(57)【要約】【課題】  粒子含有発泡流動体の製造において、均一な発泡状態を発現・維持でき、かつメンテナンスの容易な簡単な構造の攪拌翼を提供する。【解決手段】縦型円筒型容器内に投入された原材料を均一に攪拌する装置において、撹拌軸に翼を固定したことを特徴とする攪拌翼。攪拌翼の主軸には半径方向軸対象に延設した複数の支持腕に固定した格子状翼とともに、必要に応じて複数の支持腕および/あるいは主軸下端即部に固定したスクレーパがある構造にし、一体に作動させる。【選択図】        図2
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
縦型円筒型容器内に投入された原材料を均一に攪拌する装置において、撹拌軸に翼を固定したことを特徴とする攪拌翼。
【請求項２】
前記攪拌軸から半径方向軸対称に延設した複数の支持腕に格子状翼を固定したことを特徴とする請求項1に記載の攪拌翼。
【請求項３】
前記複数の支持腕および/あるいは主軸下端底部にスクレーパが固定したことを特徴とする請求項１、2に記載の攪拌翼。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粒子含有発泡流動体の製造用において均一な攪拌に適する攪拌翼に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、発泡流動体、たとえばホイップクリームやソフトクリームを少量製造するため、フードプロセッサに専用のアタッチメントを取り付ける装置は、公知である（例えば、特許文献1参照）。
【０００３】
通常、発泡体、例えばソフトクリームを製造するには攪拌用具としてホイッパー、円錐螺旋もしくはリボン翼、スクレーパ、パドル翼が用いられている。そのほか、パドル翼の先端に略矩形状を突出させたものもあるが、容器内部を一度に攪拌するものではなく、さらに概略翼を形成する部材の寸法は大きい（例えば、特許文献2〜8参照）。
しかも、形状が複雑であったり、鋳物製であったりして製作に工数が掛かり、量産用向きではない。特に、翼面積が大きく開孔率が小さい場合には攪拌材料を押しだすのみで、粒子を含む場合には充分な気泡を介在・維持させる事が難しいという問題点があった。さらに攪拌翼への発泡体の付着が多く、とくにホイッパーの場合にはその内部に大量に介在するという欠点があった。  
一方、鋳造用の鋳型製造プロセスとしてソ連で発明された、流動自硬性Fluid Self hardening mixture Process、略してFS法でも少量攪拌のバッチ方式では同様な方式をとり、連続的に流動砂を攪拌するには送り羽根と戻し羽根を設けた一軸横型パドルミキサを用いている（たとえば、非特許文献1参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開昭５０−１２４５１号公報（第３５−３９頁、第1１図）
【特許文献２】特開平７-３９２６４号公報
【特許文献３】特開２００５-５２０６０号公報
【特許文献４】特開２００２-１７６９２０号公報
【特許文献５】特開２００２-１７６９２３号公報
【特許文献６】特開１９９７-５０７１２６号公報
【特許文献７】特開２００６-２５４７６３号公報
【特許文献８】特開２００２-２１８９６６号公報
【非特許文献１】粒門  寛著、「FSプロセス」、初版、日刊工業新聞社、１９６８年、ｐ．9-10、113-123
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
翼を構成する部材の寸法が小さい場合に、溶接や機械加工が困難であり、効率よく主軸と一体化する事は困難であった。また、鋳造においても小寸法部材を効率よく製造するための模型の準備、鋳型の製造、鋳造方案等は困難であり、かつ鋳造材の機械的性質は線材加工品に比べて劣るし、鋳造後の主軸の加工も困難である。
本発明は、上記の問題に鑑みて成されたもので、粒子含有発泡流動体の製造において、均一な発泡状態を発現・維持でき、かつメンテナンスの容易な簡単な構造の攪拌翼を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するために本発明における攪拌翼は、縦型円筒容器内に投入された原材料を均一に攪拌する装置において、攪拌軸に翼を固定したことを特徴とする。また、本発明における攪拌翼は、前記軸から半径方向軸対称に延設した複数の支持腕に格子状翼を固定することができる。
さらに上記の攪拌主軸は半径方向軸対象に延設した翼あるいは複数の支持腕に固定した格子状翼とともに、必要に応じて複数の支持腕および/あるいは主軸下端底部にスクレーパを固定したことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、攪拌部の主軸に格子状翼を直接固定するのではなく、主軸の半径方向に延設した支持腕を介して間接的に固定する方式をとっているため、翼の取替えが容易であるという利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明を実施するための最良の形態を説明する。本発明は、攪拌部が分離・挿脱できる粒子含有発泡流動体用の縦型円筒型混練装置用のものであって、半径方向軸対称に延設した翼、もしくは複数の支持腕に固定した格子状翼、さらには追加的に側面および底面スクレーパを有する攪拌主軸を垂下する事を特徴とする。
【０００９】
また、本発明において、垂下する攪拌軸はサーボモータや減速機付きのギヤードモータに直結できるが、設置あるいは交換時の取り扱いを容易にするため、軸交換式あるいはアタッチメントによる脱着式が望ましい。攪拌軸に直接格子状翼を取り付ける事も可能ではあるが、翼の線径や板厚が小さい場合に、溶接には特殊な技能や装置を必要とするため、予め攪拌軸から変形方向に複数の支持棒を延設する事が望ましい。この場合の固定方法として螺子止め、溶接など、方法は問わない。
【００１０】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。図1から図5までは本発明の攪拌軸の形態を示した図である。図1は主軸1に格子状翼2が取り付けられた基本構成を示す。主軸径はおおむね10mmから50mmの間にあり、攪拌翼全体の大きさを考慮して選択する。また、本発明における格子状翼は、その種類を問わないが、溶接金網、クリンプ金網、またはエキスパンドメタルなど市販の材料を使うことが望ましいが、中でも開孔率70％以上が好適である。パンチングメタルも同様な形態を示すが、市販のものでは形状の如何を問わず、開孔率が60％以下であるため、一旦生成した気泡体を押出す効果があり、あまり好ましくない。但し一部形状を切り抜くなどして、開孔率を大きくした場合にはその限りではない。
【００１１】
本発明において、クリンプ金網とは歯車で均一な波形に加工した素線を用いて、縦線、横線を所定の目合に交互に直角に編んだずれやほつれのしにくい金網で、通常の平織りの金網に比較して開き目の大きいものを製造できることが特徴である。たとえば、金網を使用する場合、その線径は1.2〜6ｍｍ、好ましくは亜鉛引きで1.6〜3.2ｍｍ、ステンレスで1.5〜3ｍｍ、開き目6〜100ｍｍ,好ましくは10〜40ｍｍである。
線径が大きすぎると原材料ならびに粒子含有発泡流動体を押し込み、気泡の生成を阻害あるいは一旦生成した気泡を押しつぶしてしまうからである。開き目が広くて線径が小さいと剛性が無くなり変形しやすいので、適宜選択する必要がある。エキスパンドメタルの場合には板厚が上記の範囲にあることが望ましい。  
【００１２】
図2は組立て式の攪拌翼の構成例を示す。主軸1に支持腕3を延設したものである。支持腕は加工しやすい矩形あるいは丸もしくは市販の材料を利用する。螺子止めを基本とするが、溶接、圧入などの方法でもよく、適宜選択する。図においては主軸の長手方向に垂直に複数本延設してある事例だが、必ずしもこれに規定されることなく、取り付け方向、本数位置など適宜選択できる。この支持腕3に必要な寸法の格子状翼を取り付けたものが図３である。攪拌翼を円筒型容器4に挿入・垂下した事例を図4に示す。
本攪拌翼を用いて攪拌製造する発泡流動体は粒子を含有するため、沈降を防止・気泡分布を均一化するために常に攪拌する事が望ましく、格子状翼の高さは原材料の攪拌初期には少なくとも原材料の挿入後の堆積高さは必要であり、発泡後の攪拌維持過程ではその液面に等しい高さが必要である。できるだけ攪拌ロスを少なくするため、側面及び底面も容器内面に対して空隙がないよう接近させる必要がある。その大きさは攪拌翼の大きさにより異なるが、望ましくは10〜5ｍｍ以下である。
【００１３】
上記空隙に停滞する発泡体を流動・移動させるため、図5に示すように側面あるいは底面にスクレパーを取り付けるとより均一な状態を保つことができる。側面スクレーパ5は上記格子状翼2を固定する支持腕3に重ならないように別途延設した指示椀7に取り付け、できればゴム板8を取り付けて、容器内壁に接するよう設置する事が望ましい。底面スクレーパ6は発泡体を底面に押し付けるのではなく、掻き揚げる効果をもたらす様に設置する。しかしながら、攪拌条件によっては省略することも可能である。
【実施例１】
【００１４】
以下、実施例に基づき発明を説明する。内径500ｍｍ、高さ250ｍｍの円筒容器において、直径40ｍｍの主軸に、目開き20ｍｍ、線径1.5ｍｍのステンレス製クリンプ金網を全格子翼幅480ｍｍ、高さ260ｍｍになるように、結束バンド、例えばナイロン製ナイロンタイやトーマスアンドベッツ社製タイラップ、ヘラマンタイトン社製インシュロック等、で取り付けたもので、けい砂（フラタリーサンド）１００重量部、ポリビニールアルコール（日本酢ビ・ポパール製ＪＰ-05）０．２重量部、澱粉（ニッシ製デキストリンＮＳＤ−Ｌ）０．８重量部、クエン酸（扶桑化学製）０．２重量部と水重量部を投入し、インバータ制御のギヤードモータで主攪拌軸１を、例えば60Hzで回転数18〜360、主に60〜80ｒｐｍで攪拌することで、良好な粒子含有発泡流動体を発現・維持できた。
【実施例２】
【００１５】
全長400ｍｍ両端部の内径125ｍｍ、高さ180ｍｍの攪拌容器において、目開き13ｍｍ、線径1.5ｍｍのクリンプ金網を取り付けた主軸直径10ｍｍ、全格子翼幅110〜120ｍｍ、高さ125〜160ｍｍの攪拌翼を等間隔で配置し、実施例1と同じ材料を用いて、ギヤードモータ回転数70〜250ｒｐｍで攪拌することで、良好な粒子含有発泡流動体を発現・維持できた。
【実施例３】
【００１６】
全長300ｍｍ両端部の内径100ｍｍ、高さ200ｍｍの攪拌容器において、幅13ｍｍ、縦30ｍｍ、空間率67％のエキスパンドメタルを取り付けた、主軸直径10ｍｍ、全格子翼幅90〜100ｍｍ、高さ190〜200ｍｍの攪拌翼を等間隔で配置し、実施例1と同じ材料を用いて、ギヤードモータ回転数70〜250ｒｐｍで攪拌することで、良好な粒子含有発泡流動体を発現・維持できた。
【実施例４】
【００１７】
実施例3と同じ条件で、エキスパンドメタルの代わりに、次表に示す金網を用いることで同様な効果が得られた。
【００１８】
【表１】
2009022824.tif 000003
【００１９】
上記の説明から明らかなように、本発明は、攪拌装置において、攪拌翼を攪拌主軸から分割して、延設した支持腕を持つ主軸と支持腕に取り付ける格子状翼とに分割する様に構成したことにより、均一な攪拌を実現すると共に、構造が簡単で製作・メンテナンスが簡便に行える。
【産業上の利用可能性】
【００２０】
本発明において、効率的に空気を取り込み、充分な気泡を含有させる事が可能であれば、格子状翼は必ずしも正方形である必要は無く、長方形や菱形でもよい。同様に翼を構成する部材の断面形状も丸に限定されるものではなく、楕円や矩形でもよい。
【００２１】
さらに、本発明において、半径方向に延設した支持腕は、主軸に対して直角である必要は無く、角度を持って設置する事も可能である。これにより腕の本数を少なくすることも可能だし、場合によってはさらに２次腕を取り付けても良い。攪拌容器の形状と容量、寸法によって適宜選択する事でより効果的な攪拌が可能となる。  
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】主軸1に格子状翼2が取り付けられた基本構成を示す攪拌翼である。
【図２】組立て式の攪拌翼の構成例を示す概略図である。
【図３】組み立てられた攪拌翼を示す概略図である。
【図４】本発明の実施例を示す断面概略図である。
【図５】スクレーパを取り付けた状態を示す攪拌翼の概略図である。
【符号の説明】
【００２３】
1    主軸
2    格子状翼
3    支持腕
4    円筒型容器
5    側面スクレーパ
6    底面スクレーパ
【図１】
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【図２】
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【図３】
2009022824.tif 000006
【図４】
2009022824.tif 000007
【図５】
2009022824.tif 000008