(57)【要約】【課題】粉粒体のデッドスペースへの残留を防止し粉粒体が製品に混入されることを防止、混合装置の排出部の高さを低くする。【解決手段】混合装置１は、２種類以上の粉粒体を混合させる容器５、粉粒体排出口３に接続されるロータリバルブ６、ロータリバルブ６から排出される粉粒体を気体と混合して混合気を発生させる混合気発生部７、ロータリバルブ６の下流に設ける二方向分岐弁８と、混合気発生部７と容器５とを接続し容器５に混合気を還流する還流管９と、混合気発生部７と下流の混合気輸送ライン１０と接続する排出管１１とを有しロータリバルブ６によって輸送される混合気の排出方向を切り換える排出方向切換装置１２、容器５から空気を抜く気体・粉粒体分離部１３を備え、二方向分岐弁８が第１位置にあるとき混合気発生部７と還流管９とが連通し容器５で混合された粉粒体をロータリバルブ６から排出し混合気を排出方向切換装置１２を経て容器５に還流させる。【選択図】  図１
2005058927.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉粒体供給口と粉粒体排出口とを備え攪拌羽根により２種類以上の粉粒体を混合させる容器と、
前記粉粒体排出口に接続されるロータリバルブと、
前記ロータリバルブから排出される粉粒体を気体と混合して混合気を発生させる混合気発生部と、
前記ロータリバルブの下流に設ける複数方向分岐弁と、前記混合気発生部と前記容器とを接続し前記容器に前記混合気を還流する還流管と、前記混合気発生部と下流の混合気輸送ラインとを接続する排出管と、を有し、前記ロータリバルブによって輸送される混合気の排出方向を切り換える排出方向切換装置と、
前記容器から空気を抜く気体・粉粒体分離部と、を備え、
前記複数方向分岐弁が第１位置にあるとき、前記混合気発生部と前記還流管とが連通し、前記容器で混合された粉粒体を前記ロータリバルブから排出し、前記混合気を前記排出方向切換装置を経て前記容器に還流させるとともに、前記気体・粉粒体分離部により前記容器から気体を抜くようにすること、
前記複数方向分岐弁が第２位置にあるとき、前記混合気発生部と前記排出管とが連通し、前記混合気を前記下流の混合気輸送ラインに排出すること、を特徴とする粉粒体混合装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は粉粒体混合装置に係わり、詳しくは、粉粒体混合装置の下部にロータリバルブが接続され、混合された粉粒体をロータリバルブから混合気として排出する粉粒体気力輸送ラインに適用される粉粒体混合装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
バッチ式粉粒体混合装置５０１は、図５及び図６に示す通り、受入口５０５と排出口５０６と備えた混合容器本体５０２と、混合容器本体５０２の上部左右に設けた開閉可能な点検口５０３ａ，５０３ｂと、混合容器本体５０２下部に接続された排出シュート５１５と、排出シュート５１５内に排出口５０６から粉粒体を投下可能な開閉機構が取り付けられた投下ゲート５０９と、排出シュート５１５の左右に設けた開閉可能な点検口５０４ａ，５０４ｂとを備え、更に、混合容器本体５０２内の中心部に水平に回転軸５２４が軸支され、回転軸に複数のパドル５２５ａ〜５２５ｄが半径方向に軸線方向に適宜間隔を置いて所定角度で軸線方向と交差して突出しているものである。粉粒体を受入口５０５から投入し、投下ゲート５０９を閉めた状態で各種粉粒体を混合後、投下ゲート５０９を矢印の通り開放して粉粒体を全量排出し、ホッパー５２５、ロータリバルブ５３０で空気輸送する構造である。図５及び図６は一軸の回転軸を備えた混合装置であるが、多軸の回転軸を備えた混合装置（特許文献１の図６に示す混合装置）も同様の構造である。
また特許文献２に示す通り、混合装置に攪拌パドルと誘導パドルを設けることで、混合装置の排出部を小型化する発明が提案されている。
更に特許文献３に示す通り、ロータリバルブのトラフに閉鎖部を設けることで、混合装置の混合容器底部に設けたロータリバルブにデッドスペースを生じないようにしている。
【０００３】
【特許文献１】特開平９−２９０８８号公報
【特許文献２】特開２００２−３３６６７０公報
【特許文献３】特開２００１−７２２４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、図５及び図６に示す混合装置５０１ではロータリバルブのトラフに粉粒体は残留しないが、から粉粒体を全量排出するためには、大型の投下ゲート５０９としなければならず、高さが必要であって、混合装置の設備が大型化するとともに、投下ゲート内部の清掃が困難でありコンタミネーションの原因、装置コスト、メンテナンスコスト、ランニングコスト高になるという問題がある。特許文献１の発明も同様の問題がある。
一方、特許文献２の実施形態に記載の混合装置では、図７に示す通り、混合装置から粉粒体を排出する排出部をコンパクトにはできるが、粉粒体の混合時にはロータリバルブの羽根を停止しなければならないため、混合空間に隣接するトラフ（ポケットともいう）がデッドスペースとなり、粉粒体がデッドスペースに残留して混合がされないまま混合粉粒体製品に混ざり、製品の品質が低下してしまうおそれがある。また、デッドスペースの清掃が困難でありコンタミネーションの原因となるおそれもある。なお、特許文献２の図５を図７として援用し、番号を６００番台として説明も援用する。
近年では、異種原料のコンタミネーションの問題がクローズアップされている。例えば、食品粉体の例を挙げれば、小麦粉と蕎麦のミッスク粉、小麦粉と澱粉を混合した天ぷら粉、とを同じ混合機で混合する場合、蕎麦粉の混じった天ぷら粉を食べて蕎麦アレルギーを起こすといったような問題を生じるおそれがある。そのため、混合機の内部清掃を頻繁に行わなければならず、清掃の手間やコストが大変であるという問題があり、掃除の手間を如何に減らすかの課題がある。近年では、食品粉体を例にあげると、多様な種類の粉体を混合することを要求されており、対策が困難になっている。
従って、上記課題は未だ解決がなされていなく、上記一長一短のある混合装置を採用せざるをえないという事情がある。
更に特許文献３のロータリバルブでは、デッドスペースは解消できるが、トラフの数が少なくなるため空気輸送効率の低下を招き、またウェイトバランスが崩れ回転のばらつきを招くおそれがあり現実的ではない。
そこで、本発明は、粉粒体の混合デッドスペースへの残留を防止し未混合の粉粒体が製品に混入されてしまうことを防止するとともに、混合装置の排出部の高さを低くして、コンタミネーションの防止、混合装置の管理コストを削減することを同時に実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１の混合装置は、粉粒体供給口と粉粒体排出口とを備え攪拌羽根により２種類以上の粉粒体を混合させる容器と、
前記粉粒体排出口に接続されるロータリバルブと、
前記ロータリバルブから排出される粉粒体を気体と混合して混合気を発生させる混合気発生部と、
前記ロータリバルブの下流に設ける複数方向分岐弁と、前記混合気発生部と前記容器とを接続し前記容器に前記混合気を還流する還流管と、前記混合気発生部と下流の混合気輸送ラインとを接続する排出管と、を有し、前記ロータリバルブによって輸送される混合気の排出方向を切り換える排出方向切換装置と、
前記容器から空気を抜く気体・粉粒体分離部と、を備え、
前記複数方向分岐弁が第１位置にあるとき、前記混合気発生部と前記還流管とが連通し、前記容器で混合された粉粒体を前記ロータリバルブから排出し、前記混合気を前記排出方向切換装置を経て前記容器に還流させるとともに、前記気体・粉粒体分離部により前記容器から気体を抜くようにすること、
前記複数方向分岐弁が第２位置にあるとき、前記混合気発生部と前記排出管とが連通し、前記混合気を前記下流の混合気輸送ラインに排出すること、を特徴とする粉粒体混合装置である。
【０００６】
複数方向分岐弁として二方分岐弁が例示される。また、フラップによる切換弁、ボールバルブ、ディスクバルブ等、各種の構造が含まれる。自動、手動のいずれの弁も含む。
【０００７】
この粉粒体混合装置の粉粒体排出口にロータリーバルブを接続し、気力輸送装置を接続する。基本的な使用方法としては、圧送式気力輸送、又は吸引式気力輸送のいずれでも適応可能である。圧送式気力輸送の場合には、高圧気体室内は正圧となり、その場合は、エアロック機能付きのロータリバルブが設置される。吸引式気力輸送の場合には、レシーバタンク内は負圧となり、エアロック機能のない供給装置でも使用が可能となり、ロータリバルブが適用される。吸引式気力輸送で使用した場合は、特殊な混合気体を使用した場合の混合比の安定化、または、温度・湿度などの安定した測定（計測）が挙げられる。もちろんこの点は、圧送式気力輸送にも適用できる。
【０００８】
また、本発明は、高濃度輸送、中濃度輸送、低濃度輸送に気力輸送ラインに限らず適用されるが、濃度は、輸送配管内における粉粒体量と気体量との混合比によるもので、その設定により気体圧、輸送速度等が変化するのである。それらの設定は概念的なものであり、公の標準的な設定基準があるわけではない。但し、輸送気体圧を安定させるという意味では、濃度（粉粒体の混合比）が高いほど利用価値は上がると考えられる。また、本発明は、粉体、粒体、又は粉粒体の混合に適用されるものである。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１記載の発明によれば、粉粒体の混合デッドスペースへの残留を防止し、混合されない粉粒体が製品に混入されてしまうことを防止するとともに、混合装置の排出部の高さを低くし、管理コストを削減し、コンタミネーションを防止することができる。
【００１０】
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態である粉粒体混合装置１について図１〜図３を参照して説明する。粉粒体混合装置１（以下、単に混合装置１という）は、粉粒体供給口２と粉粒体排出口３とを備えパドル４により２種類以上の粉粒体を混合させる容器５と、粉粒体排出口３に接続されるロータリバルブ６と、ロータリバルブ６から排出される粉粒体を気体と混合して混合気を発生させる混合気発生部７と、を備えている。また、混合装置１は、ロータリバルブ６の下流に設ける二方向分岐弁８と、混合気発生部７と容器５とを還流延長管９ａを介して接続し容器５に混合気を還流する還流管９と、混合気発生部７と下流の混合気輸送ライン１０と接続する排出管１１と、を有し、ロータリバルブ６によって輸送される混合気の排出方向を切り換える排出方向切換装置１２を備えている。さらに混合装置１は、容器５から空気を抜く気体・粉粒体分離部１３を備えており、二方向分岐弁８が第１位置にあるとき（図３（ａ）参照）、混合気発生部７と還流管９とが連通し、容器５で混合された粉粒体をロータリバルブ６から排出し、混合気を排出方向切換装置１２を介して容器５に矢印Ａで示す通りに還流させるとともに、気体・粉粒体分離部１３により容器５から気体を抜くようになっており、また、二方向分岐弁８が第２位置にあるとき（図３（ｂ）参照）、混合気発生部７と排出管１１とが連通し、混合気を矢印Ｂで示す通りに下流の混合気輸送ライン１０（図４参照）に排出することを特徴としている。以下、各部を詳細に説明する。
【００１２】
容器５は、略円筒形状のドラムであって、左右の外面中心部に備えられている駆動側ベアリングユニット２２と従動側ベアリングユニット２３により支持された回転軸２４が回転自在に水平方向に軸着されている。この回転軸２４の外径面には、所定角度（例えば１８０度）の間隔で所定本数（図では４本）のパドル４が、回転軸２４の長さ方向に互い違いに角度及び間隔を置いて、回転軸２４の半径方向に取り付けられている。回転軸２４の駆動側ベアリングユニット２２側の外部には、駆動用モータ２９が連結されており、パドル４を回転駆動するように構成している。パドル４の本数、配置等は適宜変更可能である。
【００１３】
ロータリバルブ６は周知の構造であり定量排出機能及びエアロック機能を備えたものである。混合気発生部７は配管部であって上部が排出口に接続されるとともに、上流端部が空気輸送ライン３０（図４参照）と接続され、下流端部が排出方向切換装置１２と接続されている。上流から供給された圧力空気と、上方のロータリバルブ６の排出口から落下する粉粒体とを混合して混合気を生成し、この混合気を排出方向切換装置１２に排出するようになっている。
【００１４】
排出方向切換装置１２は、１本の入口管１５から還流管９と排出管１１との二股に分岐した配管を備えたものである。二方向分岐弁８は、混合気輸送方向に配置されるシリンダ３２と、シリンダ３２と連結するリンク機構３３と、リンク機構３３によって支点Ｓの周りに揺動し、前記第１位置（図３（ａ）参照）と第２位置（図３（ｂ）参照）を取る弁体３４とからなっている。シリンダ３２はヒンジ３５で揺動できるようになっている。
【００１５】
気体・粉粒体分離部１３はバグフィルタから構成されたものであり、容器５の内部空間に突出する濾布３６（図示せぬリテーナで保持されている）、空気通路部３７と、矢印Ｃ方向に空気を排出する空気吸引ファン３８と、その他、逆洗装置（図示略）を備えている。詳細は、特許第２６３４０４２号等を参照されたい。この気体・粉粒体分離部１３は空気吸引ファン３８によって容器５内の空気を排出するが、粉粒体は濾布３６の外面に付着させることにより、容器５内から舞い上がった粉粒体と空気との混合気を、粉粒体と空気とに分離するものである。濾布３６に付着した粉粒体は、適宜、逆洗装置（図示略）を作動させることで払い落とすようになっている。
【００１６】
次に、本実施形態の粉粒体混合装置１の動作について説明する。この粉粒体混合装置１は、パン製造工場あるいは製麺工場等の食品用原料粉体等の各種粉粒体を混合するものである。実施形態の粉粒体混合装置１が工場内に設置されると、混合気発生部７を上流側の空気輸送ライン３０及び下流側の空気輸送ライン１０と連通させる。
【００１７】
粉粒体供給口２内に手作業によって原料粉が投入されると、原料粉は容器５内へ落下する。駆動用モータ２９が始動し、駆動側ベアリングユニット２２を介して連結されている回転軸２４が回転を始め、これにより、容器５内の内部のパドル４が回転して粉粒体の攪拌運転が開始される。
【００１８】
容器５内で粉粒体の攪拌運転がされているとき、二方向分岐弁８が第１位置に切り換えられて（図３（ａ）参照）、混合気発生部７と還流管９とが連通し、容器５で混合された粉粒体をロータリバルブ６から排出し、混合気発生部７で混合気を作成し、この混合気を排出方向切換装置１２を経て容器５に矢印Ａで示す通りに還流させるとともに、気体・粉粒体分離部１３により容器５から気体を抜く。排出管１１は閉じられている。
【００１９】
ここでは、容器５の容量の約半分の充満状態が、ほぼ１００％の充満率であり、ここを基準として最大値・最小値がプラスマイナス２０％から４０％位までが、粉体が混合される好適な充満率であり、これより多すぎるとオーバーロールを起こし、少なすぎると上手く掻き上げることができない。従来の粉粒体混合装置は充満率を高くするために、貯留し、混合し、落下させる動作を繰り返し行うバッチ式を採用している。
【００２０】
この混合処理が終了すると、二方向分岐弁８を第２位置に切り換えて、混合気発生部７と排出管１１とを連通し（図３（ｂ）参照）、混合気を矢印Ｂで示す通りに下流の混合気輸送ライン１０（図４参照）に排出する。容器５内で粉粒体の攪拌運転とロータリーバルブ６の回転を継続することで粉粒体は容器５から効率的に排出される。
【００２１】
粉粒体の混合原料の種類を変更する場合、例えば、小麦粉と蕎麦粉のミックス粉から、小麦粉と澱粉からなる天ぷら粉へ混合種類を変更するときには、混合が終了する前にロータリーバルブ６の回転を止めて混合気発生部７から還流管９及び還流延長管９ａに空気のみを送り、そこに残留する粉体を容器５へ送り、粉体が残留しないようにする。二方向分岐弁８を第２位置に切り換えて、混合気発生部７と排出管１１とを連通し、ロータリーバルブ６の回転を再開し、逆洗運転によって濾布３６に付着した粉体を払い落とし、粉粒体容器５内の粉体を下流の混合気輸送ライン１０に排出する。しばらく空運転を行い、粉体が容器５内に残留しないようにする。こうして、変更前の混合粉体が新たな原料粉体による製品に混入しないようにすることができる。
【００２２】
このように、本実施形態の粉粒体混合装置１によれば、以下の効果を奏する。
(1)混合中は、ロータリバルブ６の回転が停止しないので、デッドスペースが無くなり、混合されない粉粒体が製品に混入することがなくなるので、製品の品質を向上させることができる。
(2)近年では、蕎麦アレルギー等、アレルゲンとなる粉粒体が製品に混合されることが問題となっているが、これを解決することができる効果がある。近年では、食品粉体を例にあげると、様様な種類の粉体を混合することを要求されており、アレルゲンとなる異種の粉体の混入を防止できる。また、内部清掃等のアレルギー対策の労力やコストを大幅に削減できる。更に前の混合原料が残留しないようにでき、混合原料の切換が円滑にできる。
(3)粉粒体排出口の大きさを小型化できるので、粉粒体排出口３に直接的にロータリバルブが設置できる効果がある。ロータリバルブ６が本体ハウジングの下部に一体に備えられたことで、装置の高さを低くでき、且つ、効率的で省エネルギーな空気輸送装置が可能となる。
(4)装置全体をコンパクトにしたことで、工場等への設置面積を従来の装置に比較して極めて少ないスペースで設置可能になったため、小規模なパン工場、ケーキ工場、製麺工場などへの導入や据え付けが可能になり、あらゆる面で大幅なコストダウンが実現する。
【００２３】
次に、本実施形態の粉粒体混合装置１が適用される製粉設備１００の構成について説明する。図４に説明する通り、この製粉設備１００は、粉粒体混合装置１で原料穀物を混合し、インラインミル１１０で粉砕しインラインシフタ１２０で篩い分けを行うことによリ製粉を行うものである。圧送空気供給装置１３０が混合装置１と接続され、気体・粉粒体分離部として機能するレシーバフィルタ１４０が最後のインラインシフタ１２０と接続されるとともに圧送空気供給装置１３０と接続され、分離された空気を圧送空気供給装置１３０に還流させている。その他、配管部は単に図示するものとする。
【００２４】
次に製粉設備１００の動作について説明する。本実施形態では、バッチ式混合装置へ供給された２種類以上の粉粒体が混合され、この粉粒体の製粉処理を連続的に行うものである。
まず、混合処理を行う複数の種類の異なる粉粒体の原料を容器５に投入する。この粉粒体の投入工程は、容器の容量によりほぼ充満となる分量が決められおり、この数値に応じて手作業又は計量機などで計量された粉粒体が、容器５内に供給され前記した通り混合処理がなされる。また一方、混合処理が終了すると、二方向分岐弁８を切り換えて第２位置とし、ロータリバルブ６を回転させ、インラインミル１１０、インラインシフタ１２０、圧送空気供給装置１３０、レシーバフィルタ１４０を駆動させる。混合装置１から粉粒体の排出が完了すると、次の混合処理及び製粉処理を行う。他の異種の粉粒体に切り換えて混合をする場合、適宜、二方切換弁の位置を切り換えて、空運転を行うことで内部を清掃することができる。
【００２５】
このように、本実施形態の製粉設備１００によれば、粉粒体混合装置１による前記効果のほかに、以下の効果を奏する。
(1)粉粒体の混合中は、粉粒体が下流の空気輸送ライン１０へ流れないので、混合効率が確保できる。
(2)粉粒体の製粉は、インラインミル１１０とインラインシフタ１２０との組み合わせによるので、平面的は配置が実現できることにより、製粉設備の小型化を実現できる。
(3)粉粒体混合原料の種類を切り換える場合、空運転を行い洗浄効果を高めることができる。
(4)バッチ式の混合装置を気力輸送ラインにインラインで設置することができる。
【００２６】
なお、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲に於て、改変等を加えることが出来るものであり、それらの改変、均等物等も本発明の技術的範囲に含まれることとなる。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
本発明は、食品、医薬品、化学品等の粉体の混合に適しており、スペースの制限された場所にも設置でき、ロータリバルブのデッドスペースへの粉粒体の残留を防止することができ、コンタミネーション防止、管理コストの削減に適している。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明実施形態の粉粒体混合装置の内部構造を示す正面図である。
【図２】同粉粒体混合装置の内部構造を示す平面図である。
【図３】(a),(b)は同粉粒体混合装置の排出方向切換装置の拡大正面図である。
【図４】(a),(b)は同粉粒体混合装置が適用される製粉設備の平面図及び正面図である。
【図５】従来の粉粒体混合装置の内部構造を示す正面図である。
【図６】従来の粉粒体混合装置の内部構造を示す側面図である。
【図７】従来の粉粒体混合装置の内部構造を示す側面図である。
【符号の説明】
【００２９】
【図１】
2005058927.tif 000003
【図２】
2005058927.tif 000004
【図３】
2005058927.tif 000005
【図４】
2005058927.tif 000006
【図５】
2005058927.tif 000007
【図６】
2005058927.tif 000008
【図７】
2005058927.tif 000009