JPH08192036A - 液状及びペースト状材料の撹拌混合制御方法及びその装置 - Google Patents
液状及びペースト状材料の撹拌混合制御方法及びその装置Info
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- JPH08192036A JPH08192036A JP7141574A JP14157495A JPH08192036A JP H08192036 A JPH08192036 A JP H08192036A JP 7141574 A JP7141574 A JP 7141574A JP 14157495 A JP14157495 A JP 14157495A JP H08192036 A JPH08192036 A JP H08192036A
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
- B29B7/00—Mixing; Kneading
- B29B7/002—Methods
-
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- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F27/00—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
-
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- B29B7/283—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations for measuring, controlling or regulating, e.g. viscosity control measuring data of the driving system, e.g. torque, speed, power
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- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Mixers Of The Rotary Stirring Type (AREA)
- Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 攪拌混合の為の条件設定時の微調整が容易で
あり、かつ、性状を異にする複数の品種に対し、それぞ
れの品種が満足出来る最適攪拌混合条件を容易に得るこ
とを可能とする液状及びペースト状材料の混合攪拌方法
と装置を提供する。 【構成】 攪拌混合装置の概略構成図を示し、１１は複
数の原材料Ｗを入れる円筒形容器、１２は電動機，原動
機等の回転駆動手段を示し、回転駆動手段１２の回転を
変速装置１３，減速機１４，攪拌軸１５を介して傾斜パ
ドルタイプの攪拌翼１６に伝達し攪拌混合を行うように
している。前記攪拌翼１６を備えた攪拌軸１５には、攪
拌翼１６の回転速度を高速回転と低速回転とを周期的に
回転制御し、変速を繰返す制御を行う制御装置２０が設
けてある。
あり、かつ、性状を異にする複数の品種に対し、それぞ
れの品種が満足出来る最適攪拌混合条件を容易に得るこ
とを可能とする液状及びペースト状材料の混合攪拌方法
と装置を提供する。 【構成】 攪拌混合装置の概略構成図を示し、１１は複
数の原材料Ｗを入れる円筒形容器、１２は電動機，原動
機等の回転駆動手段を示し、回転駆動手段１２の回転を
変速装置１３，減速機１４，攪拌軸１５を介して傾斜パ
ドルタイプの攪拌翼１６に伝達し攪拌混合を行うように
している。前記攪拌翼１６を備えた攪拌軸１５には、攪
拌翼１６の回転速度を高速回転と低速回転とを周期的に
回転制御し、変速を繰返す制御を行う制御装置２０が設
けてある。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、液状及びペースト状
材料の攪拌混合制御方法及びその装置に係わり、更に詳
しくは攪拌設備類を変更することなく、性状を異にする
複数原材料に対し最適攪拌混合条件を容易に確保するこ
とが出来、また時間の経過と共に徐々に性状が変化して
いく材料に対し、その時々の最適条件で攪拌混合出来、
更にフレキシブルで効率的な攪拌効果及びエネルギーの
省力化を図ることを可能とした液状及びペースト状材料
の攪拌混合制御方法及びその装置に関するものである。
材料の攪拌混合制御方法及びその装置に係わり、更に詳
しくは攪拌設備類を変更することなく、性状を異にする
複数原材料に対し最適攪拌混合条件を容易に確保するこ
とが出来、また時間の経過と共に徐々に性状が変化して
いく材料に対し、その時々の最適条件で攪拌混合出来、
更にフレキシブルで効率的な攪拌効果及びエネルギーの
省力化を図ることを可能とした液状及びペースト状材料
の攪拌混合制御方法及びその装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、回分操作にて、複数の原材料を掻
き混ぜて流動させ、目的とする性状を有する液状及びペ
ースト状材料を得る方法及びその装置として、例えば、
原材料を入れる円筒形容器と回転する攪拌翼を有する装
置を使用して、．一定の回転数で、規定の時間、攪拌
混合を続ける方法、．一定の回転数で、原材料の投入
等を区切りとした工程毎に異なる時間、攪拌混合を繰返
し続ける方法、．原材料の投入等を区切りとした工程
毎に、異なる回転数で、異なる時間、攪拌混合を繰返し
続ける方法、等が広く知られ採用されている。
き混ぜて流動させ、目的とする性状を有する液状及びペ
ースト状材料を得る方法及びその装置として、例えば、
原材料を入れる円筒形容器と回転する攪拌翼を有する装
置を使用して、．一定の回転数で、規定の時間、攪拌
混合を続ける方法、．一定の回転数で、原材料の投入
等を区切りとした工程毎に異なる時間、攪拌混合を繰返
し続ける方法、．原材料の投入等を区切りとした工程
毎に、異なる回転数で、異なる時間、攪拌混合を繰返し
続ける方法、等が広く知られ採用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする問題点】ところで、上記のよ
うな方法は、複数の原材料を攪拌混合し、目的とする性
状の混合物を出来るだけ早く得る為に、処理する材料の
性状に応じて、攪拌翼の形状やサイズ、回転数等を決め
たり、或いは、円筒形容器内壁に邪魔板を取付ける等の
工夫をし、その攪拌混合効果を高めて使用しているが、
下記のような問題があった。即ち、 （ａ）．性状を異にする複数品種を処理する場合、設備
選定段階では、それぞれの品種に対する最適攪拌混合条
件を満足させるのではなく、複数の品種が処理出来る範
囲内でそれぞれの品種が満足出来る設備を選定しなけれ
ばならない。 （ｂ）．攪拌混合効果を高める為に円筒形容器内壁に取
付ける邪魔板は、効果もあるが、材料排出や容器内部の
洗浄が困難となったり、デッドゾーンができる心配があ
ると共に、処理する材料に凝固・付着する性質がある場
合、むしろマイナス面での影響が大きくなってしまう。 （ｃ）．攪拌混合効果を高める為に攪拌翼の反転、往復
反転を繰返す方法は、効果もあるが、ある時間容器内で
材料の流れがゼロとなる部分が生じてしまったり、処理
する材料の性状が限定されたり、エネルギー効率が悪い
等の欠点がある。 （ｄ）．攪拌混合条件の決定に際し、攪拌混合効果、攪
拌混合状態に大きな影響を及ぼす要素として処理する材
料の粘度が挙げられるが、溶解や反応を目的とした攪拌
混合に於ける材料粘度は、昇温・冷却操作による温度変
化の影響を受けると共に、攪拌混合時間の経過に伴い上
昇変化する為、攪拌混合の開始から終了迄全工程を最適
混合状態に維持することは困難である。
うな方法は、複数の原材料を攪拌混合し、目的とする性
状の混合物を出来るだけ早く得る為に、処理する材料の
性状に応じて、攪拌翼の形状やサイズ、回転数等を決め
たり、或いは、円筒形容器内壁に邪魔板を取付ける等の
工夫をし、その攪拌混合効果を高めて使用しているが、
下記のような問題があった。即ち、 （ａ）．性状を異にする複数品種を処理する場合、設備
選定段階では、それぞれの品種に対する最適攪拌混合条
件を満足させるのではなく、複数の品種が処理出来る範
囲内でそれぞれの品種が満足出来る設備を選定しなけれ
ばならない。 （ｂ）．攪拌混合効果を高める為に円筒形容器内壁に取
付ける邪魔板は、効果もあるが、材料排出や容器内部の
洗浄が困難となったり、デッドゾーンができる心配があ
ると共に、処理する材料に凝固・付着する性質がある場
合、むしろマイナス面での影響が大きくなってしまう。 （ｃ）．攪拌混合効果を高める為に攪拌翼の反転、往復
反転を繰返す方法は、効果もあるが、ある時間容器内で
材料の流れがゼロとなる部分が生じてしまったり、処理
する材料の性状が限定されたり、エネルギー効率が悪い
等の欠点がある。 （ｄ）．攪拌混合条件の決定に際し、攪拌混合効果、攪
拌混合状態に大きな影響を及ぼす要素として処理する材
料の粘度が挙げられるが、溶解や反応を目的とした攪拌
混合に於ける材料粘度は、昇温・冷却操作による温度変
化の影響を受けると共に、攪拌混合時間の経過に伴い上
昇変化する為、攪拌混合の開始から終了迄全工程を最適
混合状態に維持することは困難である。
【０００４】また、従来の攪拌方法の場合、攪拌翼を高
速回転から低速回転に変速させた場合、慣性力が所定の
回転速度になるまでの遅れ要素となり、所定の回転速度
に到達するのに時間がかかり、攪拌翼速度差を利用した
攪拌効果を１００％発揮させることが出来ないと言う問
題があった。この発明は、かかる従来の問題点に着目し
て案出されたもので、その第１の目的とするところは、
円筒形容器と回転する攪拌翼を用いて複数の原材料を攪
拌混合する場合に、攪拌混合の為の条件設定時の微調整
が容易であり、かつ、性状を異にする複数の品種に対
し、それぞれの品種が満足出来る最適攪拌混合条件を容
易に得ることを可能とする液状及びペースト状材料の混
合攪拌制御方法と装置を提供することを目的とするもの
である。
速回転から低速回転に変速させた場合、慣性力が所定の
回転速度になるまでの遅れ要素となり、所定の回転速度
に到達するのに時間がかかり、攪拌翼速度差を利用した
攪拌効果を１００％発揮させることが出来ないと言う問
題があった。この発明は、かかる従来の問題点に着目し
て案出されたもので、その第１の目的とするところは、
円筒形容器と回転する攪拌翼を用いて複数の原材料を攪
拌混合する場合に、攪拌混合の為の条件設定時の微調整
が容易であり、かつ、性状を異にする複数の品種に対
し、それぞれの品種が満足出来る最適攪拌混合条件を容
易に得ることを可能とする液状及びペースト状材料の混
合攪拌制御方法と装置を提供することを目的とするもの
である。
【０００５】またこの発明の第２の目的とするところ
は、円筒形容器と回転する攪拌翼を用いて複数の原材料
を攪拌混合する場合、円筒形容器内壁に邪魔板を取付け
ることなく、邪魔板を取付けた場合と同様の攪拌混合効
果を容易に得ることを可能とする液状及びペースト状材
料の攪拌混合制御方法と装置を提供することを目的とす
るものである。
は、円筒形容器と回転する攪拌翼を用いて複数の原材料
を攪拌混合する場合、円筒形容器内壁に邪魔板を取付け
ることなく、邪魔板を取付けた場合と同様の攪拌混合効
果を容易に得ることを可能とする液状及びペースト状材
料の攪拌混合制御方法と装置を提供することを目的とす
るものである。
【０００６】またこの発明の第３の目的とするところ
は、円筒形容器と回転する攪拌翼を用いて複数の原材料
を攪拌混合する場合、材料の流れを止めることなく、攪
拌翼の回転速度と材料の周回速度に速度差を保つことが
出来ると共に、押出力と引張力を繰返し与えることや衝
撃を繰返し受け止めることにより攪拌混合効果の向上を
可能とする液状及びペースト状材料の攪拌混合制御方法
と装置を提供することを目的とするものである。
は、円筒形容器と回転する攪拌翼を用いて複数の原材料
を攪拌混合する場合、材料の流れを止めることなく、攪
拌翼の回転速度と材料の周回速度に速度差を保つことが
出来ると共に、押出力と引張力を繰返し与えることや衝
撃を繰返し受け止めることにより攪拌混合効果の向上を
可能とする液状及びペースト状材料の攪拌混合制御方法
と装置を提供することを目的とするものである。
【０００７】またこの発明の第４の目的とするところ
は、円筒形容器と回転する攪拌翼を用いて複数の原材料
を攪拌混合する場合、攪拌混合時間の経過に伴い性状が
変化する材料に対し、攪拌混合条件を追従変化させ、良
好な攪拌混合状態を維持することを可能とする液状及び
ペースト状材料の攪拌混合制御方法と装置を提供するこ
とを目的とするものである。
は、円筒形容器と回転する攪拌翼を用いて複数の原材料
を攪拌混合する場合、攪拌混合時間の経過に伴い性状が
変化する材料に対し、攪拌混合条件を追従変化させ、良
好な攪拌混合状態を維持することを可能とする液状及び
ペースト状材料の攪拌混合制御方法と装置を提供するこ
とを目的とするものである。
【０００８】また、この発明の第５の目的とするところ
は、攪拌翼を高速回転から低速回転に変速させた場合、
攪拌速度差を用いた効率的な攪拌効果を得ることが出来
ると共に、減速時の負荷エネルギーを電力へ変換し、電
源へ送り返すことにより、エネルギーの省力化を図るこ
とを可能とした液状及びペースト状材料の攪拌混合制御
方法及びその装置を提供することを目的とするものであ
る。
は、攪拌翼を高速回転から低速回転に変速させた場合、
攪拌速度差を用いた効率的な攪拌効果を得ることが出来
ると共に、減速時の負荷エネルギーを電力へ変換し、電
源へ送り返すことにより、エネルギーの省力化を図るこ
とを可能とした液状及びペースト状材料の攪拌混合制御
方法及びその装置を提供することを目的とするものであ
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】この発明は上記目的を達
成する為、混合攪拌時、円筒形容器内での材料の循環流
動状態を検出する循環流動状態検出手段と、攪拌翼の回
転数を制御する回転数制御装置と、攪拌翼が設定された
回転数で回転する時間を制御する回転時間制御装置と、
前記循環流動状態検出手段からの出力信号に基づき、前
記回転数制御装置ならびに回転時間制御装置を制御する
制御手段とから成ることを要旨とするものである。
成する為、混合攪拌時、円筒形容器内での材料の循環流
動状態を検出する循環流動状態検出手段と、攪拌翼の回
転数を制御する回転数制御装置と、攪拌翼が設定された
回転数で回転する時間を制御する回転時間制御装置と、
前記循環流動状態検出手段からの出力信号に基づき、前
記回転数制御装置ならびに回転時間制御装置を制御する
制御手段とから成ることを要旨とするものである。
【００１０】即ち、円筒形容器内での材料の循環流動状
態を変える為の手段として、攪拌翼の回転数を設定、変
更、制御する為の機器類、及びそれぞれの回転数での攪
拌時間を設定、変更、制御するための機器類等と、材料
の攪拌混合状態、循環流動状態を検知、把握する手段と
しての、覗き窓や温度、圧力、電流値、トルク、粘度、
濃度、流速等を検出する為の機器類、及びそれらの情報
を攪拌翼の回転数や攪拌時間の設定にフィードバック制
御する為の機器類等を用いて、攪拌翼が周期的にそれぞ
れ任意の回転数で高速回転と低速回転を繰返すことによ
り、攪拌翼は材料に対し、円筒形容器内を周回する慣性
力を与えることと制動力を働かせることを繰返すことに
より、材料の性状と処理の目的に応じて最適な材料の攪
拌混合状態、循環流動状態を容易に生じさせるものであ
る。
態を変える為の手段として、攪拌翼の回転数を設定、変
更、制御する為の機器類、及びそれぞれの回転数での攪
拌時間を設定、変更、制御するための機器類等と、材料
の攪拌混合状態、循環流動状態を検知、把握する手段と
しての、覗き窓や温度、圧力、電流値、トルク、粘度、
濃度、流速等を検出する為の機器類、及びそれらの情報
を攪拌翼の回転数や攪拌時間の設定にフィードバック制
御する為の機器類等を用いて、攪拌翼が周期的にそれぞ
れ任意の回転数で高速回転と低速回転を繰返すことによ
り、攪拌翼は材料に対し、円筒形容器内を周回する慣性
力を与えることと制動力を働かせることを繰返すことに
より、材料の性状と処理の目的に応じて最適な材料の攪
拌混合状態、循環流動状態を容易に生じさせるものであ
る。
【００１１】また、攪拌翼を備えた攪拌軸に、回転駆動
手段，変速装置，減速機を設け、前記攪拌翼を備えた攪
拌軸に、攪拌翼の回転速度の減速時に、攪拌軸の駆動源
制御回路を回生制動回路に切り換え、目的とする回転速
度が得られた段階で、その回転速度を制御する制御装置
を設けたり、攪拌翼の回転速度の減速時に、攪拌軸の駆
動源制御回路を発電機回路に切り換え、目的とする回転
速度が得られた段階で、その回転速度を制御する制御装
置を設けることにより、攪拌翼を高速回転から低速回転
に変速させた場合、攪拌速度差を用いた効率的な攪拌効
果を得ることが出来ると共に、変速時の負荷エネルギー
を電力へ変換し、電源へ送り返すことによりエネルギー
の省力化を図ることが出来るものである。
手段，変速装置，減速機を設け、前記攪拌翼を備えた攪
拌軸に、攪拌翼の回転速度の減速時に、攪拌軸の駆動源
制御回路を回生制動回路に切り換え、目的とする回転速
度が得られた段階で、その回転速度を制御する制御装置
を設けたり、攪拌翼の回転速度の減速時に、攪拌軸の駆
動源制御回路を発電機回路に切り換え、目的とする回転
速度が得られた段階で、その回転速度を制御する制御装
置を設けることにより、攪拌翼を高速回転から低速回転
に変速させた場合、攪拌速度差を用いた効率的な攪拌効
果を得ることが出来ると共に、変速時の負荷エネルギー
を電力へ変換し、電源へ送り返すことによりエネルギー
の省力化を図ることが出来るものである。
【００１２】
【発明の作用】この発明は上記のように構成され、攪拌
翼の回転速度を、高速回転と低速回転とを周期的に回転
制御し、変速を繰返しながら円筒形容器内の原材料を混
合させる。また、前記攪拌翼の回転速度を、高速回転と
低速回転とを周期的に回転制御し、変速を繰返しながら
繰返し攪拌を行う工程中に、攪拌翼の回転数との差なら
びにそれぞれの回転数での回転継続時間を任意に選択し
て、順次変化させるものである。 次に、この発明の攪
拌混合方法の原理について説明する。図１及び図２，図
３に示すように、円筒形容器１内に入れた材料Ｗを回転
する攪拌翼２を用いて攪拌混合すると、円筒形容器１内
の材料Ｗの流れは、攪拌翼２の形状やサイズ、回転数等
により異なるが、一般的には図１及び図２，図３の矢印
に示す様な流れを示す。
翼の回転速度を、高速回転と低速回転とを周期的に回転
制御し、変速を繰返しながら円筒形容器内の原材料を混
合させる。また、前記攪拌翼の回転速度を、高速回転と
低速回転とを周期的に回転制御し、変速を繰返しながら
繰返し攪拌を行う工程中に、攪拌翼の回転数との差なら
びにそれぞれの回転数での回転継続時間を任意に選択し
て、順次変化させるものである。 次に、この発明の攪
拌混合方法の原理について説明する。図１及び図２，図
３に示すように、円筒形容器１内に入れた材料Ｗを回転
する攪拌翼２を用いて攪拌混合すると、円筒形容器１内
の材料Ｗの流れは、攪拌翼２の形状やサイズ、回転数等
により異なるが、一般的には図１及び図２，図３の矢印
に示す様な流れを示す。
【００１３】この時、円筒形容器１内を周回する材料Ｗ
の速度は平衡し、攪拌翼２の回転速度との速度差は繰返
し略一定となっている。この様な材料Ｗの安定した流れ
に対し、この発明による攪拌混合方法と、攪拌混合装置
で、攪拌翼２を周期的に高速回転と低速回転とを繰返さ
せた場合、攪拌翼２は材料Ｗに対し、押出力を働かせ、
流れを起こさせる慣性力を与えることと、流れに逆らう
制動力を働かせることを繰返すことになり、この結果、
円筒形容器１内の材料Ｗの流れは乱流状態となり、材料
Ｗ同志の衝突接触が促進されると共に、材料Ｗに対し強
力な剪断力を働かせることになる。
の速度は平衡し、攪拌翼２の回転速度との速度差は繰返
し略一定となっている。この様な材料Ｗの安定した流れ
に対し、この発明による攪拌混合方法と、攪拌混合装置
で、攪拌翼２を周期的に高速回転と低速回転とを繰返さ
せた場合、攪拌翼２は材料Ｗに対し、押出力を働かせ、
流れを起こさせる慣性力を与えることと、流れに逆らう
制動力を働かせることを繰返すことになり、この結果、
円筒形容器１内の材料Ｗの流れは乱流状態となり、材料
Ｗ同志の衝突接触が促進されると共に、材料Ｗに対し強
力な剪断力を働かせることになる。
【００１４】図４，図５及び図６，図７，図８は、攪拌
翼２を周期的に高速回転と低速回転を繰返させた場合
の、増速時，平衝時，減速時，平衝時，それぞれの場合
の攪拌翼回転速度（Ａ），材料周回速度（Ｍ）と、攪拌
翼２が材料Ｗに作用する力を示す説明図である。図４
は、攪拌翼２ａがアンカータイプのもので、攪拌翼２ａ
を周期的に高速回転と低速回転を繰返させた場合の、増
速時，平衝時，減速時，平衝時，それぞれの場合の攪拌
翼回転速度（Ａ），材料周回速度（Ｍ）と、攪拌翼２が
材料Ｗに作用する力は、図５に示すようになる。
翼２を周期的に高速回転と低速回転を繰返させた場合
の、増速時，平衝時，減速時，平衝時，それぞれの場合
の攪拌翼回転速度（Ａ），材料周回速度（Ｍ）と、攪拌
翼２が材料Ｗに作用する力を示す説明図である。図４
は、攪拌翼２ａがアンカータイプのもので、攪拌翼２ａ
を周期的に高速回転と低速回転を繰返させた場合の、増
速時，平衝時，減速時，平衝時，それぞれの場合の攪拌
翼回転速度（Ａ），材料周回速度（Ｍ）と、攪拌翼２が
材料Ｗに作用する力は、図５に示すようになる。
【００１５】また図６は、攪拌翼２ｂが傾斜パドルタイ
プ、図７は攪拌翼２ｃがスパイラルリボンタイプのもの
で、攪拌翼２ｂ，２ｃを周期的に高速回転と低速回転を
繰返させた場合の、増速時，平衝時，減速時，平衝時，
それぞれの場合の攪拌翼回転速度（Ａ），材料周回速度
（Ｍ）と、攪拌翼２が材料Ｗに作用する力は、図８に示
すようになる。
プ、図７は攪拌翼２ｃがスパイラルリボンタイプのもの
で、攪拌翼２ｂ，２ｃを周期的に高速回転と低速回転を
繰返させた場合の、増速時，平衝時，減速時，平衝時，
それぞれの場合の攪拌翼回転速度（Ａ），材料周回速度
（Ｍ）と、攪拌翼２が材料Ｗに作用する力は、図８に示
すようになる。
【００１６】即ち、図５及び図８に示すように、攪拌翼
２ａ，２ｂ，２ｃの周期的な変速動作により、攪拌翼２
ａ，２ｂ，２ｃは、接触する材料Ｗに対し、回転方向の
前面では押出力と引張力を繰返し働かせ、回転方向の背
面では引張力を働かせることと衝突してくる材料の衝撃
を受け止める働きを繰返すことで、材料に対し解きほぐ
す力を効果的に働かせる。
２ａ，２ｂ，２ｃの周期的な変速動作により、攪拌翼２
ａ，２ｂ，２ｃは、接触する材料Ｗに対し、回転方向の
前面では押出力と引張力を繰返し働かせ、回転方向の背
面では引張力を働かせることと衝突してくる材料の衝撃
を受け止める働きを繰返すことで、材料に対し解きほぐ
す力を効果的に働かせる。
【００１７】これらの作用により、材料の性状と処理の
目的に応じた効果的な材料Ｗの攪拌混合状態、循環流動
状態が作り出され維持される。更に、攪拌翼の回転速度
の減速時に、駆動源制御回路を制御装置を介して回生制
動回路に切り換え、負荷エネルギーを吸収し電力へ変換
を行い、その電力を駆動源の電源へ戻し、攪拌翼の回転
速度が目的とする変速回転速度になった時に、制御装置
により一定の速度となるように回転制御して円筒形容器
内の原材料を混合したり、また攪拌翼の回転速度の減速
時に、駆動源制御回路を制御装置を介して発電機回路に
切り換え、負荷エネルギーを吸収し電力へ変換を行い、
その電力を駆動源の電源へ戻し、攪拌翼の回転速度が目
的とする変速回転速度になった時に、制御装置により一
定の速度となるように回転制御して円筒形容器内の原材
料を混合することによって、攪拌速度差を用いた効率的
な攪拌効果を得ることが出来ると共に、変速時の負荷エ
ネルギーを電力に変換し、電源へ送り返すことによりエ
ネルギーの省力化を図ることが出来るものである。
目的に応じた効果的な材料Ｗの攪拌混合状態、循環流動
状態が作り出され維持される。更に、攪拌翼の回転速度
の減速時に、駆動源制御回路を制御装置を介して回生制
動回路に切り換え、負荷エネルギーを吸収し電力へ変換
を行い、その電力を駆動源の電源へ戻し、攪拌翼の回転
速度が目的とする変速回転速度になった時に、制御装置
により一定の速度となるように回転制御して円筒形容器
内の原材料を混合したり、また攪拌翼の回転速度の減速
時に、駆動源制御回路を制御装置を介して発電機回路に
切り換え、負荷エネルギーを吸収し電力へ変換を行い、
その電力を駆動源の電源へ戻し、攪拌翼の回転速度が目
的とする変速回転速度になった時に、制御装置により一
定の速度となるように回転制御して円筒形容器内の原材
料を混合することによって、攪拌速度差を用いた効率的
な攪拌効果を得ることが出来ると共に、変速時の負荷エ
ネルギーを電力に変換し、電源へ送り返すことによりエ
ネルギーの省力化を図ることが出来るものである。
【００１８】
【発明の実施例】以下添付図面に基づき、この発明の実
施例を具体的に説明する。なお、上記図１〜図８おいて
説明した構成と同一構成要素は、同一符号を付して説明
は省略する。図９は、この発明を実施した攪拌混合装置
の概略構成図を示し、１１は複数の原材料Ｗを入れる円
筒形容器、１２は電動機，原動機等の回転駆動手段を示
し、回転駆動手段１２の回転を変速装置１３，減速機１
４，攪拌軸１５を介して傾斜パドルタイプの攪拌翼１６
に伝達し攪拌混合を行うようにしている。
施例を具体的に説明する。なお、上記図１〜図８おいて
説明した構成と同一構成要素は、同一符号を付して説明
は省略する。図９は、この発明を実施した攪拌混合装置
の概略構成図を示し、１１は複数の原材料Ｗを入れる円
筒形容器、１２は電動機，原動機等の回転駆動手段を示
し、回転駆動手段１２の回転を変速装置１３，減速機１
４，攪拌軸１５を介して傾斜パドルタイプの攪拌翼１６
に伝達し攪拌混合を行うようにしている。
【００１９】前記攪拌翼１６を備えた攪拌軸１５には、
攪拌翼１６の回転速度を高速回転と低速回転とを周期的
に回転制御し、変速を繰返す制御を行う制御装置２０が
設けてある。この攪拌翼１６の回転速度を制御する制御
装置２０は、図１０の（ａ）に示すように、円筒形容器
１１の材料Ｗの攪拌混合状態、循環流動状態を検知，把
握する循環流動状態検出手段２１と、前記循環流動状態
検出手段２１で得られた情報に基づき、攪拌翼１６の回
転数や攪拌時間の設定にフィードバック制御するための
フィードバック制御手段２２と、攪拌翼１６の回転数を
設定、変更、制御するための攪拌翼回転数制御手段２３
と、攪拌翼１６の回転数を設定，変更，制御するための
回転時間制御手段２４とで構成されている。
攪拌翼１６の回転速度を高速回転と低速回転とを周期的
に回転制御し、変速を繰返す制御を行う制御装置２０が
設けてある。この攪拌翼１６の回転速度を制御する制御
装置２０は、図１０の（ａ）に示すように、円筒形容器
１１の材料Ｗの攪拌混合状態、循環流動状態を検知，把
握する循環流動状態検出手段２１と、前記循環流動状態
検出手段２１で得られた情報に基づき、攪拌翼１６の回
転数や攪拌時間の設定にフィードバック制御するための
フィードバック制御手段２２と、攪拌翼１６の回転数を
設定、変更、制御するための攪拌翼回転数制御手段２３
と、攪拌翼１６の回転数を設定，変更，制御するための
回転時間制御手段２４とで構成されている。
【００２０】図１０の（ａ）を参照しながら攪拌翼１６
の回転速度を制御と機器動作の流れを具体的に説明する
と、攪拌混合は、材料の性状と処理の目的に応じた効果
的な材料の攪拌混合状態、循環流動状態を作り出し維持
するように、上記の各機器からなる手段により制御する
ものである。即ち、円筒形容器１１の材料Ｗの攪拌混合
状態、循環流動状態を検知、把握する手段としての循環
流動状態検出手段２１は、覗き窓や温度、圧力、電流
値、トルク、粘度、濃度、流速等を検出するための機器
から成り、また循環流動状態検出手段２１で得られた情
報に基づき、攪拌翼１６の回転数や攪拌時間の設定にフ
ィードバック制御するためのフィードバック制御手段２
２、攪拌翼１６の回転数を設定、変更、制御するための
攪拌翼回転数制御手段２３、攪拌翼１６がそれぞれ任意
の回転数で、高速回転と低速回転を周期的に繰返す為の
攪拌時間を設定、変更、制御するための回転時間制御手
段２４とで構成されている。
の回転速度を制御と機器動作の流れを具体的に説明する
と、攪拌混合は、材料の性状と処理の目的に応じた効果
的な材料の攪拌混合状態、循環流動状態を作り出し維持
するように、上記の各機器からなる手段により制御する
ものである。即ち、円筒形容器１１の材料Ｗの攪拌混合
状態、循環流動状態を検知、把握する手段としての循環
流動状態検出手段２１は、覗き窓や温度、圧力、電流
値、トルク、粘度、濃度、流速等を検出するための機器
から成り、また循環流動状態検出手段２１で得られた情
報に基づき、攪拌翼１６の回転数や攪拌時間の設定にフ
ィードバック制御するためのフィードバック制御手段２
２、攪拌翼１６の回転数を設定、変更、制御するための
攪拌翼回転数制御手段２３、攪拌翼１６がそれぞれ任意
の回転数で、高速回転と低速回転を周期的に繰返す為の
攪拌時間を設定、変更、制御するための回転時間制御手
段２４とで構成されている。
【００２１】そして、攪拌翼１６は、攪拌翼回転数制御
手段２３及び回転時間制御手段２４からの指令により変
速装置１３を介して、高速回転と低速回転を周期的に繰
返すのである。前記変速装置１３としては、例えば、電
動機制御変速装置、機械式変速装置、及び、油圧モータ
等流体をエネルギー源としてその流量を制御することで
回転数を変化させる装置等である。
手段２３及び回転時間制御手段２４からの指令により変
速装置１３を介して、高速回転と低速回転を周期的に繰
返すのである。前記変速装置１３としては、例えば、電
動機制御変速装置、機械式変速装置、及び、油圧モータ
等流体をエネルギー源としてその流量を制御することで
回転数を変化させる装置等である。
【００２２】また、電動機制御変速装置を使用した変速
方法としては、ポールチェンジモーターの採用、電圧周
波数制御、直流機による同期制御等の方法がある。ポー
ルチェンジモーターを使用する変速方法は、極数を切替
える毎に停止、起動を繰返すことから、起動電流が大き
く流れる為、変速インターバルが長い場合に採用するこ
とが望ましい。
方法としては、ポールチェンジモーターの採用、電圧周
波数制御、直流機による同期制御等の方法がある。ポー
ルチェンジモーターを使用する変速方法は、極数を切替
える毎に停止、起動を繰返すことから、起動電流が大き
く流れる為、変速インターバルが長い場合に採用するこ
とが望ましい。
【００２３】また電圧周波数制御、直流機による同期制
御を使用する変速方法は、回転数が任意に設定出来るこ
とや、高速，低速回転数切替え時の増減速時間が任意に
設定出来ること等から、この発明の効果を最大限に発揮
することができる方法であると言うことが出来る。更
に、機械式変速装置を使用した変速方法としては、入力
軸と出力軸の歯車の歯数を切替える方法、コーンやディ
スクを使用した無段変速機と遠隔操作用パイロットモー
ターを組合せる方法等があるが、機械式の無段変速機は
繰返しの衝撃力に対して弱い為、高粘度材料には不向き
であり、低粘度材料に使用することが望ましい。
御を使用する変速方法は、回転数が任意に設定出来るこ
とや、高速，低速回転数切替え時の増減速時間が任意に
設定出来ること等から、この発明の効果を最大限に発揮
することができる方法であると言うことが出来る。更
に、機械式変速装置を使用した変速方法としては、入力
軸と出力軸の歯車の歯数を切替える方法、コーンやディ
スクを使用した無段変速機と遠隔操作用パイロットモー
ターを組合せる方法等があるが、機械式の無段変速機は
繰返しの衝撃力に対して弱い為、高粘度材料には不向き
であり、低粘度材料に使用することが望ましい。
【００２４】次に、図１０の（ｂ）は、図１０の（ａ）
に示した制御と機器動作の流れを簡略化して、装置の設
備費用を低減させた他の実施例である。即ち、この実施
例は、攪拌翼１６の回転数や攪拌時間の設定にフィード
バック制御するためのフィードバック制御手段２２を省
略したもので、専用設備として繰返し同じ材料を攪拌混
合する場合や、汎用設備だが材料の処理する過程におけ
る性状変化と最適攪拌条件が判っている場合は、予め処
理する過程毎に、高速回転数と、その攪拌時間、低速回
転数とその攪拌時間を設定しておくことにより、図１０
の（ａ）に示したケースと同等の、効果的な材料の攪拌
混合状態、循環流動状態を作り出し維持することが出来
る。
に示した制御と機器動作の流れを簡略化して、装置の設
備費用を低減させた他の実施例である。即ち、この実施
例は、攪拌翼１６の回転数や攪拌時間の設定にフィード
バック制御するためのフィードバック制御手段２２を省
略したもので、専用設備として繰返し同じ材料を攪拌混
合する場合や、汎用設備だが材料の処理する過程におけ
る性状変化と最適攪拌条件が判っている場合は、予め処
理する過程毎に、高速回転数と、その攪拌時間、低速回
転数とその攪拌時間を設定しておくことにより、図１０
の（ａ）に示したケースと同等の、効果的な材料の攪拌
混合状態、循環流動状態を作り出し維持することが出来
る。
【００２５】次に、図１１及び図１２は、処理時間の経
過と共に、材料粘度が低粘度から中、高粘度に変化して
いく材料として、円筒形容器内に有機溶剤等と高分子材
料のブロックやペレットなどを投入溶解し目的とする混
合物を得る場合と、円筒形容器内にポリエーテルとイソ
シアネートを投入し、加熱、冷却操作を伴いながら反応
させプレポリマーを得る場合の実施例である。
過と共に、材料粘度が低粘度から中、高粘度に変化して
いく材料として、円筒形容器内に有機溶剤等と高分子材
料のブロックやペレットなどを投入溶解し目的とする混
合物を得る場合と、円筒形容器内にポリエーテルとイソ
シアネートを投入し、加熱、冷却操作を伴いながら反応
させプレポリマーを得る場合の実施例である。
【００２６】即ち、円筒形容器内にポリエーテルとイソ
シアネートを投入し、加熱冷却操作を伴いながらプレポ
リマーを得るため、攪拌混合装置は、図１１に示すよう
に、円筒形縦型のジャケット付容器１１ａとスパイラル
リボン翼２ｃを用いて攪拌混合を行い、攪拌翼は電圧周
波数制御にて変速し、タイマーにより高速回転と低速回
転を繰返す。
シアネートを投入し、加熱冷却操作を伴いながらプレポ
リマーを得るため、攪拌混合装置は、図１１に示すよう
に、円筒形縦型のジャケット付容器１１ａとスパイラル
リボン翼２ｃを用いて攪拌混合を行い、攪拌翼は電圧周
波数制御にて変速し、タイマーにより高速回転と低速回
転を繰返す。
【００２７】攪拌混合開始から終了迄、経過時間と工程
毎の攪拌翼回転数と材料温度、材料粘度の変化を図１２
に示す。投入された原材料は、ジャケットへの蒸気加熱
により目標とする反応温度迄昇温させた後、間欠的に蒸
気加熱を繰返しながらその温度を保ち、反応終了後、ジ
ャケットへの冷却水通水により目標の温度迄冷却する。
毎の攪拌翼回転数と材料温度、材料粘度の変化を図１２
に示す。投入された原材料は、ジャケットへの蒸気加熱
により目標とする反応温度迄昇温させた後、間欠的に蒸
気加熱を繰返しながらその温度を保ち、反応終了後、ジ
ャケットへの冷却水通水により目標の温度迄冷却する。
【００２８】この時材料粘度は、先ず温度上昇により一
旦見掛け上低くなった後、反応時間の経過と共に上昇し
平衡状態になった後、冷却操作による温度降下で見掛け
上大きく上昇する。攪拌翼は攪拌混合開始後の粘度が低
い材料に対し、〈ｔ１時間〉高速回転を続けた後〈ｔ２
時間〉低速回転を行う動作を〈Ｔ１時間〉繰返す。
旦見掛け上低くなった後、反応時間の経過と共に上昇し
平衡状態になった後、冷却操作による温度降下で見掛け
上大きく上昇する。攪拌翼は攪拌混合開始後の粘度が低
い材料に対し、〈ｔ１時間〉高速回転を続けた後〈ｔ２
時間〉低速回転を行う動作を〈Ｔ１時間〉繰返す。
【００２９】次に反応進行、粘度上昇に従い、〈ｔｎ時
間〉高速回転を続けた後〈ｔｎ＋１時間〉低速回転を行
う動作を〈Ｔｎ時間〉繰返し、引続き〈ｔｎ’時間〉高
速回転を続けた後〈ｔｎ’＋１時間〉低速回転を行う動
作を〈Ｔｎ’時間〉繰返し、目的とする性状のプレポリ
マーに仕上げる。攪拌翼により引き起こされる材料の流
れは、反応進行、粘度上昇に従い、攪拌翼回転数変速
後、平衡流となる時間が短くなっていくことから、それ
ぞれの回転数での継続時間は短くした。
間〉高速回転を続けた後〈ｔｎ＋１時間〉低速回転を行
う動作を〈Ｔｎ時間〉繰返し、引続き〈ｔｎ’時間〉高
速回転を続けた後〈ｔｎ’＋１時間〉低速回転を行う動
作を〈Ｔｎ’時間〉繰返し、目的とする性状のプレポリ
マーに仕上げる。攪拌翼により引き起こされる材料の流
れは、反応進行、粘度上昇に従い、攪拌翼回転数変速
後、平衡流となる時間が短くなっていくことから、それ
ぞれの回転数での継続時間は短くした。
【００３０】反応に必要な熱エネルギーは、従来方法で
のジャケットからの伝熱以外に、攪拌翼に対する材料の
摩擦，衝突や材料同志の衝突接触による摩擦発熱は材料
を内部から均一に加熱することとなり、併せてそれぞれ
の時間帯で反応に効果的な材料の攪拌混合状態，循環流
動状態を作り出し、維持され、反応対象物の接触機会が
増加されることから、反応所要時間が短縮された。
のジャケットからの伝熱以外に、攪拌翼に対する材料の
摩擦，衝突や材料同志の衝突接触による摩擦発熱は材料
を内部から均一に加熱することとなり、併せてそれぞれ
の時間帯で反応に効果的な材料の攪拌混合状態，循環流
動状態を作り出し、維持され、反応対象物の接触機会が
増加されることから、反応所要時間が短縮された。
【００３１】また過熱に対する保護として、反応工程中
材料温度が、目標とする反応温度に対し予め設定した温
度以上に上昇した場合、その時点で繰返している高速回
転数とその攪拌時間、低速回転数とその攪拌時間は無視
され、予め設定した低水準回転数とその攪拌時間の組合
せにより、材料の摩擦による発熱を抑えながら効果的な
材料の攪拌混合状態，循環流動状態を維持させる。
材料温度が、目標とする反応温度に対し予め設定した温
度以上に上昇した場合、その時点で繰返している高速回
転数とその攪拌時間、低速回転数とその攪拌時間は無視
され、予め設定した低水準回転数とその攪拌時間の組合
せにより、材料の摩擦による発熱を抑えながら効果的な
材料の攪拌混合状態，循環流動状態を維持させる。
【００３２】〈Ｔｎ”時間〉は、反応終了後の冷却工程
を示し、攪拌翼に対する材料の衝突や材料どうしの衝突
接触による摩擦発熱を抑える為、高速回転と低速回転の
回転数水準を低くし、かつ速度差を小さく設定した。内
径1,200 φの円筒形容器と、外径1,160 φの傾斜パドル
を持つ図９に示す攪拌混合装置にて、粘度50ポアズのプ
レポリマー50%,可塑剤等10% の液体材料に対し、粉体原
料として微小粒径の充填剤40% を投入し、攪拌混合後粘
度1,000 ポアズの流動性のある中粘度ペースト状材料に
仕上げる実施例では、75rpm 固定回転数にて攪拌混合を
行った場合、周囲は濡れているが中心部が少し硬い（手
で潰せる程度の硬さ）不均一な粉粒状の材料が生成し、
粉粒状の材料は徐々に減少したが、４０分経過以降はそ
れ以下に減少せず、略平衡状態となった。
を示し、攪拌翼に対する材料の衝突や材料どうしの衝突
接触による摩擦発熱を抑える為、高速回転と低速回転の
回転数水準を低くし、かつ速度差を小さく設定した。内
径1,200 φの円筒形容器と、外径1,160 φの傾斜パドル
を持つ図９に示す攪拌混合装置にて、粘度50ポアズのプ
レポリマー50%,可塑剤等10% の液体材料に対し、粉体原
料として微小粒径の充填剤40% を投入し、攪拌混合後粘
度1,000 ポアズの流動性のある中粘度ペースト状材料に
仕上げる実施例では、75rpm 固定回転数にて攪拌混合を
行った場合、周囲は濡れているが中心部が少し硬い（手
で潰せる程度の硬さ）不均一な粉粒状の材料が生成し、
粉粒状の材料は徐々に減少したが、４０分経過以降はそ
れ以下に減少せず、略平衡状態となった。
【００３３】これに対して、同一材料を図１２の攪拌翼
回転数に示す方法で、75rpm と、40rpm とを周期的に繰
返し攪拌混合を行うと、20分経過後は粉粒状の材料が僅
かに残る状態となり、30分経過後は粉粒状の材料は認め
られず、粒状がグラインドゲージにて５μm 〜10μm の
ペースト状材料を得ることが出来、パドル翼の特徴であ
るシンプル構造で押出力が大きいと言う長所を生かしな
がら、剪断力が小さいと言う短所に対し、攪拌翼への材
料の衝突や材料どうしの衝突を催促し、強力な剪断力を
働かせることでカバーし、混合分散度レベルの向上と攪
拌混合時間の短縮を実現した。
回転数に示す方法で、75rpm と、40rpm とを周期的に繰
返し攪拌混合を行うと、20分経過後は粉粒状の材料が僅
かに残る状態となり、30分経過後は粉粒状の材料は認め
られず、粒状がグラインドゲージにて５μm 〜10μm の
ペースト状材料を得ることが出来、パドル翼の特徴であ
るシンプル構造で押出力が大きいと言う長所を生かしな
がら、剪断力が小さいと言う短所に対し、攪拌翼への材
料の衝突や材料どうしの衝突を催促し、強力な剪断力を
働かせることでカバーし、混合分散度レベルの向上と攪
拌混合時間の短縮を実現した。
【００３４】高粘度ペースト状材料にオイルや希釈剤等
添加した場合みられるように、滑り易い材料や粘度差の
大きい材料を混ぜ込むとき、一旦材料間に添加物による
界面が生成しスリップが始まると再び混ざり始める迄か
なり長時間空転状態が続くが、傾斜パドル翼を用いた図
９に示す装置で有機溶剤や希釈剤を添加した後、図１２
の攪拌翼回転数に示す方法で高速回転と低速回転を周期
的に繰返した例では、攪拌翼が接触する材料に対し、回
転方向の前面では押出力と引張力を繰返し働かせ、回転
方向の背面では引張力を働かせることと衝突してくる材
料の衝突を受け止める働きを繰返すことで、材料に対し
解きほぐす力と混ぜ込む力を効果的に働かせ、材料を均
一化させる為の攪拌混合時間が短縮出来た。
添加した場合みられるように、滑り易い材料や粘度差の
大きい材料を混ぜ込むとき、一旦材料間に添加物による
界面が生成しスリップが始まると再び混ざり始める迄か
なり長時間空転状態が続くが、傾斜パドル翼を用いた図
９に示す装置で有機溶剤や希釈剤を添加した後、図１２
の攪拌翼回転数に示す方法で高速回転と低速回転を周期
的に繰返した例では、攪拌翼が接触する材料に対し、回
転方向の前面では押出力と引張力を繰返し働かせ、回転
方向の背面では引張力を働かせることと衝突してくる材
料の衝突を受け止める働きを繰返すことで、材料に対し
解きほぐす力と混ぜ込む力を効果的に働かせ、材料を均
一化させる為の攪拌混合時間が短縮出来た。
【００３５】次に、図１３〜図１５は、液状及びペース
ト状材料を攪拌混合する際、攪拌翼の速度差を用いて効
率的な攪拌制御方法を行う場合の他の実施例を示すフロ
ーチャートを示し、この実施例は、攪拌翼を高速回転か
ら低速回転に減速させた場合、攪拌速度差を用いた効率
的な攪拌効果を得ることが出来ると共に、変速時の負荷
エネルギーを電力に変換し、電源へ送り返すことにより
エネルギーの省力化を図ることを可能としたものであ
る。
ト状材料を攪拌混合する際、攪拌翼の速度差を用いて効
率的な攪拌制御方法を行う場合の他の実施例を示すフロ
ーチャートを示し、この実施例は、攪拌翼を高速回転か
ら低速回転に減速させた場合、攪拌速度差を用いた効率
的な攪拌効果を得ることが出来ると共に、変速時の負荷
エネルギーを電力に変換し、電源へ送り返すことにより
エネルギーの省力化を図ることを可能としたものであ
る。
【００３６】即ち、図１３及び図１４の制御方法は、回
生制動を用いた方法であって、動力源が直流電動機，誘
導電動機を問わず、電源を投入し、始動させて運転を開
始し(ステップ) 、攪拌翼の回転速度を高速回転から
低速回転に減速させた時（ステップ) に、駆動源制御
回路を制御装置を介して回生制動回路に切り換えて (ス
テップ) 、一時的に発電機として作動させ、負荷エネ
ルギーを吸収し、電力変換を行う。
生制動を用いた方法であって、動力源が直流電動機，誘
導電動機を問わず、電源を投入し、始動させて運転を開
始し(ステップ) 、攪拌翼の回転速度を高速回転から
低速回転に減速させた時（ステップ) に、駆動源制御
回路を制御装置を介して回生制動回路に切り換えて (ス
テップ) 、一時的に発電機として作動させ、負荷エネ
ルギーを吸収し、電力変換を行う。
【００３７】そして、その電力を駆動源の電源へ戻し、
攪拌翼の回転速度が目的とする変速回転速度になった時
に、制御運転へ切り換えて (ステップ) 、制御装置に
より一定の速度（目的とする回転速度）となるように回
転制御して (ステップ) 、円筒形容器内の原材料を混
合するものである。また、他の制御方法としては、図１
３及び図１５に示すように、攪拌翼の回転速度の変速時
に、駆動源制御回路を制御装置を介して個別に設けた高
効率の発電機の制御回路に切り換え、負荷エネルギーを
吸収し電力変換を行い、その電力を駆動源の電源へ戻
し、攪拌翼の回転速度が目的とする変速回転速度になっ
た時に、制御装置により所定の速度で回転制御を行い円
筒形容器内の原材料を混合するものである。
攪拌翼の回転速度が目的とする変速回転速度になった時
に、制御運転へ切り換えて (ステップ) 、制御装置に
より一定の速度（目的とする回転速度）となるように回
転制御して (ステップ) 、円筒形容器内の原材料を混
合するものである。また、他の制御方法としては、図１
３及び図１５に示すように、攪拌翼の回転速度の変速時
に、駆動源制御回路を制御装置を介して個別に設けた高
効率の発電機の制御回路に切り換え、負荷エネルギーを
吸収し電力変換を行い、その電力を駆動源の電源へ戻
し、攪拌翼の回転速度が目的とする変速回転速度になっ
た時に、制御装置により所定の速度で回転制御を行い円
筒形容器内の原材料を混合するものである。
【００３８】以上のような制御方法を行うことで、攪拌
速度差を用いた効率的な攪拌効果を得ることが出来ると
共に、変速時の負荷エネルギーを電力に変換し、電源へ
送り返すことによりエネルギーの省力化を図ることが出
来るものである。
速度差を用いた効率的な攪拌効果を得ることが出来ると
共に、変速時の負荷エネルギーを電力に変換し、電源へ
送り返すことによりエネルギーの省力化を図ることが出
来るものである。
【００３９】
【発明の効果】この発明は、上記のように、複数の原材
料を入れる円筒形容器と回転する攪拌翼を用いて、目的
とする性状の混合物に仕上げる為の攪拌混合において、
周期的に“任意の回転数で任意の時間行う高速回転”と
“異なる任意の回転数で任意の時間行う低速回転”を繰
返させることにより、円筒形容器を使用する場合の特徴
である．デッドゾーンが出来難い、．排出が容易で
ある、．攪拌翼と容器内壁とのクリアランスを小さく
出来る等の長所を維持しながら、攪拌翼と材料が共回
りし易い乱流を起こし難い等の短所を補うことが出
来、この結果、以下のような優れた効果を奏するもので
ある。 （１）. 攪拌混合の為の条件設定時の微調整が容易であ
り、かつ性状を異にする複数の品種に対し、それぞれの
品種が満足出来る最適攪拌混合条件を容易に得ることが
出来る。 （２）．円筒形容器内壁に邪魔板を取り付けることな
く、邪魔板を取り付けた場合と同様な攪拌混合効果を容
易に得ることが出来る。 （３）．材料の流れを止めることなく、攪拌翼の回転速
度と材料の周回速度に速度差を保つことが出来ると共
に、押出力と引張力を繰返し与えることや、衝撃を繰返
し受け止めることにより攪拌混合効果を向上させること
が出来る。 （４）．攪拌混合時間の経過に伴い性状が変化する材料
に対し、攪拌混合条件をその時々で最適な攪拌混合状
態，循環流動状態を作り出すべく追従変化させることに
より、常時良好な攪拌混合状態を維持することが出来
る。 （５）．攪拌混合時間の短縮により、マシンレートが低
減出来ると共に、設備能力と生産性が向上する。 （６）．攪拌翼に対する材料の摩擦，衝突や材料同志の
衝突接触による発熱量を容易にコントロールすることが
出来る。 （７）．材料の性状と処理の目的に応じて、材料に対す
る剪断力や材料の循環流動状態を容易にコントロールす
ることが出来る。 （８）．また、攪拌翼を高速回転から低速回転に変速制
御した場合、回生制動もしくは発電機へ切り換え制御す
ることで、攪拌速度差を用いた効率的な攪拌効果を得る
ことが出来ると共に、変速時の負荷エネルギーを電力に
変換し、電源へ送り返すことによりエネルギーの省力化
を図ることが出来る効果がある。
料を入れる円筒形容器と回転する攪拌翼を用いて、目的
とする性状の混合物に仕上げる為の攪拌混合において、
周期的に“任意の回転数で任意の時間行う高速回転”と
“異なる任意の回転数で任意の時間行う低速回転”を繰
返させることにより、円筒形容器を使用する場合の特徴
である．デッドゾーンが出来難い、．排出が容易で
ある、．攪拌翼と容器内壁とのクリアランスを小さく
出来る等の長所を維持しながら、攪拌翼と材料が共回
りし易い乱流を起こし難い等の短所を補うことが出
来、この結果、以下のような優れた効果を奏するもので
ある。 （１）. 攪拌混合の為の条件設定時の微調整が容易であ
り、かつ性状を異にする複数の品種に対し、それぞれの
品種が満足出来る最適攪拌混合条件を容易に得ることが
出来る。 （２）．円筒形容器内壁に邪魔板を取り付けることな
く、邪魔板を取り付けた場合と同様な攪拌混合効果を容
易に得ることが出来る。 （３）．材料の流れを止めることなく、攪拌翼の回転速
度と材料の周回速度に速度差を保つことが出来ると共
に、押出力と引張力を繰返し与えることや、衝撃を繰返
し受け止めることにより攪拌混合効果を向上させること
が出来る。 （４）．攪拌混合時間の経過に伴い性状が変化する材料
に対し、攪拌混合条件をその時々で最適な攪拌混合状
態，循環流動状態を作り出すべく追従変化させることに
より、常時良好な攪拌混合状態を維持することが出来
る。 （５）．攪拌混合時間の短縮により、マシンレートが低
減出来ると共に、設備能力と生産性が向上する。 （６）．攪拌翼に対する材料の摩擦，衝突や材料同志の
衝突接触による発熱量を容易にコントロールすることが
出来る。 （７）．材料の性状と処理の目的に応じて、材料に対す
る剪断力や材料の循環流動状態を容易にコントロールす
ることが出来る。 （８）．また、攪拌翼を高速回転から低速回転に変速制
御した場合、回生制動もしくは発電機へ切り換え制御す
ることで、攪拌速度差を用いた効率的な攪拌効果を得る
ことが出来ると共に、変速時の負荷エネルギーを電力に
変換し、電源へ送り返すことによりエネルギーの省力化
を図ることが出来る効果がある。
【図１】攪拌混合時の円筒形容器内垂直方法での材料の
流れを示す説明図である。
流れを示す説明図である。
【図２】図１のＡーＡ矢視平面図で、攪拌混合時の円筒
形容器内攪拌翼部水平方向での材料の流れを示す説明図
である。
形容器内攪拌翼部水平方向での材料の流れを示す説明図
である。
【図３】図１のＢーＢ矢視平面図で、攪拌混合時の円筒
形容器内上部水平方向での材料の流れを示す説明図であ
る。
形容器内上部水平方向での材料の流れを示す説明図であ
る。
【図４】攪拌混合装置の攪拌翼がアンカータイプのもの
を示す説明図である。
を示す説明図である。
【図５】攪拌混合装置の攪拌翼がアンカータイプのもの
で、攪拌翼を周期的に高速回転と低速回転を繰返させた
場合の、増速時，平衝時，減速時，平衝時，それぞれの
場合の攪拌翼回転速度（Ａ），材料周回速度（Ｍ）と、
攪拌翼が材料に作用する力を示す説明図である。
で、攪拌翼を周期的に高速回転と低速回転を繰返させた
場合の、増速時，平衝時，減速時，平衝時，それぞれの
場合の攪拌翼回転速度（Ａ），材料周回速度（Ｍ）と、
攪拌翼が材料に作用する力を示す説明図である。
【図６】攪拌混合装置の攪拌翼が傾斜パドルタイプのも
のを示す説明図である。
のを示す説明図である。
【図７】攪拌混合装置の攪拌翼がスパイラルリボンタイ
プのものを示す説明図である。
プのものを示す説明図である。
【図８】攪拌混合装置の攪拌翼が傾斜パドルタイプのも
の及びスパイラルリボンタイプのもので、攪拌翼を周期
的に高速回転と低速回転を繰返させた場合の、増速時，
平衝時，減速時，平衝時，それぞれの場合の攪拌翼回転
速度（Ａ），材料周回速度（Ｍ）と、攪拌翼が材料に作
用する力を示す説明図である。
の及びスパイラルリボンタイプのもので、攪拌翼を周期
的に高速回転と低速回転を繰返させた場合の、増速時，
平衝時，減速時，平衝時，それぞれの場合の攪拌翼回転
速度（Ａ），材料周回速度（Ｍ）と、攪拌翼が材料に作
用する力を示す説明図である。
【図９】この発明の実施例における攪拌混合装置の構成
例を示すブロック図である。
例を示すブロック図である。
【図１０】（ａ）は、この発明にかかる実施例の制御方
法と機器動作の流れを示す説明図、（ｂ）は、この発明
の実施例の制御と機器動作の流れを簡略化した実施例の
説明図である。
法と機器動作の流れを示す説明図、（ｂ）は、この発明
の実施例の制御と機器動作の流れを簡略化した実施例の
説明図である。
【図１１】この発明の実施例の攪拌混合装置及び制御と
機器動作の説明図である。
機器動作の説明図である。
【図１２】この発明の実施例の攪拌混合開始から終了
迄，経過時間と工程毎の攪拌翼回転数と材料温度，材料
粘度の変化を示す説明図である。
迄，経過時間と工程毎の攪拌翼回転数と材料温度，材料
粘度の変化を示す説明図である。
【図１３】液状及びペースト状材料を攪拌混合する際、
攪拌翼の速度差を用いて効率的な攪拌制御方法を行う場
合の他の実施例を示すフローチャートである。
攪拌翼の速度差を用いて効率的な攪拌制御方法を行う場
合の他の実施例を示すフローチャートである。
【図１４】図１３の実施例において、回生制動を利用し
て攪拌制御方法を行う場合の説明図である。
て攪拌制御方法を行う場合の説明図である。
【図１５】図１３の実施例において、個別に設けた発電
機を利用して攪拌制御方法を行う場合の説明図である。
機を利用して攪拌制御方法を行う場合の説明図である。
１１ 原材料を入れる円筒形容器 １２ 回転駆動手
段 １３ 変速装置 １４ 減速機 １５ 攪拌軸 １６ 攪拌翼 ２０ 制御装置 ２１ 循環流動状
態検出手段 ２２ フィードバック制御手段 ２３ 攪拌翼回転
数制御手段 ２４ 回転時間制御手段 Ｗ 材料
段 １３ 変速装置 １４ 減速機 １５ 攪拌軸 １６ 攪拌翼 ２０ 制御装置 ２１ 循環流動状
態検出手段 ２２ フィードバック制御手段 ２３ 攪拌翼回転
数制御手段 ２４ 回転時間制御手段 Ｗ 材料
Claims (11)
- 【請求項１】 性状を異にする複数の原材料を円筒形容
器内に収容し、該円筒形容器内に設けた攪拌翼により混
合する液状及びペースト状材料の攪拌混合制御方法にお
いて、前記攪拌翼の回転速度を、制御装置により高速回
転と低速回転とを周期的に回転制御し、変速を繰返しな
がら円筒形容器内の原材料を混合することを特徴とする
液状及びペースト状材料の攪拌混合制御方法。 - 【請求項２】 前記攪拌翼の回転速度を、高速回転と低
速回転とを周期的に回転制御し、変速を繰返しながら攪
拌を行う工程中に、攪拌翼の回転数とその差ならびにそ
れぞれの回転数での回転継続時間を任意に選択して、順
次変化させる請求項１に記載の液状及びペースト状材料
の攪拌混合制御方法。 - 【請求項３】 前記攪拌翼の回転速度を制御する制御装
置は、円筒形容器の材料の攪拌混合状態、循環流動状態
を検知，把握する循環流動状態検出手段と、前記循環流
動状態検出手段で得られた情報に基づき、攪拌翼の回転
数や攪拌時間の設定にフィードバック制御するためのフ
ィードバック制御手段と、攪拌翼の回転数を設定、変
更、制御するための攪拌翼回転数制御手段と、攪拌翼の
回転数を設定，変更，制御するための回転時間制御手段
とからなり、前記攪拌翼は、攪拌翼回転数制御手段及び
回転時間制御手段からの指令に基づき、変速装置を介し
て高速回転と低速回転を周期的に繰返しながら攪拌混合
を行う請求項１に記載の液状及びペースト状材料の攪拌
混合制御方法。 - 【請求項４】 前記攪拌翼の回転速度を制御する制御装
置は、円筒形容器の材料の攪拌混合状態、循環流動状態
を検知，把握する循環流動状態検出手段と、前記循環流
動状態検出手段で得られた情報に基づき、攪拌翼の回転
数を設定、変更、制御するための攪拌翼回転数制御手段
と、攪拌翼が設定された回転数で回転する時間を設定，
変更，制御するための回転時間制御手段とからなり、前
記攪拌翼は、攪拌翼回転数制御手段及び回転時間制御手
段からの指令に基づき、変速装置を介して高速回転と低
速回転を周期的に繰返しながら攪拌混合を行う請求項１
に記載の液状及びペースト状材料の攪拌混合制御方法。 - 【請求項５】 性状を異にする複数の原材料を円筒形容
器内に収容し、該円筒形容器内に設けた攪拌翼により混
合する液状及びペースト状材料の攪拌混合制御方法にお
いて、前記攪拌翼の回転速度の減速時に、駆動源制御回
路を制御装置を介して回生制動回路に切り換え、負荷エ
ネルギーを吸収し電力へ変換を行い、その電力を駆動源
の電源へ戻し、攪拌翼の回転速度が目的とする変速回転
速度になった時に、制御装置により一定の速度となるよ
うに回転制御して円筒形容器内の原材料を混合すること
を特徴とする液状及びペースト状材料の攪拌混合制御方
法。 - 【請求項６】 性状を異にする複数の原材料を円筒形容
器内に収容し、該円筒形容器内に設けた攪拌翼により混
合する液状及びペースト状材料の攪拌混合制御方法にお
いて、前記攪拌翼の回転速度の減速時に、駆動源制御回
路を制御装置を介して発電機回路に切り換え、負荷エネ
ルギーを吸収し電力へ変換を行い、その電力を駆動源の
電源へ戻し、攪拌翼の回転速度が目的とする変速回転速
度になった時に、制御装置により一定の速度となるよう
に回転制御して円筒形容器内の原材料を混合することを
特徴とする液状及びペースト状材料の攪拌混合制御方
法。 - 【請求項７】 性状を異にする複数の原材料を収容する
円筒形容器と、該円筒形容器内に攪拌軸を介して設けた
攪拌翼とを備えた液状及びペースト状材料の攪拌混合装
置において、前記攪拌翼を備えた攪拌軸に、回転駆動手
段，変速装置，減速機を設け、前記攪拌翼を備えた攪拌
軸に、攪拌翼の回転速度を高速回転と低速回転とを周期
的に回転制御し、変速を繰返す制御を行う制御装置を設
けたことを特徴とする液状及びペースト状材料の攪拌混
合制御装置。 - 【請求項８】 性状を異にする複数の原材料を収容する
円筒形容器と、該円筒形容器内に攪拌軸を介して設けた
攪拌翼とを備えた液状及びペースト状材料の攪拌混合装
置において、前記攪拌翼を備えた攪拌軸に、回転駆動手
段，変速装置，減速機を設け、前記攪拌翼を備えた攪拌
軸に、攪拌翼の回転速度の変速時に、攪拌軸の駆動源制
御回路を回生制動回路に切り換え、目的とする回転速度
が得られた段階で、その回転速度を制御する制御装置を
設けたことを特徴とする液状及びペースト状材料の攪拌
混合制御装置。 - 【請求項９】 性状を異にする複数の原材料を収容する
円筒形容器と、該円筒形容器内に攪拌軸を介して設けた
攪拌翼とを備えた液状及びペースト状材料の攪拌混合装
置において、前記攪拌翼を備えた攪拌軸に、回転駆動手
段，変速装置，減速機を設け、前記攪拌翼を備えた攪拌
軸に、攪拌翼の回転速度の変速時に、攪拌軸の駆動源制
御回路を発電機回路に切り換え、目的とする回転速度が
得られた段階で、その回転速度を制御する制御装置を設
けたことを特徴とする液状及びペースト状材料の攪拌混
合制御装置。 - 【請求項１０】 前記攪拌翼の回転速度を制御する制御
装置を、円筒形容器の材料の攪拌混合状態、循環流動状
態を検知，把握する循環流動状態検出手段と、前記循環
流動状態検出手段で得られた情報に基づき、攪拌翼の回
転数や攪拌時間の設定にフィードバック制御するための
フィードバック制御手段と、攪拌翼の回転数を設定、変
更、制御するための攪拌翼回転数制御手段と、攪拌翼が
設定された回転数で回転する時間を設定，変更，制御す
るための回転時間制御手段とで構成した請求項５に記載
の液状及びペースト状材料の攪拌混合制御装置。 - 【請求項１１】 前記攪拌翼の回転速度を制御する制御
装置を、円筒形容器材料の攪拌混合状態、循環流動状態
を検知，把握する循環流動状態検出手段と、前記循環流
動状態検出手段で得られた情報に基づき、攪拌翼の回転
数を設定、変更、制御するための攪拌翼回転数制御手段
と、攪拌翼が設定された回転数で回転する時間を設定，
変更，制御するための回転時間制御手段とで構成した請
求項５に記載の液状及びペースト状材料の攪拌混合制御
装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7141574A JPH08192036A (ja) | 1994-11-18 | 1995-06-08 | 液状及びペースト状材料の撹拌混合制御方法及びその装置 |
| US08/552,781 US5660467A (en) | 1994-11-18 | 1995-11-03 | Raw material mixing method and apparatus |
| DE69523114T DE69523114T2 (de) | 1994-11-18 | 1995-11-15 | Verfahren und Vorrichtung zur Rohstoffmischung |
| EP95117992A EP0712657B1 (en) | 1994-11-18 | 1995-11-15 | Raw material mixing method and apparatus |
| KR1019950043060A KR100377673B1 (ko) | 1994-11-18 | 1995-11-18 | 액상및페이스트형상재료의교반혼합제어방법및그장치 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28495894 | 1994-11-18 | ||
| JP6-284958 | 1994-11-18 | ||
| JP7141574A JPH08192036A (ja) | 1994-11-18 | 1995-06-08 | 液状及びペースト状材料の撹拌混合制御方法及びその装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08192036A true JPH08192036A (ja) | 1996-07-30 |
Family
ID=26473789
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7141574A Pending JPH08192036A (ja) | 1994-11-18 | 1995-06-08 | 液状及びペースト状材料の撹拌混合制御方法及びその装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5660467A (ja) |
| EP (1) | EP0712657B1 (ja) |
| JP (1) | JPH08192036A (ja) |
| KR (1) | KR100377673B1 (ja) |
| DE (1) | DE69523114T2 (ja) |
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