JPH03169334A - 粉体混合装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は複数種類の粉体あるいは粒体を均一に混合する
ための粉体混合装置に関する。

［従来の技術］ 化学実験あるいは化学プロセス、建設作業現場などにお
いて複数種類の物質、特に粉粒物質（以下粉体という）
を分散、混合あるいは均一化するために粉体混合装置が
用いられている。

このような複数種類の粉体はその密度あるいは粒径が互
いに異なる場合が多く、これに適した混合手段として円
筒状の容器を回転させる装置などが広く採用されていた
。

このような回転円筒を用いた混合装置は、その長手方向
が水平に置かれた円筒容器内に各粉体を投入した後、該
円筒容器を所定の駆動機構にて反転旋回させたり各方向
に揺動させるなどして内部の粉体を混ぜ合せ、均質な混
合物を得ようとする。

ところが、このような従来装置では、常に円筒容器全体
に対してｄ合作用を与えるものであるため、支持部に対
する負担が大きく、またエネルギー消費が大きく、更に
装置の大型化を避けられないという不都合があった。

このような従来の粉体混合装置に対し、先に本発明者等
は垂直に置かれた通路内に静止型混合羽根を配設し、混
合用粉体を通路の上方から投入し、粉体が重力により混
合羽根を経て落下しながら混合される装置を提案した（
特願昭６３−３０３２９９号）。

すなわち、前記通路内の混合羽根は螺旋状に形成され、
その表面には多数の切欠が形成されている。この切欠は
混合羽根の垂直方向で位相が異なるよう配列されており
、これによって投入された粉体は混合羽根の切欠を通過
したり停止したりしながら相互に混ざり合って螺旋状羽
根の勾配によって下方の排出口に向けて下降していくこ
ととなる。

この装置によれば、通路自体を駆動させることなく容器
の上方から粉体を投入するだけで、後は重力を有効に活
用して螺旋状混合羽根の幾何形態により自動的に混合作
用が行われ、複雑な機構を要することなく効率良い混合
効果を達成できる。

〔発明が解決しようとする課Ｒ〕

しかしながら、上述のような螺旋状混合羽根を用いる装
置では、基本的には通路の上方から粉体を投入して下に
落ちるまでの１回の行程で混合させることを意図してお
り、このため混合が十分行われないという問題があった
。

本発明は上記従来の課題に鑑みなされたものであり、そ
の目的は粉体を確実容易に効率良く混合可能な粉体混合
装置を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために本願第１発明は、くびれ流通
管部を介して対向する一対の貯留部を有し、内部に複数
種類の粉体が投入される混合容器と、該混合容器をその
くびれ流通管部を中心に反転旋回可能に支持する支持体
と、前記混合容器のくびれ流通管部内に配設された静止
型混合器と、を含み、粉体を一方の貯留部から他方の貯
留部へ落下させつつくびれ流通管部で混合することを特
徴とする。

また本願第２発明は、前記静止型混合器、または該静止
型混合器及び前記混合容器双方に振動を与えるバイブレ
ータが配設されていることを特徴とする。

さらに本願第３発明は、前記混合容器の貯留部内には該
混合容器が反転旋回された際に貯留部の深さ方向におけ
る各層の粉体を並列的に前記くびれ流通管部に導くため
のガイドプレートを配設したことを特徴とする。

〔作用ｊ 以上の如く構威される本願第１発明によれば、混合容器
の一方の貯留部に粉体を投入した後、支持体により粉体
投入側の貯留部が上側にくるよう屁合容器を所定角度旋
回させれば、くびれ流通管部内の静止型混合羽根により
粉体が混合されながら下方の貯留部へ落下堆積してゆく
ので、動的な攪拌力などを与える必要なく重力を利用し
た混合作用が進められる。

そして、粉体が全て落下し尽した後、支持体により混合
容器を反転旋回させて上下を逆にして再び落下混合作用
を容易に行わせることができ、砂時計的原理の基に容易
に所望の混合状態を得ることができる。

また、本願第２発明によれば、粉体が落下していく混合
時、くびれ流通管部内の静止型混合器、または該混合器
と混合容器双方に対し微細振動をバイブレータにより加
えることによって、流通管部通過時における粉体の混合
効果を一層高めることができる。

さらに、本願第３発明によれば、支持体により混合容器
を反転させる際、ガイドプレートによってくびれ流通管
部に向けて流れ落ちる粉体はその深さ方向位置に対応し
た複数の独立した流れを形成し、例えば貯留部内の上側
に堆積した粉体、中層部に位置していた粉体、底部に堆
積していた粉体が別個の経路でくびれ流通管部に導かれ
、この結果貯留部内の粉体の上下層が混合されないとい
う不都合を回避でき、全体の粉体をまんべんなく混合さ
せることが可能になる。

［実施例］ 以下、図面に基づき本発明の好適な実施例を説明する。

第１図に本発明装置の全体構成を示し、混合容器１０は
支持体１２により反転旋回自在に支持されている。

前記混合容器１０はくびれ流通管部１０ａを介して一対
の貯留部１０ｂと１０ｃとが連通ずる砂時計状に形成さ
れ、いずれかの貯留部１０ｂまたは１０ｃに投入された
複数種類の粉体が落下して他方の貯留部に向う際にくび
れ流通管部１０ａ内で混合作用を受けることとなり、こ
のため前記くびれ流通管部１０ａ内には混合手段として
静止型混合器１４が配設されている。

前述した如く、混合容器１０は支持体１２により反転旋
回可能に支持されており、くびれ流通管部１０ａに固定
された中心軸２０に支持体１２の上部に配設されたモー
タ２２により駆動される駆動ギア２４及び２６が連結さ
れた状態となっている。

前記混合容器１０の一方の貯留部１０ｃは内部へ粉体を
投入するため蓋体１１により開閉自在に構成されている
。

くびれ流通管部１０ａ内に配設された静止型混合器１４
は上方に泣置する貯留部１０ｂから流れ込む複数種類の
粉体が重力により下側の貯留部１０ｃへ落下する際に効
果的な分離合流をくり返すことによって混合作用を与え
、第２図にこの部分を拡大して示す。

くびれ流通管部１０ａ内の静止型混合器１４は、軸部１
４ａの周囲に螺旋部１４ｂが巻回されて或り、該螺旋部
１４は不規則に形戊された複数の切欠１４ｃを有する。

以下、本発明装置の作用について説明する。

今、混合容器１０の貯留部１０ｂの内部に粉体が存在し
ているとする。モータ２２を作動させて混合容器１０を
旋回させ、第１図に示すような直立状態に保持する。

すると、上側の貯留部１０ｂから下側の貯留部１０ｃに
向けて流れ落ちる複数種類の粉体はくびれ流通管部１０
ａを通過する際に静止型混合器１４により分離合流をく
り返し、相互に混合されながら落下していく。

すなわち、混合容器が第１図のような状態に置かれると
上側貯留部１０ｂ内の複数種類の粉体は重力により下方
に流れ落ち、前記混合作用を受ける。

この結果、粉体の流れはその一部が螺旋体１４の表面に
沿って流れ落ち、かつその一部が途中に形成された切欠
１４ｃから落下し、また一部は静止型混合器１４、くび
れ流通管部１０ａの内面あるいは軸体１４ａなどに不規
則に衝突しながら落下していく。

このように粉体流れが乱されることによって各粉体相互
が適当に交り合うこととなり、くびれ流通管部１０ａの
通過時に基本的な混合作用が得られることか理解される
。

こうして上側の貯留部１０ｂ内の粉体全てが混合されな
がら下側の貯留部１０ｃへ落下し尽された時点で、所望
の混合状態が得られている場合にはその状態で粉体を取
り出せば良いが、さらにより混合作用を進めたい場合に
はモータ２２を作動させて混合容器１０を１８０度旋回
させ、第１図とは上下逆にした状態で再び粉体の落下混
合作用を行わせれば良い。

このような本発明によれば、砂時計の原理の基に重力を
利用して混合させるものであるので、上述したような混
合サイクルを何回か繰り返すことによって粉体全体を確
実に極めて効率良く均一に混合させることが可能となり
、また混合容器１０はモータ駆動するため人為的労力を
費すこともない。

なお、混合容器１０に透明な材料を用いれば混合状態を
外から一目で把握することができる。

また、静止型混合器１４は第２図の構造に限らず、ｖＳ
３図のように軸体３０上に羽根３２．　　３４を交互に
配設した構成や、あるいは第４図に示すように軸体３６
の周面に多数の凸部３８を形戊する構造なども適用し得
る。

さらに、上記実施例では混合作用そのものは重力により
落下する粉体と静止型混合器１４との相対作用のみに依
存し能動的な混合力は全く用いない方法としたが、第１
図に示すように混合容器１０上にパイブレーク４０を配
設し、該パイブレーク４０と静止型混合器１４とを接続
して混合器１４に対し微細振動を与えれば、混合作用は
より促進され、速やかに所望の混合状態を達成すること
が可能である。

なお、本発明において、前記混合器１４のみでなく、静
止型混合器１４を含むミキサ部全体に対して微細振動を
与えればより効果的である。

第５図はこの場合の装置構戊を示し、自振型のバイブレ
ータ４１がくびれ流通管部１０ａの外側面に固定され、
かつ混合容器１０の貯留部１０ｂ．１０ｃとくびれ流通
管部１０ａとの境界にはベローズ状のダンバ部４３．４
５が設けられている。

この結果、パイブレーク４１が作動すれば容器側のくび
れ流通管部１０ａと静止型混合器１４とが同時に振動す
るので、混合作用は著しく高められる。

ここで、前記ダンバ部４３．４５における減衰効果によ
り貯留部１０ｂ，１０ｃまで振動が及ぶことはなく、パ
イブレーク４１に過度な負荷を加えることなく実質上の
混合部である混合器１４を含むくびれ流通管部１０ａに
だけ効率よく振動を与えることが可能である。

ところで、以上のような本発明に係る砂時計形態の混合
装置においては、特に粉体の量が多い場合などでは、貯
留部の上層に位置する粉体と下層に位置する粉体相互を
混合させることが難しくなる。

すなわち、貯留部１０ｂまたは１０ｃが反転旋回されて
上方に持ち上げられていくにつれて前述した如く粉体は
くびれ流通管部１０ａに向けて流れ落ちるわけであるが
、この際貯留部１０ｂの上層側すなわち第１図における
上側貯留部１０ｂの下方に位置する粉体が当然ながら先
にくびれ流通管部１０ａに入り、下層部に位置する粉体
がくびれ流通管部１０ａへ向うのは所定時間後というこ
とになる。従って、くびれ流通管部１０ａ内における混
合作用は粉体の貯留状態の影響を受け、上層部と下層部
とが完全に混ざり合うまでには混合容器１０の反転旋回
による混合サイクルを繰り返す必要がある。

このため、本発明ではくびれ流通管部１０ａに向う粉体
の流れを制御し、貯留部１０ｂまたは１０Ｃ内の深さ方
向における粉体相互がほぼ同時にくびれ流通管部１０ａ
に導かれる構造を実現した。

これを第６図以下を参照しつつ説明する。

第６図は第１図に係る装置を左方から見た状態であり、
下側の貯留部１０ｃ内に複数種類の粉体が投入されてい
る。なお、簡略化のため支持体１２の駆動機構など直接
本実施例の特徴とかかわりない要素は理解容易化のため
省略した。

本発明において特徴的なことは、くびれ流通管部１０ａ
に向う粉体の流れを制御して貯留部の深さ方向における
各層の粉体が同時にくびれ流通管部１０ａ中へ向けて並
列的に流れ込むよう構成したことにある。

すなわち、第６図で示すように貯留部１０ｂ及び１０ｃ
のそれぞれに複数枚、図示例では２枚のガイドプレート
４２、４４及び４６．４８が配設されており、これによ
り貯留槽の上層、中層及び下層の３段階それぞれに存在
する粉体が同じ割合でくびれ流通管部１０ａに導かれる
。

前記ガイドプレート４２、４４は貯留部１０ｃの片側、
すなわち旋回方向に対し後側に配設されており、貯留部
１０ｃの径方向に広がる表面積の大きな仕切板形状を有
する。

そして、粉体Ｂの深さ方向を３分するレベルにガイドプ
レート４２及び４４の下端がそれぞれ位置していること
が理解される。そして、この深さ方向における３領域に
属する粉体をそれぞれ下方からＰ　ｔ　−　Ｐ　２及び
Ｐ３と表すことにする。

この状態から反時計方向に混合容器１０が旋回を始め、
第７図に示す状態になると、貯留部１ｏＣの一方の内側
面とガイドプレート４２との間、ガイドプレート４２と
４４との間、そしてガイドプレート４４と他の貯留部内
面との間の３つの区切られた粉体流路ができている。便
宜上、これらの流路をそれぞれ第１流路Ｉ、第２流路■
及び第３流路■と呼ぶ。

そして、第１流路ＩにはＰ１層の粉体、第２流路■には
Ｐ　層の粉体、第３流路■にはＰ３層の２ 粉体がそれぞれ最も多い割合で流れ込む。

さらに混合容器１０の旋回が進んで第８図に示す最終位
置に到達すると、前記各流路Ｉ〜■からの３種類の粉体
Ｐ１〜Ｐ３が同時に並列的にくびれ流通管部１０ａに向
けて流れ込み、旋回前に貯留部１０ｃの上層に存在して
いた粉体も下層に存在していた粉体も同時に混合作用に
供されることとなり、上層の粉体Ｐ１のみがまず優先的
に混合されてしまうという偏りが回避され、簡単な構成
で一層効果的な攪拌作用を得ることが可能になる。

そして、第８図の状態で全ての粉体が落下しつくした後
、再び同様の混合サイクルを行わせるには、今度は第９
図に示すように混合容器１０を逆に時計方向に旋回させ
ればよく、この場合貯留部１０ｂ内のガイドプレート４
６．４８により同様の粉体並列流入作用が得られる。

従って、本実施例によれば、一サイクルの混合作用を行
なうための混合容器１０の回転角度は１８０″ですみ、
このため例えばパイブレータ４０の駆動制御用リード線
はこの１８０゜の旋回区間の動作を許容する長さがあれ
ば直接接続することができ、リード線がよじれて切れて
しまうのを回避するためのブラシを介して回転接触しな
がら電流を与えるような複雑な構或をとる必要がない。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、重力により粉体が
下方へ落下する際に静止型混合羽根を通じて混合させ、
ワンサイクルの混合が行われた後混合容器を反転旋回さ
せて同じ混合プロセスを繰り返し行う構成としたので、
粉体全体に対して極めて効率良くまた偏りなく混合作用
を施すことが可能である。

また、本願第２発明によれば、混合部に微細振動を与え
ることによって一層混合効果を高めることができる。

また、本願第３発明によれば、貯留部内にガイドプレー
トを配設することによって従来対応できなかった貯留槽
内深さ方向の各層の粉体相互の混合をも同時に行わせる
ことが実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の一実施例を示す全体構成図、 第２図は第１図における静止型混合器の拡大図、第３図
は軸体上に複数の羽根を交互に配設した静止型混合器の
他の構成図、 第４図は軸体上に多数の突部を配設した静止型混合器の
他の構成図、 第５図は静止型混合器を含むくびれ流通管部全体を振動
させる実施例の構成図、 第６図は、貯留部内にガイドプレートを配設した本発明
装置の第３実施例を示す構成図、第７図は第６図の状態
から所定角度旋回した状態を示す説明図、 第８図は第３実施例において混合容器が最終位置に到達
した状態を示す説明図、 第９図は第８図の状態から混合容器が逆方向に反転旋回
するときの状態を示す構成図である。 １０　・・・　混合容器 １２　・・・　支持体 １４　・・・　静止型混合器 ４０　・・・　パイブレーク ４２、４４　・・・　ガイドプレート 冷化工業株式会社

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）くびれ流通管部を介して対向する一対の貯留部を
   有し、内部に複数種類の粉体が投入される混合容器と、 該混合容器をそのくびれ流通管部を中心に反転旋回可能
   に支持する支持体と、 前記混合容器のくびれ流通管部内に配設された静止型混
   合器と、を含み、 粉体を一方の貯留部から他方の貯留部へ交互に落下させ
   つつ、くびれ流通管部で混合することを特徴とする粉体
   混合装置。
2. （２）請求項（１）に記載の装置において、前記静止型
   混合器、または該静止型混合器及び前記混合容器双方に
   振動を与えるバイブレータが配設されていることを特徴
   とする粉体混合装置。
3. （３）請求項（１）に記載の装置において、前記混合容
   器の貯留部内には該混合容器が反転旋回された際に貯留
   部の深さ方向における各層の粉体を並列的に前記くびれ
   流通管部に導くためのガイドプレートを配設したことを
   特徴とする粉体混合装置。