(57)【要約】【課題】攪拌羽根のボス部や羽根部の根元部分に対する被処理物の付着を防止又は抑制する。【解決手段】  チョッパー５は、軸部５ａの軸線Ｘが、高さｈの水平面内で、攪拌羽根４のボス部４ａの中心を通る直径線Ｌ０に対して平行に所定距離δだけオフセットされていると共に、軸部５ａの最も先端側に位置するチョッパー羽根部５ｂ（チョッパー羽根部５ｂTOP）が、軸部５ａの基端側におけるボス部４ａの最大外径位置Ｐ１よりも先端側に位置している。【選択図】図１
2013010100.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理物が収容される処理容器と、
前記処理容器の底部に回転自在に配設され、前記処理容器の底部の中心に位置するボス部と、該ボス部の外周に放射状に設けられた複数の羽根部とを有する攪拌羽根と、
前記処理容器の側部に片持ち状に回転自在に支持され、その先端部が前記処理容器の内部に延在した軸部と、該軸部の外周に軸線方向に沿って所定間隔で設けられた複数のチョッパー羽根部とを有するチョッパーと、を備えた攪拌処理装置において、
前記チョッパーは、前記軸部の軸線が、平面視で、前記ボス部の中心を通る直径線に対してオフセットされていると共に、前記軸部の最も先端側に位置する前記チョッパー羽根部が、前記軸部の基端側における前記ボス部の最大外径位置よりも先端側に位置することを特徴とする攪拌処理装置。
【請求項２】
最も先端側に位置する前記チョッパー羽根部が、前記軸部の基端側における前記ボス部の最大外径位置よりも先端側で、かつ、前記軸部の先端側における前記ボス部の最大外径位置よりも基端側に位置することを特徴とする請求項１に記載の攪拌処理装置。
【請求項３】
前記チョッパーの軸部の軸線が、前記ボス部の中心を通る直径線に対して平行にオフセットされていることを特徴とする請求項１又は２に記載の攪拌処理装置。
【請求項４】
前記チョッパーが２本配設されており、前記各チョッパーの前記軸部の軸線が、それぞれ、前記ボス部の中心を通る直径線に対して反対側にオフセットされていること特徴とする請求項１から３の何れかに記載の攪拌処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、医薬品、化学薬品、食品、農薬、飼料、化粧品、ファインケミカル等の製造分野において、粉粒体の混合、造粒又はコーティング等の処理を行う攪拌処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の攪拌処理装置は、通常、被処理物（粉粒体等）の攪拌混合を行う攪拌羽根（メインブレードとも呼ばれる。）を処理容器の底部に回転自在に配置すると共に、チョッパー（クロススクリューとも呼ばれる。）を処理容器の側部に片持ち状に回転自在に支持して構成される（例えば下記の特許文献１〜５）。
【０００３】
攪拌羽根は、処理容器の底部の中心部に位置し、回転駆動軸に連結されたボス部と、ボス部の外周に接続された複数の羽根部とを主体として構成され、回転駆動軸の回転に伴い、ボス部に接続された各羽根部が処理容器の底部内面と側部内面との間に僅かなクリアランスを維持しながら回転して被処理物の混合攪拌を行う。
【０００４】
チョッパーは、処理容器の側部の所定位置から延在し、外部の回転駆動源に連結された軸部と、軸部の外周に設けられた複数のチョッパー羽根部とを主体として構成され、軸部の回転に伴い、チョッパー羽根部が回転して被処理物の剪断を行う。チョッパーは、軸部の軸線が攪拌羽根のボス部の中心を通る直径線と一致するように設置され、チョッパーの先端部はボス部よりも基端部側に位置する。
【０００５】
攪拌羽根により遠心力と回転力が与えられた被処理物は、処理容器の内面に沿って上昇し、処理容器の中心部に向かって落下することにより、転動・圧密運動を繰り返しながら処理容器内を旋回する。そして、このような運動途中で被処理物はチョッパーによって剪断力を加えられて整流され、さらに転動・圧密作用を受けながら球形に近い比較的重質の粒子に成形される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−２０２２８０号公報
【特許文献２】特開平９−２４８４４１号公報
【特許文献３】特開２００１−１０４７６７号公報
【特許文献４】特許第３１６２１３５号公報
【特許文献５】特許第３１６３６００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
被処理物の処理時、攪拌羽根の羽根部の外周側部分は常に被処理物と接触しており、被処理物へのせん断作用や遠心力が強く働くため、被処理物の付着は起こりにくいが、回転中心にあるボス部やその付近の羽根部の根元部分はせん断作用や遠心力が弱く、被処理物の付着が起こり易い。また、ボス部やその付近の羽根部の根元部分に被処理物が一旦付着してしまうと、その状態が維持され、製品として排出できなくなるため、製品の品質低下に加え、製品の収率が低下するという問題がある。
【０００８】
本発明の課題は、攪拌羽根のボス部や羽根部の根元部分に対する被処理物の付着を防止又は抑制することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明は、被処理物が収容される処理容器と、処理容器の底部に回転自在に配設され、処理容器の底部の中心に位置するボス部と、ボス部の外周に放射状に設けられた複数の羽根部とを有する攪拌羽根と、処理容器の側部に片持ち状に回転自在に支持され、その先端部が処理容器の内部に延在した軸部と、軸部の外周に軸線方向に沿って所定間隔で設けられた複数のチョッパー羽根部とを有するチョッパーとを備えた攪拌処理装置において、チョッパーは、軸部の軸線が、平面視で、ボス部の中心を通る直径線に対してオフセットされていると共に、軸部の最も先端側に位置するチョッパー羽根部が、軸部の基端側におけるボス部の最大外径位置よりも先端側に位置する構成を提供する。
【００１０】
上記構成において、最も先端側に位置するチョッパー羽根部が、軸部の基端側におけるボス部の最大外径位置よりも先端側で、かつ、軸部の先端側におけるボス部の最大外径位置よりも基端側に位置するようにすることが好ましい。
【００１１】
上記構成において、チョッパーの軸部の軸線は、ボス部の中心を通る直径線に対して平行に又は傾斜状にオフセットさせることができるが、ボス部の中心を通る直径線に対して平行にオフセットさせるのが好ましい。また、チョッパーを２本配設し、各チョッパーの軸部の軸線を、それぞれ、ボス部の中心を通る直径線に対して反対側にオフセットさせても良い。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、チョッパーの軸部の軸線を、攪拌羽根のボス部の中心を通る直径線に対してオフセットさせると共に、軸部の最も先端側に位置するチョッパー羽根部を、軸部の基端側におけるボス部の最大外径位置よりも先端側に位置させているので、被処理物の処理時、ボス部の側方位置で回転する少なくとも１枚のチョッパー羽根部から上下方向に剪断力を受けて解砕された被処理物がボス部の外周や羽根部の根元部分に衝突することにより、これら部位に付着した被処理物が落とされて処理容器で運動する被処理物中に戻される。そのため、ボス部や羽根部の根元部分への被処理物の付着が防止又は抑制され、製品の品質向上と収率向上が図られる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１の実施形態に係る攪拌処理装置の主要部を示す平面図｛図１（ａ）｝、図１（ａ）のＡ方向矢視断面図｛図１（ｂ）｝、図１（ａ）のＢ方向矢視断面図｛図１（ｃ）｝である。
【図２】第２の実施形態に係る攪拌処理装置の主要部を示す平面図｛図２（ａ）｝、図２（ａ）のＡ方向矢視断面図｛図２（ｂ）｝、図２（ａ）のＢ方向矢視断面図｛図２（ｃ）｝である。
【図３】第３の実施形態に係る攪拌処理装置の主要部を示す平面図｛図３（ａ）｝、図３（ａ）のＡ方向矢視断面図｛図３（ｂ）｝、図３（ａ）のＢ方向矢視断面図｛図３（ｃ）｝である。
【図４】第４の実施形態に係る攪拌処理装置の主要部を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態を図面に従って説明する。
【００１５】
図１は、第１の実施形態に係る攪拌処理装置の主要部を示している。
【００１６】
処理容器１は底部１ａと側部１ｂとで構成され、その外面側は、底部１ａから側部１ｂの上方部分にかけてジャケット２によって覆われている（ジャケット２は一部分のみが図示されている。）。ジャケット２の内面と、ジャケット２によって覆われた処理容器１の外面との間は温調水の流通路になっており、この流通路に所定温度に制御された温調水を流通させることによって、処理容器１を所定温度に保つことができる。また、処理容器１の側部１ｂは上端が開口し、この開口部に蓋部３が適宜の開閉機構（図示省略）により開閉自在に装着される。この蓋部３には、必要に応じて、結合剤液や膜剤液等を供給する液供給手段の挿入口、処理容器１内の空気を排気するための排気部、熱風の供給口や点検窓、洗浄液供給手段の挿入口などが設置される。
【００１７】
処理容器１の底部１ａには、攪拌羽根４が回転自在に配設されている。攪拌羽根４は、処理容器１の底部１ａの中心に位置するボス部４ａと、ボス部４ａの外周に放射状に設けられ、底部１ａの内面と側部１ｂの内面との間に僅かなクリアランスを維持しながら回転する複数（この実施形態では３枚）の羽根部４ｂとを備えている。ボス部４ａは、図示されていない回転駆動軸に連結され、同図に示す矢印方向Ｒ１に回転する。羽根部４ｂは、ボス部４ａの外周から外径方向に延びた基部４ｂ１と、基部４ｂ１から回転方向前方に所定角度で屈曲した先端部４ｂ２とで構成され、基部４ｂ１と先端部４ｂ２は、回転方向に下り勾配となるように所定角度で傾斜している。このような羽根部４ｂの構成とすることにより、先端部４ｂ２の外周面が、処理容器１の内面に付着した被処理物を掻き落とす作用を呈するようになる。また、攪拌羽根４により遠心力と回転力が与えられた被処理物は、先端部４ｂ２に案内されて円滑に上昇推進力を与えられ、処理容器１の内面に衝突せずに上昇する。従って、処理容器１の内面への被処理物の付着が軽減される（詳細は特許文献５を参照）。処理容器１は、上半分がテーパ状にやや縮径した略円筒状の竪形の処理容器であることが好ましい。このような形状とすることで、上昇推進力を与えられた被処理物の運動方向を容器中心部に漸次転換することができ、蓋部３に強く衝突して付着することを軽減できる。
【００１８】
処理容器１の側部１ｂには、チョッパー５が回転自在に支持されている。チョッパー５は、処理容器１の側部１ｂの所定位置に片持ち状に回転自在に支持され、その先端部が処理容器の内部に延在した軸部５ａと、軸部５ａの外周に軸線方向に沿って所定間隔で設けられた複数のチョッパー羽根部５ｂとを備えている。軸部５ａは、処理容器１の底部１ａから高さｈの位置に水平方向の軸線Ｘを有し、図示されていない回転駆動源に連結される。チョッパー羽根部５ｂは、例えば、平坦な円板の形態をなし、相互間に所定幅のスペーサ５ｂ１を介装した状態で軸部５ａの外周に外挿され、軸部５ａの先端部に螺合されたロックナット５ｂ２によって軸部５ａに固定される。チョッパー５（軸部５ａ及びチョッパー羽根部５ｂ）の回転方向は、同図に示す矢印方向Ｒ２にするのが好ましく、この回転方向Ｒ２は、攪拌羽根４の回転（Ｒ１方向）に伴う被処理物の回転方向の流れに沿った方向である。攪拌羽根４の回転（Ｒ１方向）に伴う被処理物の回転方向の流れに逆らう方向（矢印方向Ｒ２と反対方向）にチョッパー５を回転させると、処理容器１内における被処理物の円滑な動きがチョッパー５の回転によって阻害されて、処理時間が遅延したり、また、被処理物がチョッパー５の回転によって処理容器１の蓋部３の方向に飛散され、蓋部３の内面に被処理物の付着が生じ易くなったりする。特に、上記構成の羽根部４ｂにより、被処理物の上昇推進力を高めた場合、被処理物の飛散による付着の問題は一層顕著になる。この実施形態のように、攪拌羽根４の回転（Ｒ１方向）に伴う被処理物の回転方向の流れに沿った方向（矢印方向Ｒ２）にチョッパー５を回転させることにより、上記の弊害を防止することができる。
【００１９】
チョッパー５は、軸部５ａの軸線Ｘが、高さｈの水平面内で、攪拌羽根４のボス部４ａの中心を通る直径線Ｌ０に対して平行に所定距離δだけオフセットされていると共に｛図１（ａ）参照｝、軸部５ａの最も先端側に位置するチョッパー羽根部５ｂ（このチョッパー羽根部５ｂを特に「５ｂTOP」と表示する。）が、軸部５ａの基端側におけるボス部４ａの最大外径位置Ｐ１｛図１（ｂ）参照｝よりも先端側に位置している。
【００２０】
この実施形態において、最も先端側のチョッパー羽根部５ｂTOPは、上記の最大外径位置Ｐ１よりも先端側で、かつ、軸部５ａの先端側におけるボス部４ａの最大外径位置Ｐ２｛図１（ｂ）参照｝よりも基端側に位置する。すなわち、最も先端側のチョッパー羽根部５ｂTOPは、ボス部４ａの最大外径位置Ｐ１から最大外径位置Ｐ２の範囲内で、ボス部４ａの側方に位置する。好ましくは、最も先端側のチョッパー羽根部５ｂTOPを含む複数枚のチョッパー羽根部５ｂが、ボス部４ａの最大外径位置Ｐ１から最大外径位置Ｐ２の範囲内で、ボス部４ａの側方に位置する。同図に示す例では、最も先端側のチョッパー羽根部５ｂTOPを含む複数枚（３枚）のチョッパー羽根部５ｂが、ボス部４ａの最大外径位置Ｐ１から中心位置Ｐ０の範囲内で、ボス部４ａの側方に位置している。
【００２１】
この実施形態の攪拌処理装置は、粉粒体の造粒処理に多く用いられる。例えば、処理容器１内に投入した被処理物を攪拌羽根４の回転により攪拌混合しつつ、スプレーノズル等の液供給手段から添加液（結合剤液等）を被処理物に噴霧又は滴下する。攪拌羽根４により遠心力と回転力が与えられた被処理物は、処理容器１の内面に沿って上昇し、処理容器１の中心部に向かって落下することにより、転動・圧密運動を繰り返しながら処理容器１内を旋回する。そして、このような運動途中で被処理物はチョッパー５の回転によりチョッパー羽根部５ｂから上下方向に剪断力を加えられて整流され、さらに転動・圧密作用を受けながら球形に近い比較的重質の粒子に成形される。
【００２２】
上記のような被処理物の処理時、攪拌羽根４の羽根部４ｂの外周側部分は常に被処理物と接触しており、被処理物へのせん断作用や遠心力が強く働くため、被処理物の付着は起こりにくいが、回転中心にあるボス部４ａやその付近の羽根部４ｂの根元部分はせん断作用や遠心力が弱く、被処理物の付着が起こり易い。この付着は、処理容器１に、上半分がテーパ状にやや縮径した略円筒状の竪形の処理容器を用いた場合には、回転中心部の粉体濃度が濃くなるために、一層顕著になる。この実施形態では、チョッパー５の軸部５ａの軸線Ｘを、攪拌羽根４のボス部４ａの中心を通る直径線Ｌ０に対して平行に所定距離δだけオフセットさせると共に、軸部５ａの最も先端側に位置するチョッパー羽根部５ｂTOPを、軸部５ａの基端側におけるボス部４ａの最大外径位置Ｐ１｛図１（ｂ）参照｝よりも先端側に位置させているので、被処理物の処理時、ボス部４ａの側方位置で回転する少なくとも１枚のチョッパー羽根部５ａｂから上下方向に剪断力を受けて解砕された被処理物がボス部４ａの外周や羽根部４ｂの根元部分に衝突することにより、これら部位に付着した被処理物が落とされて処理容器１で運動する被処理物中に戻される。そのため、ボス部４ａや羽根部４ｂ部の根元部分への被処理物の付着が防止又は抑制され、製品の品質向上と収率向上が図られる。
【００２３】
上記の効果を得るためには、少なくとも１枚のチョッパー羽根部５ｂがボス部４ａの側方（最大外径位置Ｐ１と最大外径位置Ｐ２との間の位置）で回転するようにすれば良い。従って、最も先端側のチョッパー羽根部５ｂTOPのみがボス部４ａの側方で回転する構成であっても良いし、最も先端側のチョッパー羽根部５ｂTOPを含めて複数枚のチョッパー羽根部５ｂがボス部４ａの側方で回転する構成であっても良いし、最も先端側のチョッパー羽根部５ｂTOPがボス部４ａの最大外径位置Ｐ２よりも先端側に位置し、チョッパー羽根部５ｂTOPを除く複数枚のチョッパー羽根部５ｂがボス部４ａの側方で回転する構成であっても良い。ただし、チョッパー５は処理容器１の側部１ｂに片持ち状に支持されるので、チョッパー５の軸方向長さが大きくなりすぎると、曲げモーメントによる軸部５ａのベンディングが起こり易くなる。従って、好ましくは、最も先端側のチョッパー羽根部５ｂTOPを含めて複数枚のチョッパー羽根部５ｂがボス部４ａの側方で回転する構成とするのが良く、最も好ましくは、図１に示すように、最も先端側のチョッパー羽根部５ｂTOPを含む複数枚のチョッパー羽根部５ｂが、ボス部４ａの最大外径位置Ｐ１から中心位置Ｐ０の範囲内で、ボス部４ａの側方に位置する構成とするのが良い。
【００２４】
図２は、第２の実施形態に係る攪拌処理装置の主要部を示している。この実施形態が第１の実施形態と異なる点は、チョッパー５の軸部５ａの軸線Ｘを、高さｈの水平面内で、攪拌羽根４のボス部４ａの中心を通る直径線Ｌ０に対して、平行に、かつ、第１の実施形態と反対側に所定距離δだけオフセットさせた点にある。すなわち、直線Ｌ０で仕切られる処理容器１の２つの半円領域に関して、第１の実施形態では、攪拌羽根４の回転（Ｒ１方向）に伴う被処理物の回転方向の流れの上流側に位置する半円領域にチョッパー５をオフセット状態で設置しているのに対し、第２の実施形態では、攪拌羽根４の回転（Ｒ１方向）に伴う被処理物の回転方向の流れの下流側に位置する半円領域にチョッパー５をオフセット状態で設置している。第１の実施形態では、チョッパー５を上記の状態で設置したことにより、チョッパー５の基端部側への被処理物の付着を効果的に防止することができる。これに対して、第２の実施形態では、チョッパー５を上記の状態で設置したことにより、ボス部４ａの近傍で、ボス部４ａから外径側へ被処理物を移動させる作用が得られるため、ボス部４ａの周辺における被処理物の付着をより一層効果的に防止することができる。その他の事項は第１の実施形態に準じるので、重複する説明を省略する。
【００２５】
図３は、第３の実施形態に係る攪拌処理装置の主要部を示している。この実施形態では、チョッパー５を２本配設し、各チョッパー５の軸部５の軸線Ｘを、それぞれ、高さｈの水平面内で、攪拌羽根４のボス部４ａの中心を通る直径線Ｌ０に対して、平行に、かつ、所定距離δだけ反対側にオフセットさせている。尚、この実施形態では、２本のチョッパー５を処理容器１の側部５ｂの同じ側に片持ち状に配置しているが、一方のチョッパー５を処理容器１の側部５ｂの反対側に片持ち状に配置するようにしても良い。また、２本のチョッパー５の軸部５ａの長さ、チョッパー羽根部５ｂの枚数、処理容器１の底部１ａからの高さｈ、オフセット量δ、回転方向、回転速度等は、相互に同じとしても良いし、相互に異ならせても良い。その他の事項は第１及び第２の実施形態に準じるので、重複する説明を省略する。
【００２６】
図４は、第２の実施形態に係る攪拌処理装置の主要部を示している。この実施形態では、チョッパー５の軸部５ａの軸線Ｘを、該軸線Ｘを含む平面内で、攪拌羽根４のボス部４ａの中心を通る直径線Ｌ０に対して、所定角度αで傾斜状にオフセットさせている。軸線Ｘのオフセット方向は、直径線Ｌ０に対して、同図と反対側にしても良い。その他の事項は、上述した実施形態に準じるので、重複する説明を省略する。
【符号の説明】
【００２７】
１    処理容器
１ａ  底部
１ｂ  側部
４    攪拌羽根
４ａ  ボス部
４ｂ  羽根部
５    チョッパー
５ａ  軸部
５ｂ  チョッパー羽根部
Ｌ    ボス部の中心を通る直径線
Ｘ    チョッパーの軸部の軸線
δ    オフセット量
α    オフセット角
【図１】
2013010100.tif 000003
【図２】
2013010100.tif 000004
【図３】
2013010100.tif 000005
【図４】
2013010100.tif 000006