅ・・・ロータベースの外周縁部
２４・・・リブ
２５・・・ボス部
２６、２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄ、２６ｅ、２６ｆ、２６ｇ、２６ｈ、２６ｓ・・・ピン
２７、４０・・・溶液出口
３１・・・ホッパ
３２・・・シャッタ
３７・・・高速ミキサ
３８・・・モータ
３９、３９ａ・・・撹拌翼
【図１】
0003606925.tif 000002
【図２】
0003606925.tif 000003
【図３】
0003606925.tif 000004
【図４】
0003606925.tif 000005
【図５】
0003606925.tif 000006
【図６】
0003606925.tif 000007
【図７】
0003606925.tif 000008
【図８】
0003606925.tif 000009
【図９】
0003606925.tif 000010
【図１０】
0003606925.tif 000011
【図１１】
0003606925.tif 000012
【図１２】
0003606925.tif 000013
【図１３】
0003606925.tif 000014
【図１４】
0003606925.tif 000015
【図１５】
0003606925.tif 000016
【図１６】
0003606925.tif 000017
【図１７】
0003606925.tif 000018
【図１８】
0003606925.tif 000019
【図１９】
0003606925.tif 000020
【図２０】
0003606925.tif 000021
【図２１】
0003606925.tif 000022
【図２２】
0003606925.tif 000023
【図２３】
0003606925.tif 000024
【図２４】
0003606925.tif 000025
【図２５】
0003606925.tif 000026
【図２６】
0003606925.tif 000027