(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
略円筒状の処理容器と、この処理容器内の底部に配置された回転円盤とを具備し、前記回転円盤の回転運動により、処理容器内に収容された加工物を旋回流動させて球形に整流する装置において、
前記回転円盤の上面の外周部近傍に平坦な環状の平滑部を設けると共に、この平滑部よりも内径側に、少なくとも上端部に尖状部を有する多数の突起を設け、この突起よりも外径側の全部分を前記平滑部としたことを特徴とする球形化整粒装置。
【請求項２】
前記突起を、上方に向けて縮径する角錐状に形成したことを特徴とする球形化整粒装置。
【請求項３】
前記突起が四角錘状に形成され、且つ、その全ての底部四辺が隣接する突起の底部四辺と共通する位置に設けられていることを特徴とする請求項２記載の球形化整粒装置。
【請求項４】
前記処理容器の内周面に、水平方向の回転軸を有し且つ半径方向に延びる複数の翼部材を具備するチョッパーを設けたことを特徴とする請求項１記載の球形化整粒装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、柱状の加工物を円盤の回転運動により処理容器内で旋回流動させて徐々に球形に整粒する球形化整粒装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
未乾燥の湿潤材料、例えば粉体にバインダーを加えて凝集させたもの等を球形化するための装置の一つに球形化整粒装置がある。この装置は、予め押出し機等を用いて円柱状に成形した材料を水平回転する円盤上で流動旋回させ、細かく裁断しながら徐々に球形化するものである。
【０００３】
この球形化整粒装置は、図６（ａ）に示すように、円筒状の処理容器（31）と、この処理容器（31）内に回転可能に収容された回転円盤（32）とを主要な構成要素とする。回転円盤（32）の上面には、同図（ｂ）に示すように、多数の陥没穴（33）が形成されている。
【０００４】
図示しない押出し装置により、加工物（35）を円柱状（図７（ａ）参照）に成形してこれを処理容器（31）内に供給し、その後、回転円盤（32）を回転させると、加工物（35）は遠心力を受けて回転円盤（32）上を転動しながら外径側に移動する。回転円盤（32）の外径端に達した加工物は、後続の加工物に押し上げられて処理容器（31）の内周面を上昇した後、内径側に転げ落ちて回転円盤（32）上に戻り、以後同様の運動を繰り返す。以上の説明は、回転系からみた加工物の流動運動であり、静止系でみると、加工物は、回転円盤（32）との間の摩擦により周方向の力を受けて縄をよじったような渦流を描きながら処理容器（31）内を回転円盤（32）と同方向に旋回する。
【０００５】
加工物（35）は、回転円盤（32）上を転動する際に陥没穴（33）の上端部に位置するエッジ（36）により裁断され、図７（ｂ）に示すように、直径Ｄと長さＬの比が１に近づくよう徐々に細分化される。また、裁断された加工物（35）は、回転円盤（32）上を転動したり、他の加工物と接触、衝突することにより、図７（ｃ）に示すように徐々に球形化される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このように回転円盤に陥没穴（33）を設けると、加工物のかす等が陥没穴に堆積し易くなるため、作業開始後短時間で陥没穴が完全に埋まり、エッジ（36）が消滅してそれ以上の裁断が不可能になる場合がある。そのため、従来装置では、長期間連続して装置を駆動することができず、加工物を所望の粒径まで細分化できない場合が多かった。
【０００７】
この場合には、回転円盤を取り外して洗浄する必要があるが、この洗浄時には、各陥没穴をブラシ等で順番に擦って付着した加工物を除去しなければならず、多大な労力を要する。また、ブラシ等で擦っても加工物の完全除去は困難であり、そのため製薬業界や食品業界等で当該装置を使用する場合には、衛生上問題があった。
【０００８】
その一方、回転円盤の外周部近傍では加工物の周速が早く、加工物に作用する遠心力も大きいため、図８に示すように、回転円盤（32）の外周部から飛び出した加工物は、処理容器（31）の内周面に次々と付着する。この付着加工物（37）は、後続の加工物を取り込んで徐々に内径側に成長し、やがて回転円盤（32）の外周部近傍を覆ってさらに内径側に進行し、回転円盤に付着する（符号37ａ）。この時、回転円盤（32）の上面に陥没穴（33）のような凹凸があると、摩擦力によって回転円盤上の付着加工物（37ａ）が回転円盤（32）から剥離しにくくなるため、付着加工物（37ａ）は後続の加工物を取り込みながらさらに内径側に成長する。このため、従来装置では、短期間のうちに回転円盤（32）の上面全体が付着加工物（37ａ）で覆われ、整粒作業の続行が不可能になる場合があった。
【０００９】
また、従来では、図９に示すように、上面を平滑とし且つ外径端部を上方に立ち上げた形状の回転円盤（32’）も用いられているが、このタイプの回転円盤（32’）でも図８に示す場合と同様に、処理容器（31）の内周面に付着した加工物（37）の内径側への成長が問題となっていた。
【００１０】
そこで、本発明は、長期間安定して加工物の裁断・整粒が行なえると共に、回転円盤の洗浄作業も容易に行なうことのできる球形化整粒装置の提供を目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的の達成のため、本発明では、略円筒状の処理容器と、この処理容器内の底部に配置された回転円盤とを具備し、前記回転円盤の回転運動により、処理容器内に収容された加工物を旋回流動させて球形に整流する装置において、回転円盤の上面の外周部近傍に平坦な環状の平滑部を設けると共に、この平滑部よりも内径側に、少なくとも上端部に尖状部を有する多数の突起を設け、この突起よりも外径側の全部分を前記平滑部とした。
【００１２】
また、突起を上方に向けて縮径する角錐状に形成してもよい。
【００１３】
突起を四角錐状に形成し、且つ、その全ての底部四辺を隣接する突起の底部四辺と共通する位置に設けるのが望ましい。
【００１４】
処理容器の内周面に、水平方向の回転軸を有し且つ半径方向に延びる複数の翼部材を具備するチョッパーを設けてもよい。
【００１６】
【作用】
回転円盤の上面に、尖状部を有する多数の突起を設けると、回転円盤上を転動する加工物が、突起と衝突した際に尖状部に食い込んで裁断される。ここで、尖状部を少なくとも突起の上端部に設けておけば、突起間の隙間に加工物のかすが堆積した場合にも当該堆積物の上方に尖状部を突出させるができる。従って、以後も継続して突起による裁断作業を行なうことができ、長期間連続して装置を稼働させることが可能となる。
【００１７】
突起を上方に向けて縮径する角錐状に形成すれば、その頂部と稜線がそれぞれ尖状部となるため、一個の突起に多数の尖状部を形成することが可能となり、剪断能力のさらなる向上が図れる。
【００１８】
突起を四角錐状に形成し、且つ、その全ての底部四辺を隣接する突起の底部四辺と共通する位置に設ければ、各突起間の溝（底部四辺により構成される）が連続した直線状となって回転円盤全体で方形状の升目を描く。このため、洗浄時には、当該溝の両壁面を直線的に擦るだけで多数の突起を同時に洗浄することができ、溝に堆積した付着物を能率よく除去することができる。
【００１９】
処理容器の内周面に、水平方向の回転軸を有し且つ半径方向に延びる複数の翼部材を具備するチョッパーを設ければ、処理容器内を旋回する加工物が各翼部材によって垂直方向に裁断される。このため、加工物に突起の裁断力に加えてチョッパーの裁断力も付加することができ、その結果、装置全体の裁断能力を増大させることが可能となる。また、回転円盤上に堆積する堆積物の量が増大して突起の裁断能力が低下した場合にも、チョッパーの裁断効果により、装置全体の裁断力を一定レベルに維持することができる。
【００２０】
回転円盤上面の外周部近傍に環状の平滑部を設ければ、当該外周部近傍の表面摩擦が小さくなる。従って、処理容器の内周面に付着し、さらにここから内径側に成長する付着加工物は、回転円盤の平滑部に達し、回転円盤上に付着したところで遠心力に抗しきれずに回転円盤から剥離し、次々に外径側に跳ね飛ばされる。このため、回転円盤に付着した加工物が平滑部の内径側に位置する突起まで進行することはなく、突起の裁断機能を長期間維持することが可能となる。
【００２１】
【実施例】
以下、本発明の一実施例を図１乃至図５、及び、図10に基づいて説明する。
【００２２】
図１及び図２に示すように、本発明にかかる球形化整粒装置は、上部を上方に向けて縮径させた略円筒状をなす処理容器（１）と、この処理容器（１）内に配置した回転円盤（２）及びチョッパー（３）とで構成される。回転円盤（２）は、処理容器（１）の側面壁（1b）内径よりも僅かに小さい外径を有し、処理容器（１）の底壁（1a）に、その軸線を処理容器（１）の中心線と合致させて回転自在に支持されている。一方、チョッパー（３）は、処理容器（１）の側壁（1b）に回転自在に支持されている。なお、処理容器（１）の内径面と回転円盤（２）の外径面との間の環状隙間には、粉体が回転円盤（２）の下方空間に侵入しないよう上方に向けて噴出するエアでシールがなされる。
【００２３】
回転円盤（２）は、穴あき円板状の基盤（５）上にリング部材（６）を同心配置することにより構成される。
【００２４】
基盤（５）の中心部には、図示しない駆動源に連結した垂直回転軸（７）が垂設される。基盤（５）は、この垂直回転軸（７）に嵌合したガイド（８）及びアダプタ（９）によってその内径端部を上下から挾持されている。垂直回転軸（７）の上端部にはロックナット（10）が螺合されており、このロックナット（10）を締め付けると、ガイド（８）とアダプタ（９）の挾持力が増大し、これにより基盤（５）が垂直回転軸（７）に固定される。
【００２５】
基盤（５）の上面には、その半径方向の略中間部を環状に陥没させた嵌め込み溝（11）が形成される。この嵌め込み溝（11）は、リング部材（６）が嵌め込み可能となるよう、リング部材（６）の内・外径面と合致する内外径寸法に形成されている。基盤（５）の上面のうち、嵌め込み溝（11）よりも外径側の部分は、環状の平滑部（12）となる。また、嵌め込み溝（11）よりも内径側の基盤（５）上面も同様に平滑に形成されている。
【００２６】
リング部材（６）の下面の複数箇所には、ボルト（13）が固定されている。このボルト（13）を、予め基盤（５）の嵌め込み溝（11）に穿設した貫通口（14）に挿通し、当該ボルト（13）の下端部にナット（15）を螺合してこれを締め付けることにより、リング部材（６）が基盤（５）の嵌め込み溝（11）内に固定される。
【００２７】
図２（ｂ）及び図３に示すように、リング部材（６）の上面には、尖状部を具備する多数の突起（17）が形成される。ここで、「尖状部」とは、尖った部分という意味であり、点状のものの他、線状のものも含む概念である。従って、例えば、図示のように、突起（17）を上方を小径とする四角錐型に形成した場合には、各突起（17）の頂部（18）と４つの稜線（19）がそれぞれ尖状部となる。各突起（17）は、その全ての底部四辺が隣接する突起（17）の底部四辺と共通する位置に設けられるよう底部四辺同士を密着させて形成される。これにより、各突起（17）間の溝（20）が連続した直線状となってリング部材（６）の全体で方形状の升目を描くようになる。
【００２８】
なお、上述のリング部材（６）及び基盤（５）は、脱着時の作業性を考慮して半径方向で二分割されているが（図２（ａ）参照）、回転円盤が大型である場合等には、三分割以上としてもよい。
【００２９】
図１及び図４に示すように、チョッパー（３）は、処理容器（１）の中心線に向けて配置し且つ図示しない駆動源と連結した水平方向の回転軸（25）（水平回転軸）に、半径方向に延びる複数の翼部材（26）を取り付けて構成される。具体的には、複数の翼部材（26）を放射状に配置して一組の破砕羽根（27）を構成し、この破砕羽根（27）を複数組準備してこれを水平回転軸（25）に順番に挿嵌した後、各破砕羽根（27）をロックナット（28）で軸方向に締め付けることにより構成される。各翼部材（26）は、薄肉平板状に形成され、水平回転軸（25）の軸線と直交する垂直面上に平行配置されている。このチョッパーは、図示しない駆動源により、上流側から流れてきた加工物を下方に叩きつける方向に回転駆動される。具体的には、図４に示すように、回転円盤（２）を反時計廻りに回転させた場合はチョッパー（３）を時計廻りに駆動し、その反対に回転円盤（２）を時計廻りに回転させた場合は、反時計廻りに駆動する。
【００３０】
チョッパー（３）は、半径方向に延びる複数の翼部材（26）を具備するものであれば他の構成でもよく、例えば、図10に示すようように、翼部材（26’）の軸方向長さを長くしたものを用いることも可能である。また、裁断性を向上させるべく、翼部材（26’）の先端部（29）を軸方向に沿って鋸刃状に形成してもよい。
【００３１】
以上の構成において、駆動源を起動して回転円盤（２）を一定方向、例えば時計廻りに回転させると、処理容器（１）内に収容された円柱状の加工物が、従来品と同様に、縄をよじったような渦流を描きながら処理容器内で旋回流動する。流動する加工物は、回転円盤（２）上を転動する際に突起（17）の尖状部によって裁断され、直径Ｄと長さＬの比が１に近付くまで徐々に細分化される。また、裁断された加工物は、回転円盤（２）上を転動したり、他の加工物と接触、衝突することによって、徐々に球形化される。
【００３２】
このように本発明では、尖状部を突起の少なくとも上端部に設けているので、各突起（17）間の溝（20）に加工物のかすが堆積した場合にも当該堆積物の上方に尖状部、即ち突起（17）の頂部（18）を突出させるができる。従って、以後も継続して突起による裁断作業を行なうことができ、長期間連続して装置を稼働させることが可能となる。
【００３３】
また、上述のように、突起（17）を四角錐状に形成すれば、その頂部（18）と４つの稜線（19）がそれぞれ尖状部となり、一個の突起（17）に５つの尖状部を形成することが可能となるので、剪断能力のさらなる向上が図れる。なお、突起（17）の形状は、四角錐に限定されるものではなく、尖状部を有するのであれば他の形状を採用することも可能である。例えば、三角錐等の他の角錐体としたり、図５に示すように、角錐体の上部を水平に切除した形状の突起（17’）としても同様の効果が得られる。また、上記突起（17）（17’）を円錐体に形成することも可能である。
【００３４】
さらに、上述のように、突起（17）間の溝（20）が連続した直線状となってリング部材（６）全体で方形状の升目を描くので、洗浄時には、溝（20）の両壁面を直線的に擦るだけで同時に多数の突起（17）を洗浄することができ、従来のように各陥没穴（33）を個別に洗浄する場合に比べて洗浄労力を大きく低減させることができる。なお、リング部材（６）の洗浄作業は、ロックナット（10）を緩めて垂直回転軸（７）から回転円盤（２）を取り外し、さらにナット（15）を緩めてリング部材（６）を基盤（５）から分離して行なう。
【００３５】
また、処理容器（１）の内周面にチョッパー（３）を設けているので、処理容器（１）内を旋回する加工物は、その一部が各翼部材（26）によって垂直方向に裁断される。これにより、装置全体の裁断能力をより一層向上させることが可能となり、整粒時間の短縮化が図れる。また、リング部材（６）の上面に加工物のかす等が堆積し、稜線（19）の一部が堆積物に埋没して突起（17）の裁断能力が低下した場合にも、装置全体の裁断力を一定レベルに維持することができる。さらに、翼部材（26）に衝突した加工物が下方の回転円盤（２）上に叩き落とされるため、加工物の圧密化が促進される。従って、より均質な球形粒子を得ることが可能となる。
【００３６】
また、従来装置のように回転円盤の外周部近傍に凹凸がなく、表面摩擦の小さい平滑部（12）が設けられているので、処理容器（１）の内周面に付着して内径側に向けて成長する付着加工物は、平滑部（12）に達し、回転円盤上に付着したところで遠心力に抗しきれずに回転円盤（２）から剥離し、次々に外径側に跳ね飛ばされる。このため、付着加工物が平滑部（12）の内径側に位置する突起（17）まで進行することなく、突起（17）の裁断機能を長期間維持することが可能となる。また、上述のように、リング部材（６）よりも内径側の基盤（５）上面も平滑に形成されているので、遠心力が小さいために加工物が堆積しやすいこの部分にも加工物が付着しにくくなり、長期間連続運転することが可能となる。
【００３７】
【発明の効果】
このように、本発明では、回転円盤の上面に、少なくとも上端部に尖状部を有する多数の突起を設けたので、各突起間の溝に加工物のかす等が堆積した場合にも裁断機能を維持することができ、従来装置に比べて長期間連続して装置を稼働することが可能となる。
【００３８】
突起を上方に向けて縮径する角錐状に形成すれば、その頂部と稜線がそれぞれ尖状部となり、一個の突起に複数の尖状部が形成されるので、剪断能力のさらなる向上が図れ、より短期間で所望の粒径に整粒することができる。
【００３９】
突起を四角錐状に形成し、且つ、その全ての底部四辺を隣接する突起の底部四辺と共通する位置に設ければ、各突起間の溝が連続した直線状となって方形状の升目を描くので、当該溝の両壁面を直線的に擦るだけで多数の突起を同時に洗浄することができ、回転円盤の洗浄作業を能率よく行なうことができる。また、付着物の完全除去も容易であるので、食品業界や製薬業界等の高い衛生度が要求される業界にも好適な装置となる。
【００４０】
処理容器の内周面に、水平方向の回転軸を有し且つ半径方向に延びる複数の翼部材を具備するチョッパーを設ければ、処理容器内を旋回する加工物が各翼部材によって垂直方向に裁断されるので、装置全体の裁断能力をより一層向上させることが可能となり、整粒時間の短縮化が図れる。また、回転円盤上面に加工物のかす等が堆積して突起の裁断能力が低下した場合にも、チョッパーの裁断効果により、装置全体の裁断力を一定レベルに維持することができ、安定した整粒作業を行なうことができる。
【００４１】
回転円盤上面の外周部近傍に環状の平滑部を設ければ、当該外周部近傍の表面摩擦が小さくなるので、処理容器の内周面に付着し、さらに回転円盤に付着して内径側に成長する付着加工物が平滑部の内径側に位置する突起まで進行することを阻止することができ、突起の裁断機能を長期間維持することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明装置の縦断面図である。
【図２】ａ図は回転円盤の平面図であり、ｂ図は回転円盤の拡大断面図である。
【図３】回転円盤上に形成された突起の斜視図である。
【図４】チョッパーの斜視図である。
【図５】突起の形状の他の実施例を示す断面図である。
【図６】ａ図は従来装置の縦断面図であり、ｂ図は回転円盤の外径端部近傍の拡大断面図である。
【図７】球形化整粒装置による加工物の整粒手順を示す図である。
【図８】従来装置による加工時の回転円盤の外径端部近傍を示す拡大断面図である。
【図９】従来装置による加工時の回転円盤の外径端部近傍を示す拡大断面図である。
【図１０】本発明装置で使用するチョッパーの他の実施例を示す斜視図である。
【符号の説明】
１    処理容器
２    回転円盤
３    チョッパー
12    平滑部
17    突起
25    水平回転軸
26    翼部材
【図１】
0003886165.tif 000002
【図２】
0003886165.tif 000003
【図３】
0003886165.tif 000004
【図４】
0003886165.tif 000005
【図５】
0003886165.tif 000006
【図６】
0003886165.tif 000007
【図７】
0003886165.tif 000008
【図８】
0003886165.tif 000009
【図９】
0003886165.tif 000010
【図１０】
0003886165.tif 000011