(57)【要約】【課題】  粒の細かい粉体や流体などの搬送、撹拌、混合を効率よく行ない、被取扱物中に含まれている硬質物や固まりなどによる弊害を解消するプロペラ、撹拌機、およびコンベアが求められている。【解決手段】  プロペラ１は、回転軸部２の外周に、複数の羽根部３，３，３，・・・をそれぞれ離間した配置で螺旋状に列設し、それぞれの羽根部３ｂの螺旋方向（矢印Ｆ）の前端部４を、螺旋方向に先行する隣の羽根部３ａの螺旋方向の後端部５と回転軸部２の軸心Ｃ方向に関して交差（交差幅Ｔ）させたものである。このプロペラ１は、プロペラ１を回動自在に収容したシリンダ８と、プロペラ１と連結されてプロペラ１を回転軸部２の軸心Ｃ回りに回転させるモータ１３とともに、コンベアＶに用いられる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸部の外周に、複数の羽根部をそれぞれ離間した配置で螺旋状に列設し、各羽根部の螺旋方向の前端部を、螺旋方向に先行する隣の羽根部の後端部と回転軸部の軸心方向に関して交差させたことを特徴とするプロペラ。
【請求項２】
羽根部は、その後端部の外周面から回転軸部の軸心までの半径が前端部の外周面から回転軸部の軸心までの半径よりも小さく設定されている請求項１に記載のプロペラ。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のプロペラと、該プロペラと連結されてプロペラを回転軸部の軸心回りに回転させる回転駆動源とを備えてなる撹拌機。
【請求項４】
請求項１または請求項２に記載のプロペラと、該プロペラを回動自在に収容したシリンダと、プロペラと連結されてプロペラを回転軸部の軸心回りに回転させる回転駆動源とを備えてなるコンベア。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粒の細かい粉体や流体のように均一な物質の撹拌、混合、搬送に適したプロペラ、撹拌機、およびコンベアに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のプロペラとしては、回転軸部の外周に螺旋状に連続したスクリュー羽根（連続スクリュー羽根）を設けたプロペラが知られている。かかるプロペラは円筒状のシリンダ内に回動自在に収容されてスクリューコンベアとして使用され、スクリュー羽根とシリンダ内周面との間にわずかな隙間を有して配置されている。シリンダ一端側の投入口から投入された被撹拌物は、回転するプロペラのスクリュー羽根によりシリンダ他端側へ搬送されて排出口から放出されるようになっている。かかるプロペラを備えたスクリューコンベアは数多く知られているが、それらのうちのひとつが例えば下記の特許文献１に記載されている。
前記したコンベアにおいて、スクリュー羽根間に投入された被搬送物はほぼそのままの姿態で連続して送られる。すなわち、或るスクリュー羽根をはさんでそのスクリュー羽根の一方の傾斜面側に投入された被搬送物は搬送途中でそのスクリュー羽根の他方の傾斜面側へ移動することがなく、その位置にある被搬送物と混じり合うこともない。そのため、搬送時に混合も併せて行ないたい被搬送物の搬送には適していなかった。
【０００３】
そこで、被搬送物の混合機能を有するコンベアが開発され、下記の特許文献２に記載されている。前記特許文献２に記載のコンベアを図９に示す。図示のコンベア５２は、円筒状のシリンダ８と、連続する螺旋状に形成されていてシリンダ８内に周方向回転自由に収容されたリボン状プロペラ５３と、シリンダ８またはリボン状プロペラ５３のいずれか、あるいはシリンダ８とリボン状プロペラ５３の双方を軸心Ｃａ回りに相対回転させる回転駆動源（図示省略）とを備えている。リボン状プロペラ５３はシリンダ８の内周面との間にわずかな隙間を設けて配置されている。このコンベア５２において、シリンダ８の一端側から筒内空間５４内に投入された被搬送物は、相対回転（矢印５６方向）するシリンダ８とリボン羽根体５３により矢印１９のように他端側に向けて搬送される。そして、被搬送物は搬送途中でリボン状プロペラ５３，５３間から軸心Ｃａ周辺の中心空間５５に移動してその位置にある被搬送物と接して撹拌、混合されるようになっている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−３４８１１６号公報
【０００５】
【特許文献２】特開平７−１６６７９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、粒径に大小があって硬い粒体を含む被搬送物、または異物が混入している被搬送物（例えば、小石などを含む砂など）を汎用コンベアで搬送する際には、被搬送物中の硬質物がスクリュー羽根とシリンダ内周面の間に噛み込むことが多々ある。また、粘土のような固まりを含んでいる被搬送物および砕きにくい被搬送物はスクリュー羽根間で固まってスクリュー羽根に随伴し、同じ場所で回転しているだけで送れないことがある。また、被搬送物が浄水場の固まった汚泥などである場合は、投入口に面するスクリュー羽根上に乗ったまま転動するだけでシリンダ内へ送られないこともある。
かかる事情は、連続した螺旋状の螺旋羽根を有する特許文献１，２に記載のコンベアでも同様に発生する。すなわち、被搬送物中の硬質物が螺旋羽根とシリンダ内周面の間に噛み込まれると、その硬質物は螺旋羽根とシリンダの間に挟まれたままで、回転するスクリュー羽根が摺接する。そのため、多大な動力損失を招いたり、ひいてはプロペラまたはシリンダの破損やプロペラの回転停止につながるおそれがあり連続搬送を阻害する。
【０００７】
他方で、近年、連続スクリュー羽根付きのプロペラを利用した撹拌機も知られている。かかる撹拌機としては、軸心を横向きにした横１軸式または横複数軸式のものや、軸心を縦向きにした竪１軸式または竪複数軸式のものが挙げられる。そのうち、竪軸式の撹拌機を用いた撹拌装置としては、上面開口を有し被撹拌物を貯留する貯槽と、貯槽上を前後左右に横行する走行装置と、走行装置に搭載された竪軸式撹拌機とから成るものがあり、例えば有機物残渣（生ゴミや畜糞など）の発酵分解用として使用されている。しかしながら、このような撹拌装置であっても、粘土などを含む被撹拌物を処理する場合、連続スクリュー羽根では噛み込みが悪いために効率よく撹拌できず、走行装置に無理な力がかかって破損することがあり稼動率もよくなかった。
【０００８】
本発明は、上記した従来の問題点に鑑みてなされたものであって、粒の細かい粉体や流体などの搬送、撹拌、混合を効率よく行ない、被取扱物中に含まれている硬質物や固まりなどによる弊害を解消し得るプロペラ、撹拌機、およびコンベアの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明に係るプロペラは、回転軸部の外周に、複数の羽根部をそれぞれ離間した配置で螺旋状に列設し、各羽根部の螺旋方向の前端部を、螺旋方向に先行する隣の羽根部の螺旋方向の後端部と回転軸部の軸心方向に関して交差させたことを特徴とするものである。
【００１０】
また、前記構成のプロペラにおいて、羽根部は、その後端部の外周面から回転軸部の軸心までの半径が前端部の外周面から回転軸部の軸心までの半径よりも小さく設定されているものである。
【００１１】
そして、本発明に係る撹拌機は、請求項１または請求項２に記載のプロペラと、該プロペラと連結されてプロペラを回転軸部の軸心回りに回転させる回転駆動源とを備えてなるものである。
【００１２】
更に、本発明に係るコンベアは、請求項１または請求項２に記載のプロペラと、該プロペラを回動自在に収容したシリンダと、プロペラと連結されてプロペラを回転軸部の軸心回りに回転させる回転駆動源とを備えてなるものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係るプロペラによれば、回転軸部の外周に、複数の羽根部がそれぞれ離間した配置で螺旋状に列設されているので、回転する羽根部により被取扱物が軸心方向に送られ、或る羽根部から後続する次の羽根部までの間で被取扱物が混ざり合い、次の羽根部の回転方向前面が被取扱物に食い込み、この羽根部の両側に被取扱物が分けられる。従って、被取扱物の搬送のみならず、被取扱物の破砕、撹拌、混合も併せて行なうことができる。加えて、各羽根部の螺旋方向の前端部が、螺旋方向に先行する隣の羽根部の螺旋方向の後端部と回転軸部の軸心方向に関して交差しているので、先行する羽根部の後端部を通過した被取扱物を後続の羽根部の前端部で掬って搬送することができる。これによって送り洩れが格段と少なくなり、被取扱物を効率よく多量に送ることができる。
【００１４】
また、羽根部の後端部の外周面から回転軸部の軸心までの半径が前端部の外周面から回転軸部の軸心までの半径よりも小さく設定されたプロペラを適用する場合は、羽根部の後端部の外方に前端部の外方よりも大きな空間が存在し、羽根部の前端部外周面でかかれた被取扱物は前端部以降の外周面と干渉しない。特に、シリンダを備えたコンベアに本プロペラを適用すると、被搬送物が羽根部の前端部外周面とシリンダ内周面との間に挟まったとしても、挟まった被搬送物は羽根部の回転により羽根部外周面とシリンダ内周面との間から直ちに離脱する。従って、挟まった被搬送物により羽根部やシリンダが破損したり、プロペラが回転停止する事態を未然に防ぐことができる。
【００１５】
そして、本発明の撹拌機は本発明のプロペラを備えているので、回転する羽根部による撹拌のための搬送作用に更に、羽根部による被撹拌物の振り分け作用と、羽根部の回転方向前面による被撹拌物の破砕作用とが加わるので、被撹拌物の撹拌、混合を効率よく行うことができる。
【００１６】
更に、本発明のコンベアはシリンダ内に本発明のプロペラを配備しているので、被搬送物の搬送はもとより、被搬送物の撹拌、混合を効率よく行うことができる。また、羽根部の前端部外周面とシリンダ内周面との間に挟まった被搬送物による、羽根部やシリンダの破損あるいはプロペラの回転停止などを回避することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明の最良の実施形態を図面に基づいて説明する。尚、以下に述べる実施形態は本発明を具体化した一例に過ぎず、本発明の技術的範囲を限定するものでない。ここに、図１は本発明の一実施形態に係るプロペラを備えたコンベアの部分側断面図、図２は前記コンベアの図１におけるＡ−Ａ線矢視図、図３は前記コンベアの図１におけるＢ−Ｂ線矢視図である。
各図において、この実施形態に係るプロペラ１は、直棒状に形成された回転軸部２の外周に、多数の羽根部３，３，３，・・・がそれぞれ離間した配置で螺旋状に列設されたものである。各羽根部３は回転軸部２の軸心Ｃに対し傾斜して配置されている。すなわち、各羽根部３は、それぞれの傾斜面が図１中の一点鎖線で示した螺旋状に連続する螺旋軌跡線７に沿ってこの螺旋軌跡線７とできるだけ平行になるように設けられている。
【００１８】
各羽根部３においては、或る羽根部３（３ｂ）の螺旋方向（矢印Ｆ方向：回転軸部２が回転したときに螺旋が進む方向）の前端部４が、螺旋方向に先行する隣の羽根部３（３ａ）の後端部５と回転軸部２の軸心Ｃ方向に関して交差した状態で形成されている。すなわち、羽根部３ｂの前端部４は羽根部３ａの後端部５よりも回転軸部２の軸心Ｃ方向の前方に位置するように形成されている。羽根部３ａの後端部５と羽根部３ｂの前端部４との交差幅を図中のＴで示す。また、各羽根部３の後端部５の外周面６から回転軸部２の軸心Ｃまでの半径Ｒ２は、前端部４の外周面６から回転軸部２の軸心Ｃまでの半径Ｒ１（＞Ｒ２）よりも小さくなるように設定されている。すなわち、この例では、羽根部３の外周面６とシリンダ８の内周面１７との隙間は前端部４側から後端部５側に近づくにつれて徐々に広くなるように設定されている。この場合、前端部４における外周面６とシリンダ８の内周面１７との隙間幅がＳ１であり、後端部５における外周面６とシリンダ８の内周面１７との隙間幅がＳ２（＞Ｓ１）となっている。
【００１９】
上記したプロペラ１はコンベアＶに好適に使用される。このコンベアＶは、一端にホッパ付きの投入口１０を有し他端に排出口１１を有する円筒状のシリンダ８と、このシリンダ８の筒内空間１８内に投入口１０から排出口１１にかけて延在して収容された回動自在のプロペラ１と、プロペラ１と連結されてプロペラ１を回転軸部２の軸心Ｃ回りに回転させるモータ（回転駆動源）１３とを備えている。シリンダ８の両側の筒開口は軸受付きフランジ９，９でそれぞれ封止されており、軸受付きフランジ９，９にプロペラ１の回転軸部２の両端が回動自在に軸支されている。一端側の軸受付きフランジ９から外部に突出した回転軸部２の端部には、スプロケット１２が固設されている。前記軸受付きフランジ９の近傍に配備されたモータ（回転駆動源）１３の駆動軸１４にはスプロケット１５が取り付けられ、このスプロケット１５はチェーン１６を介して前記のスプロケット１２と連結されている。これにより、モータ１３とプロペラ１の回転軸部２とが駆動連結される。
【００２０】
上記した構成のコンベアＶにおいて、モータ１３が起動してプロペラ１が回転（図中矢印Ｈ方向）すると、投入口１０から投入された被搬送物２０は、回転する羽根部３の傾斜面で掬われてシリンダ８の筒内空間１８内を矢印１９方向に送られ排出口１１から放出される。この場合、各羽根部３，３は螺旋方向に連続していないので、各羽根部３の回転方向の前面４ａが、被搬送物２０を砕く作用と、被搬送物２０を羽根部３の両側の傾斜面に振り分ける作用を呈する。すなわち、羽根部３の後端部５が通過した被搬送物２０は後続の羽根部３の前面４ａで破砕されたり撹拌混合される。従って、被搬送物２０が浄水場の固まった汚泥などであっても、投入口１０直下位置のプロペラ１上に乗ったまま転動を繰り返すだけでシリンダ８の筒内空間１８へ送り込まれないといった不具合を生じない。
また、シリンダ８の内周面１７と羽根部３の外周面６との間に被搬送物２０中の硬質物が噛み込んでも、これらの間に長時間挟まれたままになるといったことがなく、回転する羽根部３の外周面６が、噛み込んだ被搬送物２０に摺接し後端部５が硬質物を通過すると、その硬質物はシリンダ８の内周面１７と羽根部３の外周面６との間から開放されて自由になる。
【００２１】
そして、先行する羽根部３ａから離れた被搬送物２０は後続の羽根部３ｂの前端部４で掬われて搬送されるので、他方の傾斜面側へ移動する量が少ない。これにより、本実施形態のコンベアＶは、螺旋状に連続する連続スクリュー羽根のプロペラを用いた汎用コンベアに近い送り量を確保することができる。因みに、汎用プロペラの連続スクリュー羽根の一部を切り欠いて間欠的に分断したものでは、一方の傾斜面側で送られていた被搬送物が前記の分断空間から他方の傾斜面側に移動して送り洩れを生じるために送り量がかなり低下する。
また、被搬送物２０中の硬質物が羽根部３の前端部４でシリンダ８の内周面１７との間に挟まったとしても、シリンダ８の内周面１７と羽根部３の外周面６との隙間が羽根部３の前端部４から後端部５に近づくほど広くなるので、挟まった硬質物は羽根部３の回転により羽根部３の外周面６とシリンダ８の内周面１７の間から直ちに離脱する。従って、挟まった硬質物により羽根部３やシリンダ８が破損したり、プロペラ１が回転停止する事態を未然に防ぐことができる。
【００２２】
尚、本発明のプロペラは、前記した形状の羽根部３のみならず、前端部４よりも回転方向に前出した前端部４Ａ（図３中の一点鎖線）を有する羽根部を備えたプロペラも包含する。かかる前端部４Ａを有する場合は、前端部４Ａの外周先端に被搬送物２０を挟まりにくく、あるいは羽根部３の傾斜面に被搬送物２０を容易に導いて、安定な搬送状態をもたらすという効果がある。
また、後端部の外周面から軸心Ｃまでの半径を前端部４と同じ半径Ｒ１にした後端部５Ａを採用した羽根部を備えるプロペラも本発明に含まれる。かかる後端部５Ａを有するプロペラであっても、各羽根部３の前端部４の外周先端および回転方向の前面４ａで被搬送物２０を砕いたり被搬送物２０を羽根部３の両側に振り分けて撹拌混合効率を高めるという効果はそのまま保有する。
【００２３】
また、上記のプロペラ１は図４に示すような撹拌機Ｇにも好適に使用される。この撹拌機Ｇでは、軸心を縦方向に向けた２つのプロペラ１，１が並置して使用される。撹拌機Ｇは、２つのプロペラ１，１と、プロペラ１，１と連結されてプロペラ１，１を回転軸部２の軸心Ｃ回りに回転させるモータ（回転駆動源）２２とを備えている。これらのプロペラ１，１は、それぞれの回転軸部２の上部が軸受フレーム２１の上下２ヶ所の軸穴３９，３９に回動自在にスラスト支持されている。モータ２２は軸受フレーム２１の上面に設置され、モータ２２の駆動軸２３は軸受フレーム２１の上下２ヶ所の軸穴４０，４０に回動自在に軸支される。軸受フレーム２１内にある一方のプロペラ１の回転軸部２にはギヤ２７が固着されており、このギヤ２７は駆動軸２３に固着されたギヤ２１と噛合する。他方のプロペラ１の回転軸部２にはギヤ２５が固着されており、このギヤ２５は駆動軸２３に固着されたギヤ２４と噛合するようになっている。軸受フレーム２１の下面の四隅部には、左右方向に転動する車輪２８，２８，２８，２８が前後方向の軸にそれぞれ回動自在に支持されている。
【００２４】
上記した撹拌機Ｇは、図５および図６に示した撹拌装置Ｗに好適に用いられる。この撹拌装置Ｗは、上面が開口して被撹拌物３７を貯留する貯槽２９と、貯槽２９上を前後方向（矢印３１方向）に走行する走行体３８と、走行体３８上を左右方向（矢印３５方向）に走行する前記の撹拌機Ｇとから構成されている。貯槽２９の左右上縁には、レール３０，３０がそれぞれ前後方向に沿って敷設されている。走行体３８は、レール３０，３０の上方に配置される左右の台車部３２，３２と、台車部３２，３２間に架け渡されて台車部３２，３２を連結する２枚の架台板部３３，３３と、架台板部３３，３３の上面にそれぞれ左右方向に沿って敷設されたレール３４，３４とから構成されている。各台車部３２の下面の前部と後部には、前後方向に転動する車輪３６，３６が左右方向の軸にそれぞれ回動自在に支持されている。走行体３８は台車部３２，３２に配備されたモータ（図示省略）により車輪３６，３６，３６，３６が駆動されてレール３０，３０上を前後に走行する。また、撹拌機Ｇは軸受フレーム２１に配備されたモータ（図示省略）により車輪２８，２８，２８，２８が駆動されてレール３４，３４上を左右に走行するようになっている。
【００２５】
この撹拌装置Ｗの撹拌機Ｇは、モータ２２が駆動すると２つのプロペラ１，１が例えば平面視反時計回り（矢印４１方向）に回転し、貯槽２９に貯留された被撹拌物３７を例えば上向き（矢印４２方向）に送る。送る途中で、上下離間した羽根部３，３，３，・・・の前面４ａ，４ａ，４ａ，・・・がそれぞれ被撹拌物３７を掻き砕きながら各羽根部３の両側に分けていく。従って、被撹拌物３７が粘性の大きなものや粘土などの固まりを多く含むものであっても、羽根部３の噛み込みがよいため、効率よく確実に撹拌、混合を行なうことができる。それに伴って、走行体３８や撹拌機Ｇの軸受フレーム２１に無理な力がかからないから、故障につながることも少ない。また、撹拌機Ｇおよび走行体３８の走行により貯槽２９内を前後左右に隅々まで移動するので、大量の被撹拌物３７であっても迅速に撹拌混合することができる。この例ではプロペラ１，１を同じ向きに回転させるように構成したが、プロペラ１の回転方向は任意であり、被撹拌物３７の種類や目標撹拌度合いに応じて適宜選定すればよい。
【００２６】
尚、前記では２つのプロペラ１，１を使用した撹拌機Ｇを例示したが、本発明はそれに限定されず、図７に示すように、３つのプロペラ１，１，１を並設した撹拌機Ｇａであっても構わない。このように３つのプロペラ１，１，１を併用すると、２つ併用の場合よりも破砕能力および撹拌混合能力が高くなる。この場合も、被撹拌物３７の種類や目標撹拌度合いに応じて、各プロペラ１の回転方向を適宜選定すればよい。無論、上記のプロペラを１つあるいは４つ以上使用した撹拌機も本発明に含まれる。
【００２７】
また、上記では軸心Ｃを中心とし周方向に１８０度のピッチで回転軸部２に羽根部３を設けた例を示したが、図８に示したプロペラ１ａのように、回転軸部２の外周に、軸心Ｃを中心とし周方向に１２０度のピッチで羽根部３ｃ，３ｃ，３ｃ，・・・を螺旋状に列設したものでも構わない。あるいは、図示は省略するが、一周につき４つ以上の羽根部を回転軸部に螺旋状に列設したものでもよい。
【００２８】
そして、上記ではプロペラの軸心を縦向きにした撹拌機を例示したが、プロペラの軸心を横向きや斜めにした撹拌機も本発明に含まれる。また、羽根部の傾斜面は平面に限らず、上向きまたは下向きの湾曲をつけてもよい。更には、羽根部における外周面や前端部の前面を超硬合金で構成すると、耐久性を格段に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の一実施形態に係るプロペラを備えたコンベアの部分側断面図である。
【図２】前記コンベアの図１におけるＡ−Ａ線矢視図である。
【図３】前記コンベアの図１におけるＢ−Ｂ線矢視図である。
【図４】本発明の別の実施形態に係る撹拌機の一部断面を含む正面図である。
【図５】前記撹拌機を配備した撹拌装置の平面図である。
【図６】前記撹拌装置の図５におけるＣ−Ｃ線矢視図である。
【図７】本発明の他の実施形態に係る撹拌機の概略底面図である。
【図８】本発明の更に他の実施形態に係るプロペラの正断面図である。
【図９】従来のコンベアを示す図であり、（ａ）は前記コンベアの側断面図、（ｂ）は（ａ）におけるＤ−Ｄ線矢視断面図である。
【符号の説明】
【００３０】
１，１ａ  プロペラ
２    回転軸部
３，３ａ，３ｂ，３ｃ  羽根部
４，４Ａ  前端部
４ａ  前面
５，５Ａ  後端部
６    外周面
７    螺旋軌跡
８    シリンダ
１３  モータ（回転駆動源）
２０  被搬送物
２１  軸受フレーム
２２  モータ（回転駆動源）
３７  被撹拌物
Ｃ    軸心
Ｖ    コンベア
Ｇ，Ｇａ  撹拌機
Ｈ    矢印
Ｆ    矢印
Ｔ    交差幅
Ｒ１，Ｒ２  半径
【図１】
2006062835.tif 000003
【図２】
2006062835.tif 000004
【図３】
2006062835.tif 000005
【図４】
2006062835.tif 000006
【図５】
2006062835.tif 000007
【図６】
2006062835.tif 000008
【図７】
2006062835.tif 000009
【図８】
2006062835.tif 000010
【図９】
2006062835.tif 000011