(57)【要約】【課題】粒径の異なる粉粒体を１回の処理で極めて短時間のうちに均質に混合することができ、混合時間の大幅な短縮を図ることができるとともに、粒径の大きな顆粒状物質が破砕されやすい柔らかい成分からできているような場合でも、顆粒状物質が破砕されるようなことなく元の大きな粒径のままで粒径の小さな他の粉状物質と均質に混ぜ合わせることができる粉粒体混合装置を提供する。【解決手段】板面に複数の貫通穴７を明けられた羽根板８を回転支軸９の周りに水車状に取り付けた羽根車６と、該羽根車を所定の速度で回転する駆動手段１１と、前記羽根車の上方に位置して配置された粉粒体投入用ホッパー２とを有し、羽根板８は、上下に重ね合わせたときにお互いの貫通穴７が重なり合うことのないようにその穴の位置と大きさを設定された２種類の羽根板８１，８２からなり、該２種類の羽根板を１つおきに交互に所定枚数取り付ける。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
板面に複数の貫通穴を明けられた羽根板を回転支軸の周りに水車状に取り付けた羽根車と、該羽根車を所定の速度で回転する駆動手段と、前記羽根車の上方に位置して配置された粉粒体投入用ホッパーとを有し、
前記羽根車の羽根板は、上下に重ね合わせたときにお互いの貫通穴が重なり合うことのないようにその穴の位置と大きさを設定された２種類の羽根板からなり、該２種類の羽根板を１つおきに交互に所定枚数取り付けたことを特徴とする粉粒体混合装置。
【請求項２】
前記粉粒体投入用ホッパー内に、粒径の大きな顆粒状物質と粒径の小さな粉状物質とが混ざらないようにホッパー内空間を２分する仕切り板を設けたことを特徴とする請求項１記載の粉粒体混合装置。
【請求項３】
前記粉粒体投入用ホッパー内に投入される各粉粒体の分量を計量する計量器を備えたことを特徴とする請求項１または２記載の粉粒体混合装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数種類の粉粒体、特に、粒径の大きな顆粒状物質と粒径の小さな粉状物質とを均質に混ぜ合わせるための粉粒体混合装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
化学品、医薬品、食品などの製造業界では、内容成分を異にする顆粒状物質や粉状物質などの粉粒体を複数種類混合して製品原料とすることが広く行われている。従来、このような複数種類の粉粒体を混ぜ合わせる方法としては、ミキサーで撹拌したり、粉粒体を入れた容器を回転あるいは転動させたり、空気流などに乗せて旋回撹拌する方法などが採用されていた。
【０００３】
しかしながら、これら従来のいずれの方法においても、複数種類の粉粒体を完全に均質に混ぜ合わせることはなかなか難しく、混合むらが起きやすかった。特に、混合すべき粉粒体の粒径や比重が大きく異なるような場合、さらには混合される粉粒体の一部が吸湿性を有するような場合には、この傾向はさらに大きなものとなる。
【０００４】
一般に、複数種類の粉粒体を混合した製品原料の場合、粉粒体の混合比率のばらつきは最終製品の品質に直接影響を及ぼすため、完全に均質となるように混合する必要があるが、前述したように従来の混合方法では混合むらの発生を完全に避けることは難しかった。
【０００５】
このような問題を解決するため、特開２００１−１１３１５３号公報、特開２００１−１７０４６９号公報には、計量容器と混合容器を兼ねた容器に混合すべき複数種類の粉粒体を入れた後、該容器を反転ミキサーにセットし、容器を１８０度回転して倒立させ、この状態で反転ミキサー内に設置した回転式の攪拌機で撹拌混合し、混合終了後再び１８０度回転して元の正立状態に戻した後、反転ミキサから容器を取り外して次行程へ搬出するようにした反転ミキサー式の混合方法と装置が提案されている。
【０００６】
しかしながら、この反転ミキサー式の混合方法と装置の場合、混合処理に際して、混合すべき粉粒体を入れた容器をその都度反転ミキサにセットして逆さに反転倒立させ、この反転倒立した状態で粉粒体を混合した後、再び反転させて正立状態に戻す必要があり、混合処理に多大の時間を要するという問題があった。
【０００７】
また、従来と同じように攪拌機で掻き混ぜて混合するものであるため、１回の混合処理で完全に均質に混合することが難しく、完全に均質に混合するには上記反転混合処理を複数回行わねばならず、大量の粉粒体を短時間のうちに完全に均質に混合するには、混合装置を多数設置しなければならなかった。
【０００８】
また、上記混合方法ならびに装置の場合、従来と同様に攪拌機を用いて粉粒体を直接撹拌することにより混合しているので、粒径の大きな顆粒状物質と粒径の小さな粉状物質を混合するような場合において、粒径の大きな顆粒状物質が破砕されやすい柔らかい成分からできているような場合、大きくて柔らかな顆粒状物質が破砕されやすく、元の大きな粒径のままで粒径の小さな他の粉状物質と均質に混ぜ合わせることは困難であった。
【０００９】
さらに、完全に均質に混合するには反転混合処理を複数回行う必要があるため、混合処理を行う度に粉粒体中に空気が入り込んで粉粒体の容積が増え、最終的に定量容器に充填した際、粉粒体がかさ高となってしまい、容積を減らすために容器をタッキングして粉粒体中に含まれている空気を抜く作業も必要になることがあった。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記のような問題を解決するためになされたもので、粒径の異なる粉粒体を１回の処理で極めて短時間のうちに均質に混合することができ、混合時間の大幅な短縮を図ることができるとともに、粒径の大きな顆粒状物質が破砕されやすい柔らかい成分からできているような場合でも顆粒状物質が破砕されるようなことがなく、元の大きな粒径のままで粒径の小さな他の粉状物質と均質に混ぜ合わせることができる粉粒体混合装置を提供することを目的とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は次のような手段を採用した。
すなわち、本発明の粉粒体混合装置は、板面に複数の貫通穴を明けられた羽根板を回転支軸の周りに水車状に取り付けた羽根車と、該羽根車を所定の速度で回転する駆動手段と、前記羽根車の上方に位置して配置された粉粒体投入用ホッパーとを有し、前記羽根車の羽根板は、上下に重ね合わせたときにお互いの貫通穴が重なり合うことのないようにその穴の位置と大きさを設定された２種類の羽根板からなり、該２種類の羽根板を１つおきに交互に所定枚数取り付けたものである。なお、前記粉粒体投入用ホッパー内には、粒径の大きな顆粒状物質と粒径の小さな粉状物質とが混ざらないようにホッパー内空間を２分する仕切り板を設けさらには、該粉粒体投入用ホッパー内に投入される各粉粒体の分量を計量する計量器を備えることが望ましい。
【００１２】
このような構成とした場合、粉粒体投入用ホッパーから羽根車に向けて投入された複数種類の粉粒体は、回転する羽根車の羽根板の貫通穴を次々と通って落下していくが、このとき、隣り合う羽根板の板面に明けられたそれぞれの貫通穴は、お互いが上下に重なり合うことがないようにずらして配置されているため、落下していく各粉粒体は真上の貫通穴から真下の貫通穴というようにストレートには通過していかず、必ず通過した穴の下の前後あるいは左右位置にある貫通穴を通ってさらに下の羽根板へと落下していく。このため、投入された複数種類の粉粒体は従来の混合方法のように強制的に掻き混ぜられることなく、貫通穴から貫通穴へと通過していく間に自然に混合され、羽根車の間を通過し終わった時点で完全に均質に混合される。
【００１３】
また、羽根板の貫通穴を通過しながら混ざり合っていくので、従来のようにミキサーなどによって強制的に撹拌されるようなことがなく、混合される粉粒体が粒径の大きな顆粒状物質と粒径の小さな粉状物質で、しかも粒径の大きな顆粒状物質が破砕されやすい柔らかい成分からできているような場合でも、粒径の大きな顆粒状物質が破砕されるようなこともなくなる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
図１は、本発明に係る粉粒体混合装置の一実施の形態を示すもので、三種類の粉粒体（粒径の大きな１種類の顆粒状物質Ａ、粉径の小さな３種類の粉状物質Ｂ，Ｃ，Ｄ）を混合するための装置の例である。
【００１５】
１は、装置本体を構成する混合容器であって、図示を略した基台上に固定配置されている。この混合容器１の上部天面には粉粒体投入用のホッパー２が設けられ、この粉粒体投入用ホッパー２を通じて成分の異なる３種類の粉粒体を混合容器１内へ投入するように構成されている。
【００１６】
前記粉粒体投入用ホッパー２内には仕切り板３が設けられ、ホッパー内を２つの空間２１，２２に区画している。投入される粉粒体は、粒径の大きなグループと粒径の小さなグループの２つに分けられ、この仕切り板３によって混ざり合うことがないようにホッパー内へ投入される。そして、それぞれのグループの粉粒体は投入用ホッパー２の下端側開口部４から乱れのない層流となって容器本体１内へ整然と投入されるように工夫されている。５１〜５４は各粉粒体Ａ〜Ｄ用の計量器であって、所定の混合比を与えるためのそれぞれの粉粒体の分量を計量し、粉粒体投入用ホッパー２へ供給するものである。
【００１７】
一方、装置本体を構成する前記混合容器１の内部には、投入用ホッパー２の下端側開口部４の下部側に位置して、複数種類の粉粒体を混合するための羽根車６が回転自在に配置されている。この羽根車６は、図２にその詳細を示すように、回転支軸９に、板面に複数個の貫通穴７を明けられた２種類の羽根板８１，８２を１つおきに交互に等角度で合計８枚取り付け、水車状としたものである。この実施の形態の場合、前記２種類の羽根板８１，８２は、図３に示すような形状になるもので、それぞれの板面に多数の貫通穴７が形成され、この貫通穴７は、図４に示すように、この２種類の羽根板８１，８２を上下に重ね合わせたとき、お互いの貫通穴７が重なり合うことのないように、その穴位置と穴径が設定されている。
【００１８】
前記羽根車６の回転支軸９は、図１に示すように、装置本体を構成する混合容器１の外部まで延出され、左右の軸受１０によって定位置に回転自在に軸支されている。そして、この回転支軸９の一方の端部には電動モータ１１が取り付けられており、羽根車６を所定の速度で回転できるように構成されている。
【００１９】
また、混合容器１の下部側は混合された粉粒体の排出用ホッパー１２とされており、その下端側排出口１３の部分に収容容器１４の口部を差し込むことにより、混合後の粉粒体を充填収容できるように構成されている。なお、粉粒体の収容容器１４は、例えば昇降式の置き台１５上に載置されており、この置き台１５を図示しない昇降機構によって昇降することにより、収容容器１４を排出用ホッパー１２の下端側排出口１３に自由に挿脱できるように構成されている。
【００２０】
上記構成になる粉粒体混合装置を用いて３種類の粉粒体（粒径の大きな顆粒状物質Ａ、粒径の小さな粉状物質Ｂ，Ｃ，Ｄ）を混合する方法について以下に説明する。
【００２１】
まず、作業開始に先立ってモータ１１を駆動し、羽根車６を矢印イの方向に所定の速度（例えば３０ｒｐｍ）で回転させる。次いで、置き台１５上に混合粉粒体の収容容器１４を載置し、図示しない昇降機構を操作して収容容器１４の口部を排出用ホッパー１２の下端側排出口１３に差し込む。
【００２２】
上記準備が終わったら、図示しないスクリュー式搬送機などの粉粒体搬送機構によって、混合すべき顆粒状物質Ａ、粉状物質Ｂ，Ｃ，Ｄをそれぞれ計量器５１〜５４に送り、所定の混合比を与えるためのそれぞれの粉粒体の分量を計量した後、投入用ホッパー２内に投入する。このとき、粒径の大きな顆粒状物質Ａと粒径の小さな粉状物質Ｂ，Ｃ，Ｄがホッパー２内で混ざり合うことがないように、粒径の大きな顆粒状物質Ａは仕切り板３で区画された左側（図１（ａ）において）のホッパー空間２１内に投入されるとともに、粒径の小さな粉状物質Ｂ，Ｃ，Ｄは仕切り板３で区画された右側のホッパー空間２２内に投入される。
【００２３】
ホッパー２内に投入された粒径の大きな顆粒状物質Ａと、粒径の小さな粉状物質Ｂ，Ｃ，Ｄは、仕切り板３によって分離された状態で混合されることなくホッパー２の下端側開口部４まで導かれ、それぞれ乱れのない層流となって羽根車６に向かって自然落下される。
【００２４】
羽根車６に向かって自然落下された粒径の大きな顆粒状物質Ａと粒径の小さな粉状物質Ｂ，Ｃ，Ｄは、回転する羽根車６の羽根板８１もしくは８２の上に落下し、回転する羽根板８１　，８２　に穿たれた貫通穴７を次々と通って下方へと落下していく。
【００２５】
このとき、隣り合う羽根板８１，８２の板面に明けられたそれぞれの貫通穴７は、図３、図４に示すように、お互いが上下に重なり合わないようにその位置をずらされているため、落下された顆粒状物質Ａと粉状物質Ｂ，Ｃ，Ｄは、真上の穴から真下の穴へとストレートに通過せず、通過した穴の下の前後あるいは左右位置にある貫通穴を通ってさらに下の羽根板へと落下していく。このため、粒径の大きな顆粒状物質Ａと粒径の小さな粉状物質Ｂ，Ｃ，Ｄとは、従来の混合方法のように強制的に掻き混ぜられることなく、貫通穴から貫通穴へ通過していくに従って自然に混合されていく。
【００２６】
この結果、粒径の大きな顆粒状物質Ａと粒径の小さな粉状物質Ｂ，Ｃ，Ｄは、回転する羽根車６の羽根板８１，８２の貫通穴７を次々と通りながら羽根車６の下端まで達する間に万編なく混ぜ合わされ、均質に混合された状態となる。また、羽根板８１，８２の貫通穴７を通過しながら混ざり合っていく際に、従来のように攪拌機などによって強制的に撹拌されることがないので、たとえ粒径の大きな顆粒状物質Ａが破砕されやすい柔らかい成分からできているような場合でも、顆粒状物質Ａが破砕されるようなことがなく、元の大きな粒径のままで粒径の小さな他の粉状物質Ｂ，Ｃ，Ｄと均質に混ぜ合わされる。
【００２７】
上記のようにして羽根車６の間を通過することによって均質に混ぜ合わされた顆粒状物質Ａと粉状物質Ｂ，Ｃ，Ｄの混合粉粒体は、排出用ホッパー１２によってさらに下方へと導かれ、下端側排出口１３通じて収容容器１４内に充填収容される。
【００２８】
このようにして粉粒体の収容容器１４に収容された混合粉粒体は、粒径の大きな顆粒状物質Ａと粒径の小さな粉状物質Ｂ，Ｃ，Ｄとが極めて均質に混じりあったものとなり、場所による混合むらのない粉粒体となり、しかも粒径の大きな顆粒状物質Ａが破砕されることなく元の大きさのままで混ざり合ったものとなる。
【００２９】
なお、上記実施の形態では、粒径の大きな顆粒状物質Ａと粒径の小さな粉状物質Ｂ，Ｃ，Ｄを仕切り板３によって分離するようにしたが、粒径の大きな顆粒状物質Ａと粒径の小さな粉状物質Ｂ，Ｃ，Ｄの投入用ホッパー２への投入角度を正確に垂直下向きとして静かに垂直落下させるようにすれば、前記仕切り板３がなくても層流状態で羽根車６に向けて落下させることが可能である。
【００３０】
【実施例】
図１の構造になる粉粒体混合装置において、羽根板８１，８２（図３参照）として、高さＨ＝１４０ｍｍ、横幅Ｗ＝３７０ｍｍ、貫通穴７の直径Ｒ＝５０ｍｍφのステンレス鋼板を用い、このステンレス鋼板からなる羽根板８１，８２を、直径３０ｍｍのステンレス鋼製の回転支軸９（図２参照）の回りに交互に４枚ずつ計８枚を取り付け、羽根車６とした。
【００３１】
この羽根車６を、モータ１１によって３０ｒｐｍで回転させながら、下記の表１に示されるような性状の顆粒状物質Ａ、粉状物質Ｂ，Ｃ，Ｄを用いて混合処理を行ったところ、粒径の大きな顆粒状物質Ａが破砕されることなく、しかも極めて均質に混合されることが確認された。
【００３２】
【表１】
2004000839.tif 000003
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１記載の粉粒体混合装置によれば、貫通穴を明けた羽根板を水車状に配置した羽根車を用いて粒径の異なる複数種類の粉粒体を混合できるようにしたので、粒径の異なる粉粒体を１回の処理で、しかも極めて短時間のうちに均質に混合することができ、混合粉粒体の生産効率と混合品質を格段に向上することができる。
【００３４】
また、従来のようにミキサーなどを用いて粉粒体を直接撹拌しないので、たとえ粒径の大きな顆粒状物質が破砕されやすい柔らかい成分からできているような場合でも、粒径の大きな顆粒状物質を破砕することなく元の粒径のままで粒径の小さな他の粉状物質と均質に混ぜ合わせることが可能となる。さらに、１回の混合処理で均質に混ぜ合わせることができるので、粉粒体中に空気が入り込んでかさ高となるようなこともなくなり、混合処理後におけるタッキングによる空気抜き作業なども不要とすることができる。
【００３５】
また、請求項２記載の粉粒体混合装置によれば、粉粒体投入用のホッパー内に、粒径の大きな顆粒状物質と粒径の小さな粉状物質とが混ざらないようにホッパー内空間を２分する仕切り板を設けたので、粒径の大きな顆粒状物質と粒径の小さな粉状物質のそれぞれを層流状態で羽根車に向けて投入することができ、粒径の大きな顆粒状物質と粒径の小さな粉状物質をより均質に混合することができる。
【００３６】
また、請求項３記載の粉粒体混合装置によれば、粉粒体投入用のホッパー内に投入される各粉粒体の分量を計量する計量器を備えたので、混合処理を全自動で行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る粉粒体混合装置の一実施の形態を示すもので、（ａ）は一部を断面で示した略示側面図、（ｂ）はその正面図である。
【図２】羽根車の形状を示す略示斜視図である。
【図３】（ａ）（ｂ）は羽根車に取り付けられた２種類の羽根板の形状を示す図である。
【図４】２種類の羽根板に明けられた貫通穴の配置例を示すもので、（ａ）は２種類の羽根板を上下に重ねた状態の平面図、（ｂ）は図１中のＩ−Ｉ線位置における断面図である。
【符号の説明】
１　　混合容器
２　　粉粒体投入用ホッパー
３　　仕切り板
４　　投入用ホッパーの下端側開口部
５１〜５４　計量器
６　　羽根車
７　　貫通穴
８１，８２　羽根板
９　　回転支軸
１０　軸受
１１　モータ（駆動手段）
１２　排出用ホッパー
１３　排出用ホッパーの下端側排出口
１４　収容容器
１５　置き
【図１】
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【図２】
2004000839.tif 000005
【図３】
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【図４】
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