(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周部の被混合物を中心部へ移動させる外羽根と、中心部の被混合物を外周部へ移動させる内羽根とを有し、外羽根が、回転方向と中心方向に傾斜した板状であると共に、外羽根の外周側が混合容器内面に沿った湾曲辺で、しかも外羽根の少なくとも回転方向前方の辺が総て曲線で構成されていることを特徴とする混合装置。
【請求項２】
内羽根が、回転方向前面が凸面となった湾曲した板状であり、外羽根の下方に位置していることを特徴とする請求項１の混合装置。
【請求項３】
回転方向に対し、外羽根の後端が内羽根のほぼ真上に位置していることを特徴とする請求項２の混合装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術用分野】
本発明は、例えば結晶体、焼成体等、粉砕されやすい粒状若しくは塊状の被混合物の混合に適した混合装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、食品製造工程、化粧品製造工程、セラミックス製造工程等においては、最終製品の配合、調合、秤量等の目的で粉体の混合が行われる他、特にセラミックス製造工程においては、粉砕、混練、造粒、反応、焼結等の前処理操作として粉体の混合が行われる。
【０００３】
従来、上記粉体の混合装置としては、容器回転式と称せられる「Ｖ型混合機」、機械攪拌式と称せられる「リボン型混合機」、「円錐型スクリュー混合機」、「攪拌型混合機」、気流式と称せられる「気流攪拌式混合機」等が一般に知られている。特に、機械攪拌式の混合装置では、一般に棒状や平板状の混合用の羽根を有するものが多い。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の混合装置の場合、例えばブリケットのような粉砕されやすい粒状若しくは塊状の被混合物の混合に用いた場合、被混合物が粉砕され、多くの粉を発生してしまい、歩留が悪くなる問題がある。特に容器回転式の混合装置の場合、被混合物の充填率が低く、処理する被混合物の量に対して装置の占める空間及び作業面積が大きくなる問題がある。また、気流式の混合装置の場合、高圧で多量の気流が必要となることに加え、気体と被混合物及び発生する粉末との分離装置が必要となり、しかも被混合物の装入率が低いことから、やはり処理する被混合物の量に対して装置の占める空間及び作業面積が大きくなる問題がある。
【０００５】
本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたもので、例えばブリケットのような粉砕されやすい粒状若しくは塊状の被混合物を、粉砕を押えつつ効率よく混合できるようにすることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
このために本発明では、図５及び図６又は図７及び図８に示されるように、外周部の被混合物を中心部へ移動させる外羽根１と、中心部の被混合物を外周部へ移動させる内羽根２とを有し、外羽根１が、回転方向と中心方向に傾斜した板状であると共に、外羽根１の外周側が混合容器３内面に沿った湾曲辺で、しかも外羽根１の少なくとも回転方向前方の辺が総て曲線で構成されていることを特徴とする混合装置を提供するものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
（１）第１の参考の形態（図１及び図２）
図１及び図２に基づいて、本発明の第１の参考の形態を説明する。
【０００８】
図中、１は外羽根、２は内羽根、３混合容器である。
【０００９】
混合容器３は底付円筒状をなすもので、この混合容器３内の中心部には、上方から回転軸４が垂下されている。回転軸４は図１中矢印で示される方向にゆっくり回転されるものである。尚、回転軸４は、上記のように上方から垂下されたものの他、混合容器３の底部から突出されたものとすることもできる。
【００１０】
上記回転軸４には、外羽根１と内羽根２が夫々２枚ずつ取り付けられている。外羽根１はロッド５を介して回転軸４に取り付けられており、外羽根１の内端と回転軸４の間に間隔が持たされている。また、内羽根２はその内端が直接回転軸４に取り付けられている一方、その先端と混合容器３の内面との間には間隔が持たされている。尚、外羽根１と内羽根２は、図示されるもののように２枚ずつ設ける他、３枚以上とすることもでき、混合容器３の大きさ等に応じて選択すればよい。
【００１１】
外羽根１と内羽根２の材質は、特に制限はなく、被混合物の種類や混合条件等に応じて選択すれば足る。例えば、混合を非酸化性雰囲気下で行う場合にはＳＳ４００、ＳＵＳ３１０Ｓ、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３０４Ｌ、ＳＵＳ３１６Ｌ、ＳＵＳ３０９Ｓ、ＳＵＳ３１６等の金属の他、合成樹脂を用いることもできる。また、硼酸蒸気雰囲気下等、酸化性で高温の雰囲気下での混合については、三菱マテリアル社製ＭＣアロイ、ハステロイＣ２２、ヘインズアロイ２１４、ヘインズアロイ２３Ｃ、ＭＡ６００、ＨＲ−１６０等の特殊耐酸化性材料を用いることができる。
【００１２】
外羽根１は、図中点線で仕切って示してあるように、正方形部１ａと直角三角形部１ｂとからなる形状の平板で、正方形部１ａの角部を回転方向に向けて取り付けられている。直角三角形部１ｂは、正方形部１ａの外周側の２辺に対して夫々一体的に設けられているものである。この直角三角形部１ｂは、外羽根１と混合容器３の内面とに間の隙間をできるだけ小さくし、この隙間に挟まって被混合物が粉砕されるのを防止するためのものである。
【００１３】
外羽根１は、回転方向と中心方向の２方向に傾斜した状態で取り付けられている。即ち、外羽根１は、回転方向に傾斜していることにより、回転と共に被混合物を掻き上げる一方、中心方向にも傾斜していることにより、この掻き上げた被混合物を中心部へと移動させるものである。特に外羽根１は、ロッド５によって、回転軸４から間隔をあけて外周寄りに位置していることから、外周部の被混合物を掻き上げて中心部へと移動させるものとなっている。この外周部から中心部への被混合物の移動を確実にするために、外羽根１は、回転方向及び中心方向共に５〜８０°の傾斜で取り付けられていることが好ましく、３０〜４５°の傾斜で取り付けられていることが特に好ましい。
【００１４】
外羽根１は、外周部の被混合物を中心部へと移動させることができるものであれば、その形状は上記のような形状に限られるものではなく、正方形、長方形、台形等の他、靴べら状等とすることができる。この外羽根１の他の形状については、後述する他の実施の形態において説明する。また、外羽根１の厚さは、その材質にもよるが、被混合物との抵抗を小さくするために２〜３ｍｍ程度とすることが好ましい。
【００１５】
内羽根２は、湾曲した長方形の板状のもので、回転方向前面が凸面となるように取り付けられている。即ち、内羽根２は、回転方向前面が凸面であることにより、回転と共に被混合物を外周部へと押し出し移動させるものとなっている。特に内羽根２は、回転軸４から直接突出し、その先端と混合容器３の内面との間には間隔が開けられていて、中心部寄りに位置していることから、中心部の被混合物を外周部へ移動させるものとなっている。この中心部から外周部への被混合物の移動を確実にするために、内羽根２は、その内端の凸面側接線が、混合容器３の径方向と一致若しくは混合容器３の径方向より回転方向後方に傾斜して取り付けられていることが好ましい。
【００１６】
内羽根２は、中心部の被混合物を外周部へと移動させることができるものであれば、その形状は上記のような形状に限られるものではなく、正方形、三角形、台形等の板を湾曲させたものや、正方形、長方形、三角形、台形等の平板を混合容器３の径方向に対して傾斜して取り付けたものとすることもできる。しかし、少ない回転数で中心部の被混合物を外周部へ移動させるためには、上記の形状、つまり湾曲した長方形の板状が最も好ましい。また、内羽根２の厚さは、特に制限はないが、２〜３ｍｍ程度とすることが好ましくい。更に、内羽根２の湾曲状態は、一般的には円弧状であるが、楕円弧状、その他の湾曲状態とすることもできる。
【００１７】
外羽根１は被混合物を掻き上げるようにして移動させるものであり、この移動が内羽根２による被混合物の移動によって妨げられることなく行われるようにするために、外羽根１が内羽根２の上方に位置していることが好ましい。また、内羽根２による被混合物の移動を効果的に行うためには、外羽根１の回転方向後端が内羽根２のほぼ真上に位置していることが好ましい。このようにすると、外羽根１で被混合物が内周部に移動された直後の外周部に内羽根２で被混合物を押し出し移動させることになり、内羽根２による被混合物の移動を効果的に行うことができる。
【００１８】
（２）第２の参考の形態（図３及び図４）
図３及び図４に示されるように、外羽根１が台形状の平板で、内周側が短辺（上底）、外周側が長辺（下底）となっている。この外羽根１は、外周側の方が内周側より掻き上げ力が強いことから、回転に伴って、外周側で掻き上げた被混合物を内周側、つまり中心部へと移動させることになる。この外羽根１以外は第１の参考の形態で説明したものと同様で、同じ符号は同様の部材を示すものである。
【００１９】
このような外羽根１とした場合、外羽根１の形状及びその取り付け状態が単純であるので、外羽根１の作製及び取り付けが容易となる。
【００２０】
（３）第１の実施の形態（図５及び図６）
図５及び図６に示されるように、外羽根１は、その外周側の辺が混合容器３の内面に沿った湾曲辺となっており、その回転方向前方の辺が総て曲線で構成された平坦な靴べら状の形状をなしていて、回転方向と中心方向の２方向に傾斜した状態で取り付けられている。この外羽根１は、図１及び図２のもののようにロッド５を介して回転軸４に取り付けられているのではなく、その回転方向後端部が支持板６を介して内羽根２上に取り付けられていることで、回転軸４と共に回転されるものとなっている。尚、これらの点以外は第１の参考の形態で説明したものと同様で、同じ符号は同様の部材を示すものである。
【００２１】
上記外羽根１は、図１及び図２の外羽根１と同様に、その傾きによって被混合物を掻き上げて中心部へ移動させるものであるが、混合容器３の内面との間にほとんど隙間がないので、外羽根１と混合容器３の間に被混合物が挟まって粉砕されることがない。しかも回転方向前方の辺が曲線で構成されており、回転に伴う被混合物との摩擦も軽減されるので、粉砕を抑制しやすい利点がある。
【００２２】
（４）第２の実施の形態（図７及び図８）
図７及び図８に示されるように、外羽根１は、基本的には図５及び図６に示される外羽根１と同様であるが、図５及び図６に示される外羽根１に比して、回転方向前方の辺を構成する曲線が更に丸みを有するものとなっている。尚、この点以外は第１の実施の形態で説明したものと同様で、同じ符号は同様の部材を示すものである。
【００２３】
上記外羽根１の場合、回転に伴う被混合物との摩擦が更に軽減されることから、より高い粉砕抑制効果を得ることができる。
【００２４】
【実施例】
参考例１、２及び実施例１、２
高さ５０ｃｍ、内径２３ｃｍのアクリル樹脂製の透明な円筒容器内の中央部に、先端に攪拌用の羽根を有する回転軸を垂下し、円筒容器の中心部（直径１０ｍｍの範囲）に赤色に着色したアーモンド状硼酸ブリケットを充填した。更にこの周囲に、白色に着色した同じ大きさのアーモンド状硼酸ブリケットを充填し、手動で、上方から見て時計回りに回転軸を１〜８回回転させ、各回転毎に中心部から外周部へ移動した赤色ブリケットの数を目視にて数え、ブリケットの混合性を評価した。この評価は、攪拌用の羽根を第１、第２の参考の形態、第１、第２の実施の形態で説明したものに順次変えて、夫々について行った。
【００２５】
使用したブリケットの形状及び大きさを図９に示す。また、ブリケットの充填状態を図１０に示す。
【００２６】
また、上記と同じ形状及び大きさで無着色のアーモンド状硼酸ブリケットを、先端に攪拌用の羽根を有する回転軸を中心部に垂下させた円筒容器内に充填し、上記と同様に８回回転させた後、円筒容器内のブリケットを粉末と塊とに分け、次式によって粉の発生率を評価した。
【００２７】
【数１】
0003771309.tif 000002
【００２８】
この評価も、攪拌用の羽根を第１、第２の参考の形態、第１、第２の実施の形態で説明したものに順次変えて、夫々について行った。
【００２９】
ブリケットの混合性の結果を表１に、粉の発生率の結果を表２に夫々示す。両表において、第１の参考の形態で説明した羽根を「Ａ」、第２の参考の形態で説明した羽根を「Ｂ」、第１の実施の形態で説明した羽根を「Ｃ」、第２の実施の形態で説明した羽根を「Ｄ」とした。
【００３０】
比較例１
攪拌用の羽根を、第１の参考の形態で説明した内羽根のみ（外羽根とロッドを取り外した形態）とし（表１及び表２における羽根「ａ」）、参考例１、２及び実施例１、２と同様にして、ブリケットの混合性と粉の発生率を評価した。結果を表１及び表２に示す。
【００３１】
比較例２
攪拌用の羽根を、第２の参考の形態で説明した外羽根のみ（内羽根を取り外した状態）とし（表１及び表２における羽根「ｂ」）、参考例１、２及び実施例１、２と同様にして、ブリケットの混合性と粉の発生率を評価した。結果を表１及び表２に示す。
【００３２】
比較例３
市販のリボン式攪拌混合機（内容量１００リットル、フジ産業社製）に参考例１、２及び実施例１、２で用いたものと同じ無着色のアーモンド状硼酸ブリケットを、混合容器の１／２まで充填し、１分間混合後、粉の発生率を参考例１、２及び実施例１、２と同様にして評価した。結果を表２に示す。
【００３３】
【表１】
0003771309.tif 000003
【００３４】
【表２】
0003771309.tif 000004
【００３５】
【発明の効果】
本発明は、以上説明した通りのものであり、粉砕を押えつつ少ない回転数で良好な混合状態を得ることができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る混合装置の第１の例を示す平面図である。
【図２】図１に示される混合用の羽根部分の正面図である。
【図３】本発明に係る混合装置の第２の例を示す平面図である。
【図４】図３に示される混合用の羽根部分の正面図である。
【図５】本発明に係る混合装置の第３の例を示す平面図である。
【図６】図５に示される混合用の羽根部分の正面図である。
【図７】本発明に係る混合装置の第４の例を示す平面図である。
【図８】図７に示される混合用の羽根部分の正面図である。
【図９】実施例で用いたブリケットの形状及び大きさを示す図である。
【図１０】実施例で行ったブリケットの充填状態を示す図である。
【符号の説明】
１    外羽根
１ａ  正方形部
１ｂ  直角三角形部
２    内羽根
３    混合容器
４    回転軸
５    ロッド
６    支持板
【図１】
0003771309.tif 000005
【図２】
0003771309.tif 000006
【図３】
0003771309.tif 000007
【図４】
0003771309.tif 000008
【図５】
0003771309.tif 000009
【図６】
0003771309.tif 000010
【図７】
0003771309.tif 000011
【図８】
0003771309.tif 000012
【図９】
0003771309.tif 000013
【図１０】
0003771309.tif 000014