(57)【要約】【課題】二次凝集を抑制して均一混合を行う。【解決手段】撹拌混合装置１１０には、内部に流体が流通するケーシング１２と、ケーシング１２内に配置され振動源９２に接続された撹拌体１５と、ケーシング１２の内部に液体を導入する液体導入口２２と、ケーシング１２の内部に粉体を導入する粉体導入口２４と、を有し、粉体導入口２４には、粉体導入装置５５が取り付けられ、粉体導入装置５５には、粉体を搬送するためのスクリュー５４が設けられ、スクリュー５４は、振動回転源５３に接続されている。【選択図】図１
2006102600.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に流体が流通される流通路が設けられたケーシングと、
前記ケーシング内に配置され、振動源に接続された軸部と該軸部の周囲に取り付けられた撹拌羽根とからなる撹拌体と、
前記ケーシングの内部に液体を導入する液体導入口と、
前記ケーシングの内部に粉体を導入する粉体導入口と、
を有し、
前記粉体導入口には、粉体導入装置が取り付けられ、
前記粉体導入装置には、粉体を搬送するためのスクリューが設けられ、
前記スクリューは、振動回転源に接続されていることを特徴とする撹拌混合装置。
【請求項２】
請求項１に記載の撹拌混合装置において、
前記粉体導入口は、前記撹拌体の軸部と水平な位置に設けられていることを特徴とする撹拌混合装置。
【請求項３】
請求項１に記載の撹拌混合装置において、
前記粉体導入口は、前記撹拌体の軸部に対して垂直な位置に設けられていることを特徴とする撹拌混合装置。
【請求項４】
請求項１又は請求項２に記載の撹拌混合装置において、
前記スクリューは、更に第１の軸部と第２の軸部とからなり、
前記振動回転源は、前記第１の軸部を回転させる回転源と、第２の軸部を振動させる振動源とからなることを特徴とする撹拌混合装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の撹拌混合装置において、
前記撹拌体は、前記ケーシング内に配置され、振動回転源に接続された軸部と該軸部の周囲に取り付けられた撹拌羽根とからなることを特徴とする撹拌混合装置。
【請求項６】
請求項５に記載の撹拌混合装置において、
前記軸部は、更に第１の軸部と第２の軸部とからなり、
前記振動回転源は、前記第１の軸部を回転させる回転源と、第２の軸部を振動させる振動源とからなることを特徴とする撹拌混合装置。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の撹拌混合装置において、
前記ケーシング内部には、前記流通路を仕切り板によって仕切った１つ以上の撹拌室が設けられていることを特徴とする撹拌混合装置。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の撹拌混合装置において、
更に、前記ケーシングには、取出口が設けられ、
前記取出口近傍には、ケーシング内容物を濾過するフィルタが設けられていることを特徴とする撹拌混合装置。
【請求項９】
請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の撹拌混合装置において、
前記ケーシングの内部にスチームを導入する１つ以上のスチーム導入口と、を有することを特徴とする撹拌混合装置。
【請求項１０】
請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の撹拌混合装置において、
前記ケーシングの内部に導入された粉体を、スチーム量および／またはスチームの圧力を調整して前記粉体を加熱および／または融解および／または殺菌させることを特徴とする撹拌混合装置。
【請求項１１】
請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の撹拌混合装置において、
前記原料は、液体または流体であって、スチーム量および／またはスチームの圧力を調整して前記液体または流体の粘度または反応を調節することを特徴とする撹拌混合装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粉体を搬送するスクリューを振動回転させて粉体を撹拌混合装置に導入すると共に、撹拌体を振動および／または回転させて撹拌混合を行う撹拌混合装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、粉体に液体を添加して混合する場合、液体に粉体を添加して混合する場合、及び粉体と液体とを単に同時に添加し混合した場合には、液体中で粉体の二次凝集粒（いわゆる、ダマ）が生じてしまい、また一旦発生した二次凝集を再度液体中に分散させることは極めて難しいことが知られている。さらに、二次凝集物が原料導入口を閉塞させ、その結果、のちの粉体導入が困難になってしまうという現象も生じやすい。
【０００３】
そこで、近年、粉体と液体との混合時に二次凝集の発生を抑制可能な装置及び方法が提案されてきている。
【０００４】
従来、上部に液体と粉体とを投入する供給口を設け、下部に排出口を設けたケーシング内部に回転円盤を設け、該回転円盤によりケーシング内部を上部混練室と下部混練室に区分けし、また回転円盤の上部にスクレーパを取り付け、また回転円盤の下位置に回転円盤とは非接触状態で独立して回転する回転スクレーパを取り付け、供給口から投入された粉体と液体とを回転円盤を回転させ混合し、下部混練室に移動した混合物を回転円盤より低速回転する回転スクレーパにより混合掻き取りして排出口から外部に連続的に移動させる液体と粉体との連続混合装置が提案されている（例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３）。
【０００５】
また、回転混合盤を介して粉体と液体を混合する連続混合装置において、液体を噴霧供給し粉体と液体との均一混合を行う装置も提案されている（例えば、特許文献４、特許文献５）。
【０００６】
また、石炭粉等の粉体と水等の液体値を混合してスラリとする方法において、スクリューポンプ内に粉体を送り、更にそのスクリューポンプの途中から液体を供給して粉体と液体とを混合して昇圧し、スクリューポンプの吐出口で圧力を下げてスラリ化する方法も提案されている（例えば、特許文献６）。
【０００７】
更に、本願出願人も、２種類以上の物質を内部に収納するケーシングと、ケーシング内に配置された擂り子とを有し、前記ケーシング内側面又は擂り子の外側面の少なくとも一方側に凹凸を形成し、更に前記ケーシングと擂り子を相対的に往復移動させて、ケーシング内側面と擂り子の外側面との隙間に生じる狭圧力によって、前記２種類以上の物質のうち、少なくとも１種以上を分散する分散装置を提案している（たとえば、特許文献７）。
【０００８】
【特許文献１】特開平１１−１９４９５号公報
【特許文献２】特開２００１−６２２７３号公報
【特許文献３】特開２００２−１６６１５４号公報
【特許文献４】特開２００２−２４８３３０号公報
【特許文献５】特開２００１−１９８４４７号公報
【特許文献６】特開２００１−６５８５０号公報
【特許文献７】特開２０００−２４６１３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上述のいずれの混合装置及び混合方法においても、未だ二次凝集を完全に解消し、粉体導入口の閉塞防止可能な装置および方法ではなく、また混合可能な粉体と液体との組み合わせが限定され、今一歩であった。
【００１０】
また、上述のいずれの混合装置及び混合方法においても、液体と液体との混合、溶解、化学反応、重合反応等により得られた物が高粘度化する場合にも、その均一混合が不十分となる可能性もあった。
【００１１】
また、特に、撹拌混合装置の粉体導入口付近は、撹拌混合装置内の液体や流体が、粉体導入口付近の粉体と直接または間接的に接触するおそれがある。仮に、両者が接触した場合には、粉体導入口付近で粉体が吸湿して二次凝集を生じ、粉体導入口を塞ぐおそれもあり、かかる場合は、撹拌混合操作を連続して行うことは困難であった。
【００１２】
本発明の目的は、特に、粉体と液体との組み合わせにおいて二次凝集の発生を抑制し、二次凝集による原料導入口の閉塞を防止するとともに、混合する液体と液体並びに粉体と液体との組み合わせをほとんど限定することなく汎用性に富み、また液体と液体並びに粉体と液体との均一混合、反応等に優れた撹拌混合装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の撹拌混合装置は、以下の特徴を有する。
【００１４】
（１）内部に流体が流通される流通路が設けられたケーシングと、前記ケーシング内に配置され、振動源に接続された軸部と該軸部の周囲に取り付けられた撹拌羽根とからなる撹拌体と、前記ケーシングの内部に液体を導入する液体導入口と、前記ケーシングの内部に粉体を導入する粉体導入口と、を有し、前記粉体導入口には、粉体導入装置が取り付けられ、前記粉体導入装置には、粉体を搬送するためのスクリューが設けられ、前記スクリューは、振動回転源に接続されている撹拌混合装置である。
【００１５】
上述のように、粉体導入装置内のスクリューを振動回転させることによって、仮に、撹拌混合装置の粉体導入口付近において、撹拌混合装置内の液体や流体が、粉体導入口付近の粉体と接触し、スクリューに二次凝集により生じた付着物が付着したとしても、スクリューから上記付着物を剥離することができる。さらに、スクリューの振動回転により、粉体導入口より随時または連続的に二次凝集物をケーシング内に導入することができる。これにより、経時による二次凝集物の塊の増大を抑制することができ、超大化した二次凝集物による粉体導入口の閉塞を抑制することができる。
【００１６】
（２）上記（１）に記載の撹拌混合装置において、前記粉体導入口は、前記撹拌体の軸部と水平な位置に設けられている。
【００１７】
（３）上記（１）に記載の撹拌混合装置において、前記粉体導入口は、前記撹拌体の軸部に対して垂直な位置に設けられている。
【００１８】
（４）上記（１）又は（２）に記載の撹拌混合装置において、前記スクリューは、更に第１の軸部と第２の軸部とからなり、前記振動回転源は、前記第１の軸部を回転させる回転源と、第２の軸部を振動させる振動源とからなる。
【００１９】
（５）上記（１）から（４）のいずれか１つに記載の撹拌混合装置において、前記撹拌体は、前記ケーシング内に配置され、振動回転源に接続された軸部と該軸部の周囲に取り付けられた撹拌羽根とからなる。
【００２０】
（６）上記（５）に記載の撹拌混合装置において、前記軸部は、更に第１の軸部と第２の軸部とからなり、前記振動回転源は、前記第１の軸部を回転させる回転源と、第２の軸部を振動させる振動源とからなる。
【００２１】
（７）上記（１）から（６）のいずれか１つに記載の撹拌混合装置において、前記ケーシング内部には、前記流通路を仕切り板によって仕切った１つ以上の撹拌室が設けられている。
【００２２】
仕切り板を設けることによって、ケーシング内の流通路に乱流が生じ、より撹拌効率が向上する。
【００２３】
（８）上記（１）から（７）のいずれか１つに記載の撹拌混合装置において、更に、前記ケーシングには、取出口が設けられ、前記取出口近傍には、ケーシング内容物を濾過するフィルタが設けられている。
【００２４】
フィルタを設けることによって、未溶解物や不要物を濾して、所望の溶解物、混合物、反応物等を得ることができる。
【００２５】
（９）上記（１）から（８）のいずれか１つに記載の撹拌混合装置において、前記ケーシングの内部にスチームを導入する１つ以上のスチーム導入口と、を有する。
【００２６】
（１０）上記（１）から（９）のいずれか１つに記載の撹拌混合装置において、前記ケーシングの内部に導入された粉体を、スチーム量および／またはスチームの圧力を調整して前記粉体を加熱および／または融解および／または殺菌させる。
【００２７】
（１１）上記（１）から（９）のいずれか１つに記載の撹拌混合装置において、前記原料は、液体または流体であって、スチーム量および／またはスチームの圧力を調整して前記液体または流体の粘度または反応を調節する。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、粉体を搬送させる粉体導入装置５５のスクリューを振動回転させ、粉体を撹拌混合装置に導入し、さらに、撹拌混合装置の撹拌体を振動および／または回転運動させるため、例えば、粉体と液体との撹拌時における二次凝集を抑制することができ、これにより原料導入口付近の閉塞を防止することができる。その結果、のちの原料導入も滞りなく行うことができ、撹拌効率を向上させることができる。また、撹拌された物が高粘度になったとしても、撹拌体により後方に送りながら、円滑に撹拌混合操作を行うことができる。
【００２９】
例えば、撹拌されたものが二次凝集を起こしやすい場合や、撹拌されたものが高粘度となるものなどにおいて、均一に、また円滑に撹拌混合を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、本発明の最良の実施形態について、図面に基づいて説明する。
【００３１】
実施の形態１．
本発明の一例の撹拌混合装置について図１を用いて以下にその構成を説明する。
【００３２】
撹拌混合装置１１０には、内部に流体が流通する流通路が設けられたケーシング１２と、ケーシング１２内に配置され振動源９２に接続された軸部１７と軸部１７の周囲に取り付けられた撹拌羽根１６とからなる撹拌体１５とが設けられている。なお、撹拌羽根は、撹拌される原料に応じて、螺旋状、棒状などの形状を適宜選択して用いることが好ましい。
【００３３】
本実施の形態の撹拌混合装置１１０において、ケーシング１２の上流側撹拌室２０６ａには、軸部１７と平行な位置に粉体導入口２４が設けられ、ケーシング１２の上流側撹拌室２０６ａには、液体導入口２２が設けられている。
【００３４】
また、仕切り板１８が、ケーシング１２内部と流通路内に流体又は粉体が連通可能に少なくとも１つ以上設けられ、仕切り板１８により仕切られたケーシング１２内部は、それぞれ撹拌室２０６ａ，２０６ｂ，２０６ｃとして、撹拌度合いの異なる混合物等が順次導入されている。以上のように、ケーシング１２内部を仕切り板１８により仕切ることによって、乱流効果を高めている。但し、これに限るものではなく、原料の性質などによって容易に撹拌混合可能である場合には、仕切り板１８はなくてもよい。
【００３５】
粉体導入口２４には、粉体導入装置５５が配置され、粉体導入装置５５には、漏斗状の粉体フィーダー５７が設けられ、また、粉体を粉体導入口２４に導入可能なように、振動回転駆動源５３にスクリュー５４と後述する第２の軸部４８が接続されている。
【００３６】
上記振動回転駆動源５３は、図２，３に示す振動回転源であることが好ましい。
【００３７】
すなわち、振動回転駆動源５３は、スクリュー５４を回転させる回転源と、主に第２の軸部４８を振動させる振動源とからなる。
【００３８】
そして、上記回転源は、図２に示すように、駆動源であるモータ３６に接続され回転運動可能な第１のギア３４と、第１のギア３４と係合し第１のギア３４の回転方向と反転した回転方向に回転運動可能な第２のギア３２と、第２のギア３２が外周側壁に設けられ底部にスクリュー５４が連結されているギアユニット３０とを有する。
【００３９】
一方、上記振動源は、第２の軸部４８の一端に連結された偏心カム５０と、第２の軸部４８の他端に連結されギアユニット３０内に装填されるピストン部４０と、ピストン部４０とギアユニット３０との間に設けられ回転運動がピストン部４０へ伝達されることを防止する回転防止手段と、を有する。
【００４０】
また、本実施の形態では、上記回転防止手段は、ピストン部４０の外周側壁とギアユニット３０の内周側壁との間に設けられたラジアルベアリング４２と、ピストン部４０の底部とギアユニット３０の内底部との間、ピストン部４０の上部とギアユニット３０の対向面との間の少なくとも一方に設けられたスラストベアリング４４からなる。上述のラジアルベアリング４２を設けることによって、第１のギア３４および第２のギア３２により回転運動が伝達されたギアユニット３０の回転運動がピストン部４０に伝達されることを防止できる。また、スラストベアリング４４を設けることによって、偏心カム５０によって振動するピストン部４０の振動運動に連動させて、ギアユニット３０を矢印１０２方向に容易にスライドさせながら、第１のギア３４と第２のギア３２とを係合させ回転運動をギアユニット３０に伝達させることができる。
【００４１】
なお、これに限るものではなく、振動回転駆動源５３は図３に示す構成であってもよい。すなわち、上述した図２の振動回転駆動源では、ピストン部４０の底部とギアユニット３０の内底部との間、ピストン部４０の上部とギアユニット３０の対向面との間の少なくとも一方にスラストベアリング４４が設けられているが、図３に示す振動回転駆動源では、上記スラストベアリング４４の代わりに、平板４８ａ，４８ｂが設けられている。
【００４２】
平板４８ａ，４８ｂを設けることにより、偏心カム５０によって振動するピストン部４０の振動運動に連動させて、ギアユニット３０を矢印１０２方向に容易にスライドさせながら、第１のギア３４と第２のギア３２とを係合させ回転運動をギアユニット３０に伝達させることができる。
【００４３】
上記構成の振動回転駆動源５３を用いることにより、粉体をほとんど滞留させることなく、粉体導入装置５５から撹拌室２０６ａに送り出すことができ、仮に導入する粉体とケーシング１２内に導入された液体とが接触してスクリュー５４に付着したとしても、振動回転駆動源５３によりスクリュー付着物をスクリュー５４より剥離させることができる。従って、のちの撹拌混合時に二次凝集を発生させることが抑制でき、円滑な撹拌操作を行うことができる。
【００４４】
一方、液体導入口２２は、バルブ７２とポンプ７４とを介して液体貯留槽７６と接続され、液体貯留槽７６には混合用の液体７８が貯留されている。
【００４５】
また、未処理物取出口６４が設けられている撹拌室２０６ｃには、撹拌体１５を包囲するようにフィルタ７０が設けられている。このフィルタ７０によって、仮に原料の未処理物（例えば、ままこまたはダマ）がケーシング１２内に存在したとしても、この未処理物のみ取出口６４から排出させることができる。フィルタ７０は、例えばミクロレベルの粗さの網目（ファインメッシュ）を有するステンレス製またはセラミック製の濾過部材、あるいは逆浸透膜、高分子膜（ナノフィルタ膜）等を使用することができる。一方、また、撹拌室２０６ｃのフィルタ７０の外側には、濾過された処理物が導入される処理済み室８２が設けられ、この処理済み室８２には、処理物取出口６２が設けられている。
【００４６】
また、未処理物取出口６４には、圧力計８０と排出用のバルブ６８とが設けられ、一方、処理物取出口６２には、排出用のバルブ６６が設けられている。
【００４７】
次に、本実施の形態の撹拌混合装置１１０の動作について説明する。
【００４８】
振動回転駆動源５３を駆動させて粉体導入装置５５から粉体を押出しこの粉体をケーシング１２の上流側の粉体導入口２４から導入するとともに、液体７８を液体貯留槽７６からポンプ７４、バルブ７２を介して液体導入口２２からケーシング１２内に導入する。
【００４９】
ここで、振動回転駆動源５３において、図２又は図３に示すように、偏心カム５０を駆動させ、第２の軸部４８を矢印１０８方向に振動させる。これにより、第２の軸部４８に連結されたピストン部４０が矢印１０２方向に振動する。
【００５０】
また、偏心カム５０の駆動と同時または別に、モータ３６を駆動させて第１のギア３４を矢印１００の方向に回転させる。これにより、第１のギア３４の回転は、第１のギア３４と係合する第２のギア３２に伝わり、第２のギア３２は、第１のギア３４の回転方向と反転した回転方向、すなわち矢印１０４方向に回転する。その結果、第２のギア３２が外周側壁に形成されたギアユニット３０は矢印１０４方向に回転し、ギアユニット３０に連結されているスクリュー５４も矢印１０４方向に回転する。
【００５１】
さらに、上述したピストン部４０の矢印１０２方向の振動運動は、ギアユニット３０に伝わり、これにより、図２，３に示すように、振動回転駆動源に接続されたスクリュー５４は、矢印１０４方向に回転するとともに、矢印１０６方向に振動する。
【００５２】
その結果、スクリュー５４は、粉体導入装置５５内で振動および回転し、粉体を効率よく、撹拌混合装置１１０に輸送することができる。
【００５３】
次に、本実施の形態の撹拌混合装置１１０の動作について説明する。
【００５４】
上述の粉体導入装置５５により導入された粉体は、振動源９２によって駆動される撹拌体１５により、撹拌混合装置１１０の撹拌室２０６ａ，２０６ｂ，２０６ｃに順次送り出された撹拌処理物は、フィルタ７０により濾過され、濾過された処理物は、処理済み室８２に貯留され、随時または連続で手動または自動によりバルブ６６を閉から開にして取り出す。一方、未処理物取出口６４に設けられた圧力計８０が所定圧以上になると手動または自動でバルブ６８を閉から開にして、未処理物を排出する。
【００５５】
実施の形態２．
本発明の一例の撹拌混合装置について図４を用いて以下にその構成を説明する。なお、上記実施の形態１と同一の構成には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００５６】
本実施の形態の撹拌混合装置１１０には、内部に流体が流通する流通路が設けられたケーシング１２と、ケーシング１２内に配置され振動源９２に接続された軸部１７と軸部１７の周囲に取り付けられた撹拌羽根１６とからなる撹拌体１５とが設けられている。なお、撹拌羽根は、撹拌される原料に応じて、螺旋状、棒状などの形状を適宜選択して用いることが好ましい。
【００５７】
本実施の形態の撹拌混合装置１１０において、ケーシング１２の上流側撹拌室２０６ａには、軸部１７に対して垂直な位置に粉体導入口２４が設けられ、ケーシング１２の上流側撹拌室２０６ａには、液体導入口２２が設けられている。
【００５８】
粉体導入口２４には、粉体導入装置５５が配置され、粉体導入装置５５には、漏斗状の粉体フィーダー５７が設けられ、また、粉体を粉体導入口２４に導入可能なように、振動回転駆動源５３にスクリュー５４と後述する第２の軸部４８が接続されている。上記振動回転駆動源５３は、上記実施の形態１と同様に、上記実施の形態１において図２，３を用いて説明した振動回転源であることが好ましい。
【００５９】
これにより、粉体をほとんど滞留させることなく、粉体導入装置５５から撹拌室２０６ａに送り出すことができ、仮に導入する粉体とケーシング１２内に導入された液体とが接触してスクリュー５４に付着したとしても、振動回転駆動源５３によりスクリュー付着物をスクリュー５４より剥離させることができる。従って、のちの撹拌混合時に二次凝集を発生させることが抑制でき、円滑な撹拌操作を行うことができる。
【００６０】
一方、液体導入口２２は、バルブ７２とポンプ７４とを介して液体貯留槽７６と接続され、液体貯留槽７６には混合用の液体７８が貯留されている。
【００６１】
また、未処理物取出口６４が設けられている撹拌室２０６ｃには、撹拌体１５を包囲するようにフィルタ７０が設けられている。このフィルタ７０によって、仮に原料の未処理物（例えば、ままこまたはダマ）がケーシング１２内に存在したとしても、この未処理物のみ取出口６４から排出させることができる。フィルタ７０は、例えばミクロレベルの粗さの網目（ファインメッシュ）を有するステンレス製またはセラミック製の濾過部材、あるいは逆浸透膜、高分子膜（ナノフィルタ膜）等を使用することができる。一方、また、撹拌室２０６ｃのフィルタ７０の外側には、濾過された処理物が導入される処理済み室８２が設けられ、この処理済み室８２には、処理物取出口６２が設けられている。
【００６２】
また、未処理物取出口６４には、圧力計８０と排出用のバルブ６８とが設けられ、一方、処理物取出口６２には、排出用のバルブ６６が設けられている。
【００６３】
次に、本実施の形態の撹拌混合装置１１０の動作について説明する。
【００６４】
振動回転駆動源５３を駆動させて粉体導入装置５５から粉体を押出しこの粉体を上流側の粉体導入口２４から導入するとともに、液体７８を液体貯留槽７６からポンプ７４、バルブ７２を介して液体導入口２２からケーシング１２内に導入する。
【００６５】
上述の粉体導入装置５５の振動回転するスクリュー５４により導入された粉体は、撹拌混合装置１１０の振動する撹拌体１５により撹拌室２０６ａ，２０６ｂ，２０６ｃに順次送り出された撹拌処理物は、フィルタ７０により濾過され、濾過された処理物は、処理済み室８２に貯留され、随時または連続で手動または自動によりバルブ６６を閉から開にして取り出す。一方、未処理物取出口６４に設けられた圧力計８０が所定圧以上になると手動または自動でバルブ６８を閉から開にして、未処理物を排出する。
【００６６】
実施の形態３．
本発明の他の撹拌混合装置の例について図５を用いて以下に説明する。なお、上記実施の形態１および実施の形態２と同一の構成には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００６７】
本実施の形態の撹拌混合装置１１０において、ケーシング１２の上流側撹拌室２０６ａには、軸部１４と平行な位置に粉体導入口２４が設けられ、ケーシング１２の上流側撹拌室２０６ａには、液体導入口２２が設けられている。
【００６８】
なお、本実施の形態の撹拌混合装置１１０の軸部１４は、後述する図６，７に示す回転源に接続され、図６，７に示す軸部４８が振動源によって振動され、結果として、軸部１４は回転振動を行う。
【００６９】
すなわち、図６に示すように、振動回転源は、第１の軸部１４を回転させる回転源と、主に第２の軸部４８を振動させる振動源とからなる。
【００７０】
そして、上記回転源は、駆動源であるモータ３６に接続され回転運動可能な第１のギア３４と、第１のギア３４と係合し第１のギア３４の回転方向と反転した回転方向に回転運動可能な第２のギア３２と、第２のギア３２が外周側壁に設けられ底部に第１の軸部１４が連結されているギアユニット３０とを有する。
【００７１】
一方、上記振動源は、第２の軸部４８の一端に連結された偏心カム５０と、第２の軸部４８の他端に連結されギアユニット３０内に装填されるピストン部４０と、ピストン部４０とギアユニット３０との間に設けられ回転運動がピストン部４０へ伝達されることを防止する回転防止手段と、を有する。
【００７２】
また、本実施の形態では、上記回転防止手段は、ピストン部４０の外周側壁とギアユニット３０の内周側壁との間に設けられたラジアルベアリング４２と、ピストン部４０の底部とギアユニット３０の内底部との間、ピストン部４０の上部とギアユニット３０の対向面との間の少なくとも一方に設けられたスラストベアリング４４からなる。上述のラジアルベアリング４２を設けることによって、第１のギア３４および第２のギア３２により回転運動が伝達されたギアユニット３０の回転運動がピストン部４０に伝達されることを防止できる。また、スラストベアリング４４を設けることによって、偏心カム５０によって振動するピストン部４０の振動運動に連動させて、ギアユニット３０を矢印１０２方向に容易にスライドさせながら、第１のギア３４と第２のギア３２とを係合させ回転運動をギアユニット３０に伝達させることができる。
【００７３】
なお、これに限るものではなく、振動回転駆動源は図７に示す構成であってもよい。すなわち、上述した図６の振動回転駆動源では、ピストン部４０の底部とギアユニット３０の内底部との間、ピストン部４０の上部とギアユニット３０の対向面との間の少なくとも一方にスラストベアリング４４が設けられているが、図７に示す振動回転駆動源では、上記スラストベアリング４４の代わりに、平板４８ａ，４８ｂが設けられている。
【００７４】
平板４８ａ，４８ｂを設けることにより、偏心カム５０によって振動するピストン部４０の振動運動に連動させて、ギアユニット３０を矢印１０２方向に容易にスライドさせながら、第１のギア３４と第２のギア３２とを係合させ回転運動をギアユニット３０に伝達させることができる。
【００７５】
粉体導入口２４には、粉体導入装置５５が配置され、粉体導入装置５５には、漏斗状の粉体フィーダー５７が設けられ、また、粉体を粉体導入口２４に導入可能なように、振動回転駆動源５３にスクリュー５４が接続されている。上記振動回転駆動源５３は、上記実施の形態１において図２，３を用いて説明した振動回転源であることが好ましい。
【００７６】
図２，３に示す上述した構成の振動回転駆動源５３を用いることにより、粉体をほとんど滞留させることなく、粉体導入装置５５から撹拌室２０６ａに送り出すことができ、仮に導入する粉体とケーシング１２内に導入された液体とが接触してスクリューに付着したとしても、振動回転源５３によりスクリュー付着物をスクリューより剥離させることができる。従って、のちの撹拌混合時に二次凝集を発生させることが抑制でき、円滑な撹拌操作を行うことができる。
【００７７】
一方、液体導入口２２は、バルブ７２とポンプ７４とを介して液体貯留槽７６と接続され、液体貯留槽７６には混合用の液体７８が貯留されている。
【００７８】
また、未処理物取出口６４が設けられている撹拌室２０６ｃには、撹拌体１５を包囲するようにフィルタ７０が設けられている。このフィルタ７０によって、仮に原料の未処理物（例えば、ままこまたはダマ）がケーシング１２内に存在したとしても、この未処理物のみ取出口６４から排出させることができる。フィルタ７０は、例えばミクロレベルの粗さの網目（ファインメッシュ）を有するステンレス製またはセラミック製の濾過部材、あるいは逆浸透膜、高分子膜（ナノフィルタ膜）等を使用することができる。一方、また、撹拌室２０６ｃのフィルタ７０の外側には、濾過された処理物が導入される処理済み室８２が設けられ、この処理済み室８２には、処理物取出口６２が設けられている。
【００７９】
また、未処理物取出口６４には、圧力計８０と排出用のバルブ６８とが設けられ、一方、処理物取出口６２には、排出用のバルブ６６が設けられている。
【００８０】
次に、本実施の形態の撹拌混合装置１１０の動作について説明する。
【００８１】
振動回転駆動源５３を駆動させて粉体導入装置５５のスクリュー５４を振動回転させて粉体を押出し、この粉体をケーシングの上流側の粉体導入口２４から導入するとともに、液体７８を液体貯留槽７６からポンプ７４、バルブ７２を介して液体導入口２２からケーシング１２内に導入する。
【００８２】
一方、偏心カム５０を駆動させ、第２の軸部４８を矢印１０８方向に振動させる。これにより、第２の軸部４８に連結されたピストン部４０が矢印１０２方向に振動する。
【００８３】
また、偏心カム５０の駆動と同時または別に、モータ３６を駆動させて第１のギア３４を矢印１００の方向に回転させる。これにより、第１のギア３４の回転は、第１のギア３４と係合する第２のギア３２に伝わり、第２のギア３２は、第１のギア３４の回転方向と反転した回転方向、すなわち矢印１０４方向に回転する。その結果、第２のギア３２が外周側壁に形成されたギアユニット３０が矢印１０４方向に回転し、ギアユニット３０に連結されている第１の軸部１４も矢印１０４方向に回転する。
【００８４】
さらに、上述したピストン部４０の矢印１０２方向の振動運動は、ギアユニット３０に伝わり、これにより、第１の軸部１４は、矢印１０４方向に回転するとともに、矢印１０６方向に振動する。
【００８５】
その結果、撹拌体１５は、ケーシング１２内で振動および回転し、より均一な撹拌を行うことができるとともに、仮に撹拌された物が高粘度になったとしても、この撹拌されたものを、撹拌体１５により撹拌室２００ａ，２００ｂ，２００ｃを経て後方の取出口６２に送りながら、円滑に撹拌混合操作を行うことができる。
【００８６】
上述した撹拌体１５の振動回転動作により、撹拌室２０６ａ，２０６ｂ，２０６ｃに順次送り出された撹拌処理物は、フィルタ７０により濾過され、濾過された処理物は、処理済み室８２に貯留され、随時または連続で手動または自動によりバルブ６６を閉から開にして取り出す。一方、未処理物取出口６４に設けられた圧力計８０が所定圧以上になると手動または自動でバルブ６８を閉から開にして、未処理物を排出する。
【００８７】
実施の形態４．
本発明の他の撹拌混合装置の例を図８を用いて以下に説明する。なお、上記実施の形態１から実施の形態３と同一の構成には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００８８】
本実施の形態の撹拌混合装置１１０において、ケーシング１２の上流側撹拌室２０６ａには、軸部１４に対して垂直な位置に粉体導入口２４が設けられ、ケーシング１２の中流側撹拌室２０６ｂには、液体導入口２２が設けられている。
【００８９】
なお、本実施の形態の撹拌混合装置１１０の軸部１４は、図６，７に示す回転源に接続され、図６，７に示す軸部４８が振動源によって振動され、結果として、軸部１４は回転振動を行う。
【００９０】
粉体導入口２４には、粉体導入装置５５が配置され、粉体導入装置５５には、漏斗状の粉体フィーダー５７が設けられ、また、粉体を粉体導入口２４に導入可能なように、振動回転駆動源５３にスクリューが接続されている。上記振動回転駆動源５３は、上記実施の形態１において図２，３を用いて説明した振動回転源であることが好ましい。
【００９１】
これにより、粉体をほとんど滞留させることなく撹拌室２０６ａに送り出すことができ、仮に導入する粉体とケーシング１２内に導入された液体とが接触してスクリューに付着したとしても、振動回転源５３によりスクリュー付着物をスクリューより剥離させることができる。従って、のちの撹拌混合時に二次凝集を発生させることが抑制でき、円滑な撹拌操作を行うことができる。
【００９２】
一方、液体導入口２２は、バルブ７２とポンプ７４とを介して液体貯留槽７６と接続され、液体貯留槽７６には混合用の液体７８が貯留されている。
【００９３】
また、未処理物取出口６４が設けられている撹拌室２０６ｃには、撹拌体１５を包囲するようにフィルタ７０が設けられている。このフィルタ７０によって、仮に原料の未処理物（例えば、ままこまたはダマ）がケーシング１２内に存在したとしても、この未処理物のみ取出口６４から排出させることができる。フィルタ７０は、例えばミクロレベルの粗さの網目（ファインメッシュ）を有するステンレス製またはセラミック製の濾過部材、あるいは逆浸透膜、高分子膜（ナノフィルタ膜）等を使用することができる。一方、また、撹拌室２０６ｃのフィルタ７０の外側には、濾過された処理物が導入される処理済み室８２が設けられ、この処理済み室８２には、処理物取出口６２が設けられている。
【００９４】
また、未処理物取出口６４には、圧力計８０と排出用のバルブ６８とが設けられ、一方、処理物取出口６２には、排出用のバルブ６６が設けられている。
【００９５】
次に、本実施の形態の撹拌混合装置１１０の動作について説明する。
【００９６】
振動回転駆動源５３を駆動させて粉体導入装置５５のスクリュー５４を振動回転させて粉体を押出し、この粉体をケーシング１２の上流側の粉体導入口２４から導入するとともに、液体７８を液体貯留槽７６からポンプ７４、バルブ７２を介して液体導入口２２からケーシング１２内に導入する。
【００９７】
ここで、撹拌体１５の振動回転動作は、実施の形態３と同様、図６，７に示す構成により振動回転を行うため、その説明は省略する。
【００９８】
撹拌体１５の振動回転動作により、撹拌室２０６ａ，２０６ｂ，２０６ｃに順次送り出された撹拌処理物は、フィルタ７０により濾過され、濾過された処理物は、処理済み室８２に貯留され、随時または連続で手動または自動によりバルブ６６を閉から開にして取り出す。一方、未処理物取出口６４に設けられた圧力計８０が所定圧以上になると手動または自動でバルブ６８を閉から開にして、未処理物を排出する。
【００９９】
実施の形態５．
本発明の他の撹拌混合装置の例を図９を用いて以下に説明する。なお、上記実施の形態１から実施の形態４と同一の構成には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【０１００】
本実施例の撹拌混合装置１２０において、ケーシング１２の粉体の導入される粉体導入口２４が設けられた上流側撹拌室２０６ａは、撹拌室２０６ｂに比べ容量が小さく形成されている。これにより、粉体が撹拌室２０６ａに滞留することなく下流に送り出され、液体と混合される際に二次凝集の発生を抑制することができ、円滑な撹拌混合操作を行うことができる。また、撹拌室２０６ａにはスチーム導入口８８が設けられている。
【０１０１】
また、液体が導入される撹拌室２０６ｂには、スチーム導入室８４が設けられ、このスチーム導入室８４と流通路との間には、フィルタ８６が設けられている。また、スチーム導入室８４には、スチーム導入口８５が設けられている。スチームは、フィルタ８６を介して所望の大きさの均一なミスト状になって、ケーシング１２内に導入される。なお、スチーム導入口８５，８８には、スチームの注入圧力を計測する圧力計（図示せず）が取り付けられていてもよい。これにより、スチームの量やスチームの圧力を調整することができる。
【０１０２】
ここで、撹拌体１５の振動動作または振動回転動作は、実施形態１または実施形態３と同様であるため、その説明は省略する。
【０１０３】
本実施の形態のケーシング１２に側面からスチームを導入する構成を、上述した実施の形態１から実施の形態４のいずれかに適用することにより、より撹拌混合効率を向上させることができる。
【０１０４】
実施の形態６．
本発明の他の撹拌混合装置の例を図１０を用いて以下に説明する。なお、上記実施の形態１から実施の形態５と同一の構成には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【０１０５】
本実施の形態では、特に、上述した図１，４に示す粉体導入装置５５のスクリュー５４および図５，８に示す撹拌混合装置１１０のケーシング１２内に設けられた撹拌体１５の軸部１４を振動回転させる他の駆動源の構成について図１０を用いて説明する。
【０１０６】
図１０に示すように振動回転源は、第１のモータ９０に取り付けられた第１の回転軸９１と、第１の回転軸９１に接続された偏心カム９３と、偏心カム９３を偏心可能に軸支する軸９４と、軸９４に連結された振動軸９５と、一端が振動軸９５に接続され他端の底板９７に第２のモータ９８が固定されているモータ収納箱９６と、モータ収納箱９６の底板９７に設けられた貫通孔を介して第２のモータ９８に回転可能に接続された第２の回転軸９９と、第２の回転軸９９と軸部１４および／またはスクリュー５４とを連結する連結部１０１とを有する。
【０１０７】
次に、図１０に示す振動回転源の動作について説明する。
【０１０８】
第１のモータ９０を駆動させることにより、第１の回転軸９１が回転し、この第１の回転軸９１の回転が偏心カム９３に伝わり、偏心カム９３の回転により軸９４に連結された振動軸９５が振動運動し、これにより、モータ収納箱９６が振動する。一方、モータ収納箱９６の底板９７に固定された第２のモータ９８を駆動させることによって、底板９７の貫通孔を介して第２のモータ９８に接続された第２の回転軸９９が回転する。したがって、第１のモータ９０と第２のモータ９８を同時に駆動させることにより、モータ収納箱９６が振動運動をし、モータ収納箱９６に回転可能に接続されている第２の回転軸９９が回転運動をするため、第２の回転軸９９に連結部１０１を介して連結されている軸部１４および／またはスクリュー５４は、振動回転することとなる。
【０１０９】
実施の形態７．
本発明の他の撹拌混合装置の例を図１１を用いて以下に説明する。なお、上記実施の形態１から実施の形態５と同一の構成には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【０１１０】
本実施の形態では、特に、上述した図１，４に示す粉体導入装置５５のスクリュー５４および図５，８に示す撹拌混合装置１１０のケーシング１２内に設けられた撹拌体１５の軸部１４を振動回転させる他の駆動源の構成について図１１を用いて説明する。
【０１１１】
図１１に示すように振動回転源は、モータ１０２に取り付けられた回転軸１０４と、一端が回転軸１０４に接続され他端の底板１０７に超音波振動子１０８が固定されているモータ収納箱１０６と、モータ収納箱１０６の底板１０７に連結された振動軸１０９と、振動軸１０９と軸部１４および／またはスクリュー５４とを連結する連結部１１１とを有する。ここで、上記超音波振動子１０８は、ピエゾ素子を用いてもよい。
【０１１２】
次に、図１１に示す振動回転源の動作について説明する。
【０１１３】
モータ１０２を駆動させることにより、回転軸１０４が回転し、この回転軸１０４の回転によりモータ収納箱１０６が回転する。一方、モータ収納箱１０６の底板１０７に固定された超音波振動子１０８を加振させて、モータ収納箱１０６の底板１０７に接続されている振動軸１０９を振動させる。これにより、モータ１０２と超音波振動子１０８を同時に駆動させることにより、モータ収納箱１０６が回転運動をし、モータ収納箱１０６に接続されている振動軸１０９が振動運動をするため、振動軸１０９に連結部１１１を介して連結されている軸部１４および／またはスクリュー５４は、振動回転することとなる。
【産業上の利用可能性】
【０１１４】
本発明の撹拌混合装置によれば、二次凝集を起こしやすい混合や、撹拌されたものが高粘度となるものなどを、均一に、また円滑に撹拌混合を行うことが要求される用途に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１５】
【図１】本発明の実施の形態１に記載の撹拌混合装置の構成を示す断面概要図である。
【図２】本実施の形態１に記載の撹拌混合装置に接続される粉体導入装置のスクリューの駆動源の構成を示す断面概要図である。
【図３】本実施の形態１に記載の撹拌混合装置に接続される粉体導入装置のスクリューの他の駆動源の構成を示す断面概要図である。
【図４】本発明の実施の形態２に記載の撹拌混合装置の構成を示す断面概要図である。
【図５】本発明の実施の形態３に記載の撹拌混合装置の構成を示す断面概要図である。
【図６】本発明の実施の形態３に記載の撹拌混合装置の撹拌体の駆動源の構成を示す断面概要図である。
【図７】本発明の実施の形態３に記載の撹拌混合装置の撹拌体の他の駆動源の構成を示す断面概略図である。
【図８】本発明の実施の形態４に記載の撹拌混合装置の構成を示す断面概略図である。
【図９】本発明の実施の形態５に記載の撹拌混合装置の構成を示す断面概略図である。
【図１０】本発明の実施の形態の６に記載の撹拌混合装置の振動回転源の構成を説明する図である。
【図１１】本発明の実施の形態の７に記載の撹拌混合装置の振動回転源の構成を説明する図である。
【符号の説明】
【０１１６】
１２  ケーシング、１４  軸部、１５  撹拌体、１６  撹拌羽根、１７  軸部、１８  仕切り板、２２  液体導入口、２４  粉体導入口、３０  ギアユニット、３２  第２のギア、３４  第１のギア、３６  モータ、４０  ピストン部、４２  ラジアルベアリング、４４  スラストベアリング、４８  第２の軸部、４８ａ，４８ｂ  平板、５０  偏心カム、５３  振動回転（駆動）源、５４  スクリュー、５５  粉体導入装置、５７  粉体フィーダー、６２  処理物取出口、６４  未処理物取出口、６６，６８，７２  バルブ、７０  フィルタ、７４  ポンプ、７６  液体貯留槽、７８  液体、８０  圧力計、８２  処理済み室、９２  振動源、１１０  撹拌混合装置、２０６ａ，２０６ｂ，２０６ｃ  撹拌室。
【図１】
2006102600.tif 000003
【図２】
2006102600.tif 000004
【図３】
2006102600.tif 000005
【図４】
2006102600.tif 000006
【図５】
2006102600.tif 000007
【図６】
2006102600.tif 000008
【図７】
2006102600.tif 000009
【図８】
2006102600.tif 000010
【図９】
2006102600.tif 000011
【図１０】
2006102600.tif 000012
【図１１】
2006102600.tif 000013