(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理槽の一部または全てを逆円錐状に形成し、この処理槽内に具備した回転翼に具えられたリボン翼によって処理物を内壁に沿って上昇させ、この上昇した処理物を渦流ブレーカによって処理槽の中央付近に移動させることにより、処理物を処理槽下部に落下させることを繰り返し行いながら、処理物の混合、破砕、乾燥のうちのいずれか一つまたは複数の処理を行う円錐型リボン混合処理装置において、前記渦流ブレーカは、ブレーカ体を固定バーを用いて処理槽の内壁面に対して固定して成るものであり、前記ブレーカ体は、処理物と接触する面である案内作用面をすくい傾斜角を持たせたものとすることにより、前記回転翼によって処理物に作用する力を分散させるように構成したことを特徴とする円錐型リボン混合処理装置。
【請求項２】
前記ブレーカ体における案内作用面は、ねじれたものであることを特徴とする請求項１記載の円錐型リボン混合処理装置。
【請求項３】
前記渦流ブレーカを、処理槽の中間高さ位置よりも下方に具えたことを特徴とする請求項１または２記載の円錐型リボン混合処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は処理物の混合、破砕、乾燥のうちのいずれか一つまたは複数の処理を行う装置に関するものであって、特に処理物の性状、量あるいは回転翼の回転速度等の運転条件等が変動した場合であっても、安定した運転を行うことのできる円錐型リボン混合処理装置に係るものである。
【０００２】
【発明の背景】
従来より各種食品、飼料、医薬品、化学品等を混合、破砕あるいは乾燥させるための装置として円錐型リボン混合処理装置Ｄ′が用いられている。
図６に示す装置は円錐型リボン混合処理装置Ｄ′の一例である円錐型リボン混合乾燥機Ｄ２′であり、このものは逆円錐状の処理槽１′内に回転翼５′を具え、この回転翼５′によって処理槽１′内全体に処理物Ｗの循環流を起こさせて、処理物Ｗの混合、破砕及び乾燥の性能を高めるようにしたものである。
【０００３】
前記回転翼５′は、処理槽１′の中心に具えた回転軸５０′に対し、支持バー５１′を用いて螺旋帯状のリボン翼５２′を取り付けて成るものであり、このリボン翼５２′は、処理槽１′の内壁面に近接させた状態に位置される。
そしてこの回転翼５′を回転させながら、処理物Ｗを処理槽１′の上部に形成した投入口１７′から投入すると、処理物Ｗは処理槽１′内において螺旋状のリボン翼５２′に案内されながら処理槽内板１０′（内壁）に沿って上昇し、処理槽１′内上部に具えた渦流ブレーカ６′の位置まで到達すると、この渦流ブレーカ６′に案内されて中央部に寄せられ、ここから落下するものである。
以降処理物Ｗはこのような経路を循環しながら、混合、破砕、乾燥のうちのいずれか一つまたは複数の処理が施される。
【０００４】
以上が円錐型リボン混合処理装置Ｄ′の標準的な構成及び作動態様であるが、このような円錐型リボン混合処理装置Ｄ′において少量の処理物Ｗを処理しようとする場合には、処理物Ｗが処理槽１′内上部に設けた渦流ブレーカ６′まで到達せず、処理物Ｗの循環流に滞りを生じさせしまい、混合性の低下、ひいては乾燥不良等がを生じていた。また処理物Ｗを渦流ブレーカ６′に到達させるためには、回転翼５′の回転数を上げる必要があるが、著しい高速回転は処理物Ｗの粒子を破壊を引き起こし処理物Ｗの性状を損ない、また消費電力の増大を招くため、経済性が低下してしまう。
【０００５】
そこで本出願人は、処理物が少量の場合であっても、回転翼の回転数を高速とすることなく処理物を渦流ブレーカに到達させることが可能であり、処理物を充分に循環することのできる装置を開発しすでに特許出願に及んでおり（特願２００１−２７０２８８）、上記問題点についてはすでに解決されている。
【０００６】
しかしながら、処理物としては多種多様なものが対象となるため、また装置の運転条件も異なってくるため、現実に装置が運用されるに従って、予想していなかった不具合が顕在化してきた。具体例の一つとしては、回転翼の回転数を上げていないにもかかわらず消費電力が増大する現象や、処理物の循環が低下することによる乾燥不足等の現象が確認された。
【０００７】
そしてその後の調査の結果、これら消費電力の増大及び処理物の循環低下は、前記渦流ブレーカの構造に起因するものであることが判明した。すなわち特に処理槽１′の容量に対して過少な処理物Ｗを投入することを想定し、処理槽１′内上部に位置する上段渦流ブレーカ６Ａ′に加え処理槽１′の中間高さ位置よりも下方にも下段渦流ブレーカ６Ｂ′を具えた円錐型リボン混合処理装置Ｄ′において、処理物Ｗの投入量が増えた場合、下段渦流ブレーカ６Ｂ′は処理物Ｗ内に埋もれてしまう。このため、処理槽１′内における処理物Ｗの循環流にとって下段渦流ブレーカ６Ｂ′が障害物となってしまい、処理物Ｗの円滑な循環を妨げてしまうこととなる。
【０００８】
【解決を試みた技術課題】
本発明はこのような背景を認識してなされたものであり、処理物に対する渦流ブレーカの抵抗性を低減しながらも、処理槽内における処理物の循環を阻害することがなく、処理物の性状、量あるいは回転翼の回転速度等の運転条件等が変動した場合であっても、安定した運転を行うことのできる新規な円錐型リボン混合処理装置を開発することを技術課題としたものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
すなわち請求項１記載の円錐型リボン混合処理装置は、処理槽の一部または全てを逆円錐状に形成し、この処理槽内に具備した回転翼に具えられたリボン翼によって処理物を内壁に沿って上昇させ、この上昇した処理物を渦流ブレーカによって処理槽の中央付近に移動させることにより、処理物を処理槽下部に落下させることを繰り返し行いながら、処理物の混合、破砕、乾燥のうちのいずれか一つまたは複数の処理を行う円錐型リボン混合処理装置において、前記渦流ブレーカは、ブレーカ体を固定バーを用いて処理槽の内壁面に対して固定して成るものであり、前記ブレーカ体は、処理物と接触する面である案内作用面をすくい傾斜角を持たせたものとすることにより、前記回転翼によって処理物に作用する力を分散させるように構成したことを特徴として成るものである。
この発明によれば、処理物に対する渦流ブレーカの抵抗性を低減するため、渦流ブレーカが処理物の循環を阻害してしまうことがなく、処理物の混合、破砕、乾燥のうちのいずれか一つまたは複数の処理効率の低下を防止することができる。またこのためリボン翼を回転駆動するモータの消費電力を低減することができる。
【００１０】
また請求項２記載の円錐型リボン混合処理装置は、前記要件に加え、前記ブレーカ体における案内作用面は、ねじれたものであることを特徴として成るものである。
この発明によれば、回転翼によって処理物に作用する力を、処理槽の中心側に向かう水平成分と、垂直面内において方向が変化する成分とに効果的に分散できるため、リボン翼によって処理槽内上部に移送された処理物を、円滑且つ効果的に処理槽の中央付近に移動させ、処理物を処理槽下部に落下させることができる。このため処理物の混合、破砕、乾燥のうちのいずれか一つまたは複数の処理効率の低下を著しく低減することができる。
【００１１】
更にまた請求項３記載の円錐型リボン混合処理装置は、前記要件に加え、前記渦流ブレーカは、処理槽の中間高さ位置よりも下方に設けられることを特徴として成るものである。
この発明によれば、従来、特に渦流ブレーカが処理物内に埋もれてしまうことにより、この渦流ブレーカが処理槽内における処理物の循環流にとって障害物となっていた装置においても、処理物の循環を阻害してしまうことがなく、且つリボン翼を回転駆動するモータの消費電力を低減することができる。
そしてこれら各請求項記載の要件を手段として前記課題の解決が図られる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
（ｉ）実施の形態１
以下本発明の円錐型リボン混合処理装置を図示の実施の形態に基づいて説明する。図中符号Ｄで示すものが円錐型リボン混合処理装置であって、図１にはその一例である円錐型リボン混合機Ｄ１を示す。
このものは処理槽１内に投入した処理物Ｗを、回転翼５によって混合、攪拌するための装置であり、モータＭ、減速機３、回転翼５及び渦流ブレーカ６を具えるものである。以下これら構成要素について詳しく説明する。
【００１３】
前記処理槽１は適宜の金属素材を逆円錐形に形成してなる円錐部１Ａと、この円錐部１Ａの上方に連結された円筒部１Ｂとを具えて成るものであり、上部開口部を天板１２によって塞ぐことにより、処理槽１の内部空間を混合、攪拌処理のための処理空間とするものである。
また前記天板１２に対しては投入口１７を形成するものであり、更に処理槽１の下部には排出口１８を形成する。
【００１４】
前記天板１２上にはモータＭ及び減速機３を具えるとともに、その出力軸を処理槽１内に配した回転翼５における回転軸５０に連結するとともに、この回転軸５０には軸方向に沿って支持バー５１を固定する。そして前記支持バー５１の端部に対して、幅細のリボン翼５２二本を、位相が１８０°ずれた状態で取り付けてゆくことにより、先細り螺旋形状の回転翼５が構成されるものである。なお前記渦流ブレーカ６に対してリボン翼５２が当たらないように、このリボン翼５２を一定区間にわたって切除する。
また前記回転翼５は、リボン翼５２を一本のみ具えるような構成を採ることもできる。
【００１５】
また前記処理槽１内には、平面視において対向する位置関係となる二基一対の渦流ブレーカ６を同一水平面内に具えるものであり、この実施の形態では一例として三カ所の水平面内に多段状に具えるものとした。
これら渦流ブレーカ６は、前記回転翼５によって処理槽内板１０に沿って上昇してきた処理物Ｗを処理槽１の中央付近に移動させることにより、処理物Ｗを処理槽１下部に落下させるための部材である。この実施の形態では、少なくとも一対の渦流ブレーカ６を、処理槽１の中間高さ位置よりも下方に具えるようにした。
なおこれら各段の渦流ブレーカ６を区別する必要のある場合には、それぞれ上段渦流ブレーカ６Ａ、中段渦流ブレーカ６Ｂ及び下段渦流ブレーカ６Ｃと呼称する。
【００１６】
前記上段渦流ブレーカ６Ａ、中段渦流ブレーカ６Ｂ及び下段渦流ブレーカ６Ｃは、設置される処理槽１の胴周により大きさが異なるが、同様の構成を採るものである。具体的には図２及び図３に示すように、ブレーカ体６１を処理槽１の内壁面に対し固定バー６２を用いて固定するものである。前記ブレーカ体６１は、平面視円弧状であり且つ案内作用面６１Ｓにすくい傾斜角θを持たせたものとすることにより、処理物Ｗに作用する力を分散させるように構成する。ここで前記すくい傾斜角θとは、図１に拡大して示すようにブレーカ体６１における処理物Ｗと接触する面である案内作用面６１Ｓと水平面との間の角度を意味するものである。
この実施の形態では前記ブレーカ体６１を板材を曲げ加工することにより、案内作用面６１Ｓがねじれたものとした。またこの案内作用面６１Ｓは、処理槽１の内壁面に対する取り付け部側から見て、回転翼５２の回転方向と反対側にねじれたものとした。すなわちこの実施の形態では、ブレーカ体６１は右ねじり形状のものとなり、回転翼５２によって処理物Ｗに作用する力を、処理槽１の中心側に向かう水平成分と、垂直面内において方向が変化する成分とに効果的に分散することができる。なお前記案内作用面６１Ｓのねじれ方向は、回転翼５２の回転方向と同じ側とすることもできる。また前記ブレーカ体６１に対して案内作用面６１Ｓを形成するにあたっては、角柱状あるいは三角柱状の金属ブロックの一部を削り加工して行うようにすることもできる。
【００１７】
本発明の円錐型リボン混合処理装置Ｄの一例である円錐型リボン混合機Ｄ１は一例として上述のように構成されるものであり、以下、この円錐型リボン混合機Ｄ１の運転状態とともに、処理槽１内における処理物Ｗの様子について説明する。
まず本発明による効果が顕著な、処理物Ｗの量が多い場合について説明するものであり、図４（ａ）に示すように、一例として容量が１０００リットルの処理槽１に、８００リットルの処理物Ｗを投入する場合について説明する。
始めにモータＭを起動して回転翼５を回転させながら、処理物Ｗを投入口１７から処理槽１内に投入するものであり、処理物Ｗ全体は処理槽１内において螺旋状のリボン翼５２に案内されながら処理槽１の内壁に沿って上昇することとなる。
【００１８】
そして処理物Ｗは上段渦流ブレーカ６Ａの位置まで到達すると、ブレーカ体６１に効果的に案内されて中央部に寄せられ、ここから落下されるものであり、以降処理物Ｗはこのような経路を循環しながら混合攪拌処理が施される。
このとき本発明によれば、渦流ブレーカ６が処理物Ｗの循環を阻害してしまうことがなく、特に常時処理物Ｗに埋もれた状態となる下段渦流ブレーカ６Ｃあるいは中断渦流ブレーカ６Ｂであっても、処理物Ｗの循環を著しく阻害してしまうことがない。このためリボン翼５を回転駆動するモータＭの消費電力を低減することができるものであり、具体的にはこの実施の形態では、従来形状の渦流ブレーカを用いた場合と比べて消費電力が約３０％低減された。またこのように渦流ブレーカ６は従来の渦流ブレーカ６′と比べて処理物Ｗに対する抵抗性が低減されるため、従来のものよりも長寸に設定することが可能となるものである。
【００１９】
なお図４（ｂ）に示すように、処理物Ｗの量が少ない場合であって一例として容量が１０００リットルの処理槽１に、２００リットルの処理物Ｗを投入した場合には、従来形状の渦流ブレーカ６′を用いた場合と比べて消費電力の低減は数％程度にとどまるものであり、このことから従来の装置において処理物Ｗに埋もれた状態の下段渦流ブレーカ６Ｃあるいは中断渦流ブレーカ６Ｂが処理物Ｗの循環を阻害してしまっていたことを確認することができる。
【００２０】
（ii）実施の形態２
次に円錐型リボン混合処理装置Ｄの一例である円錐型リボン混合乾燥機Ｄ２について説明する。この装置は図５に示すように、処理槽１内に投入した処理物Ｗを、回転翼５によって混合、攪拌するとともに、処理物Ｗを加熱することにより発生した凝縮性ガス（水蒸気）を排気して、前記処理物Ｗの乾燥並びに混合、破砕を行うための装置である。
そして円錐型リボン混合乾燥機Ｄ２には、主たる構成要素として前記処理槽１、熱媒循環機２、モータＭ、減速機３、回転翼５及び渦流ブレーカ６を具えるものであり、以下これら構成要素について詳しく説明するが、上記円錐型リボン混合機Ｄ１と同様の構成である回転翼５及び渦流ブレーカ６についての詳細な説明は、ここでは省略する。
【００２１】
前記処理槽１は、逆円錐形に形成した処理槽内板１０の外側ほぼ全域に対して、適宜の間隔をあけて同様の逆円錐形のジャケット外体１１を配し、これら処理槽内板１０及びジャケット外体１１の上部開口部を天板１２によって塞ぐことにより、前記処理槽内板１０の内部空間を乾燥処理のための処理空間とするものである。
【００２２】
また前記処理槽内板１０とジャケット外体１１との間には適宜ジャマ板１３を設けることにより両部材の連結を図るとともに、冷水、温水、蒸気、油等の熱媒の循環経路を形成するものである。また前記ジャケット外体１１の下部に流入管１４を取り付け、一方、ジャケット外体１１の上部に流出管１５を取り付けるとともに、これら流入管１４及び流出管１５対して熱媒循環機２を接続する。
また処理槽１内を減圧させて乾燥を行う場合には、天板１２に形成した排気口１６の後段側にコンデンサ、真空ポンプ等の補機類を設けるものとする。また前記天板１２に対しては投入口１７を形成するものであり、更に処理槽１の下方には排出口１８を形成する。
【００２３】
そして処理槽１内に投入した処理物Ｗを回転翼５によって混合、攪拌するとともに、処理物Ｗを熱媒循環機２から供給される熱媒によって加熱することにより、発生した凝縮性ガス（水蒸気）を排気して、前記処理物Ｗの乾燥並びに混合、破砕を行うものである。
従って乾燥前の処理物Ｗは当然ながら水分を多く含んだものであり、渦流ブレーカ６に与える負荷が大きいものであるが、本発明によれば渦流ブレーカ６が処理物Ｗの循環を阻害してしまうことがなく、特に常時処理物Ｗに埋もれた状態となる下段渦流ブレーカ６Ｃであっても、処理物Ｗの循環を著しく阻害してしまうことがない。
【００２４】
【発明の効果】
本発明によれば、処理物Ｗに対する渦流ブレーカ６の抵抗性を低減しながらも、処理槽１内における処理物Ｗの循環を阻害してしまうことがなく、処理物Ｗの性状、量あるいは回転翼の回転速度等の運転条件等が変動した場合にも、安定した運転を行うことができ、更に消費電力を低減することができる。
このため、特に処理物Ｗの性状によっては品質低下を防ぐために回転翼５の回転数を所定値よりも低くする必要がある場合、見掛け密度の大きな処理物Ｗや、物性により流動性の低い処理物Ｗを処理する場合等に対応することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の円錐型リボン混合処理装置の一例である円錐型リボン混合機を示す骨格的縦断側面図である。
【図２】  渦流ブレーカを示す平面図である。
【図３】  円錐型リボン混合機内部の様子を示す斜視図である。
【図４】  処理物の循環の様子を示す説明図である。
【図５】  本発明の円錐型リボン混合処理装置の一例である円錐型リボン混合乾燥機を示す骨格的縦断側面図である。
【図６】  従来の円錐型リボン混合乾燥機を示す骨格的縦断側面図である。
【符号の説明】
１      処理槽
１Ａ    円錐部
１Ｂ    円筒部
１０    処理槽内板
１１    ジャケット外体
１２    天板
１３    ジャマ板
１４    流入管
１５    流出管
１６    排気口
１７    投入口
１８    排出口
３      減速機
５      回転翼
５０    回転軸
５１    支持バー
５２    リボン翼
６      渦流ブレーカ
６Ａ    上段渦流ブレーカ
６Ｂ    中段渦流ブレーカ
６Ｃ    下段渦流ブレーカ
６１    ブレーカ体
６１Ｓ  案内作用面
６２    固定バー
Ｄ      円錐型リボン混合処理装置
Ｍ      モータ
Ｗ      処理物
θ      すくい傾斜角
【図１】
0004016182.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
0004016182.tif 000006
【図６】
0004016182.tif 000007