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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024179783
(43)【公開日】2024-12-26
(54)【発明の名称】撹拌混合装置
(51)【国際特許分類】
   B01F 31/441 20220101AFI20241219BHJP
   B01F 35/71 20220101ALI20241219BHJP
【FI】
B01F31/441
B01F35/71
【審査請求】有
【請求項の数】2
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2023098918
(22)【出願日】2023-06-16
(71)【出願人】
【識別番号】000251211
【氏名又は名称】冷化株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100116687
【弁理士】
【氏名又は名称】田村 爾
(74)【代理人】
【識別番号】100098383
【弁理士】
【氏名又は名称】杉村 純子
(74)【代理人】
【識別番号】100155860
【弁理士】
【氏名又は名称】藤松 正雄
(72)【発明者】
【氏名】谷口 徹
【テーマコード(参考)】
4G036
4G037
【Fターム(参考)】
4G036AB04
4G037AA01
4G037EA10
(57)【要約】
【課題】
簡単な構成で異なる材料を容易に均一に撹拌混合することが可能な撹拌混合装置を提供すること。
【解決手段】
往復運動を行う軸部2に取り付けられた撹拌板Fと、該軸部2および該撹拌板Fを収容するケーシング1と、該ケーシング1に接続された材料導入管とを備え、該材料導入管のケーシング内に開口する部分は、外管P1と内管P2を有する二重管であり、該外管P1と該内管P2の間に形成された第1の流路により第1の材料M1をケーシング内に導入し、該内管P2の内部に形成された第2の流路により第2の材料M2をケーシング内に導入することを特徴とする撹拌混合装置である。
【選択図】図6
【特許請求の範囲】
【請求項1】
往復運動を行う軸部に取り付けられた撹拌板と、
該軸部および該撹拌板を収容するケーシングと、
該ケーシングに接続された材料導入管とを備え、
該材料導入管のケーシング内に開口する部分は、外管と内管を有する二重管であり、該外管と該内管の間に形成された第1の流路により第1の材料をケーシング内に導入し、該内管の内部に形成された第2の流路により第2の材料をケーシング内に導入することを特徴とする撹拌混合装置。
【請求項2】
請求項1に記載の撹拌混合装置において、
該材料導入管のケーシング内に開口する部分は、該二重管を構成する該外管の中に該内管と並んで別の内管を備え、前記別の内管が形成する第3の流路により第3の材料をケーシング内に導入することを特徴とする撹拌混合装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、複数の材料を混合する撹拌混合装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、複数の材料を混合する撹拌混合装置として、特許文献1乃至3に示すように、撹拌板を軸に取り付け、該撹拌板を軸方向に往復運動させて容器内の材料を混合する撹拌混合装置が提案されている。
【0003】
特許文献1では、容器内に異なる材料を別々に供給して、撹拌板で撹拌混合を行っている。図1は、このような撹拌混合装置を簡略化して示したものであり、容器1内に、軸2に取り付けた撹拌板Fを配置し、駆動手段20により、該撹拌板Fを矢印Aで示す上下方向に往復運動させている。
【0004】
容器内には第1の材料M1と第2の材料M2が容器1の異なる位置から供給され、材料M1及びM2が撹拌されながら容器1内を上方に向かって移動することで、混合物MXが排出口から排出される。図1の撹拌板Fは、図3(a)のような斜め平板F1や図3(b)のような螺旋状板F2等が利用されるが、撹拌板(F1やF2)が矢印A方向に往復運動した場合に、容器1の途中から供給された第2の材料M2、または図のような位置にある第2の材料M2は、図3に示すように撹拌板の面に沿った矢印B方向で往復する運動を行う可能性が高い。
【0005】
このため、図4に示すように、軸2の上方向から容器内を見た場合、配管P2から供給された第2の材料M2は、領域Cの部分に高い密度で存在し、第2の材料M2が全体に十分に拡散するには、長時間の撹拌混合の操作が必要なる。例えば、第1の材料M1に反応液を使用し、第2の材料M2に添加剤を使用する場合のように、両者が混合されることで化学反応が発生する場合には、混合物内の第1の材料M1に対する第2の材料M2の比(密度)が異なると、出来上がる混合物の性状も異なり、撹拌混合装置から排出される混合物MXの品質バラツキの原因となる。特に、この化学反応の速度が速い場合には、この状態が顕著となる。
【0006】
特許文献1又は3のように、容器内に撹拌板の間に容器側に固定した仕切板を設けたり、特許文献3に示すように、図5のような貫通孔hを設けた撹拌板Fを利用することで、撹拌混合の作用効果を高めることが可能であるが、第2の材料M2を十分に拡散するには、依然として長時間の撹拌混合の操作が必要となる。
【0007】
他方、異なる材料を撹拌混合する時間を短縮する方法として、特許文献2に示すように、予め異なる材料を混合してから、撹拌混合装置に供給する方法がある。図2に示すように、符号3の部材で第1の材料M1と第2の材料M2とを予備混合し、予備混合した材料を撹拌板Fが往復運動する撹拌混合装置に提供している。図2の場合では、予備混合装置を別途設ける必要があるため、装置全体のコストが上昇するだけでなく、装置全体のサイズも大型化することとなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0008】
【特許文献1】特開2004-230272号公報
【特許文献2】特開2007-105590号公報
【特許文献3】特開2009-262013号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
本発明が解決しようとする課題は、上述した問題を解決し、簡単な構成で異なる材料を容易に均一に撹拌混合することが可能な撹拌混合装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0010】
上記目的を達成するため、本発明に係る撹拌混合装置は、以下のような技術的特徴を有する。
(1) 往復運動を行う軸部に取り付けられた撹拌板と、該軸部および該撹拌板を収容するケーシングと、該ケーシングに接続された材料導入管とを備え、該材料導入管のケーシング内に開口する部分は、外管と内管を有する二重管であり、該外管と該内管の間に形成された第1の流路により第1の材料をケーシング内に導入し、該内管の内部に形成された第2の流路により第2の材料をケーシング内に導入することを特徴とする撹拌混合装置である。
【0011】
(2) 上記(1)に記載の撹拌混合装置において、該材料導入管のケーシング内に開口する部分は、該二重管を構成する該外管の中に該内管と並んで別の内管を備え、前記別の内管が形成する第3の流路により第3の材料をケーシング内に導入することを特徴とする。
【発明の効果】
【0012】
本発明によれば、往復運動を行う軸部に取り付けられた撹拌板と、該軸部および該撹拌板を収容するケーシングと、該ケーシングに接続された材料導入管とを備え、該材料導入管のケーシング内に開口する部分は、内管と外管を有する二重管であり、該外管と該内管の間に形成された第1の流路により第1の材料をケーシング内に導入し、該内管の内部に形成された第2の流路により第2の材料をケーシング内に導入することを特徴とする撹拌混合装置であるため、第1の材料M1と第2の材料M2とをケーシング内の近接した場所に同時に投入することができるため、簡単な構成で異なる材料を容易に均一に撹拌混合することが可能な撹拌混合装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0013】
図1】従来の撹拌混合装置の概略図である。
図2】従来の他の撹拌混合装置の概略図である。
図3】撹拌板の例を示す図であり、(a)傾斜した平面版、(b)螺旋状板を示す。
図4】容器内の第2の材料M2の広がりを示す図である。
図5】多数の貫通孔を配した撹拌板の例を示す図である。
図6】本発明に係る撹拌混合装置の一例を示す図である。
図7図6の材料導入管の開口部の様子を説明する図である。
図8図6の撹拌混合装置に使用する二重管の応用例を説明する図である。
図9図6の撹拌混合装置に使用する他の二重管の例を示す図である。
図10】3つ以上の異なる材料を供給する材料導入管の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0014】
以下、本発明に係る撹拌混合装置について、図面を用いて説明する。図6は、本発明の一実施形態に係る撹拌混合装置の構成例を示す図であり、図7図6に使用される材料導入管の開口部分の形状を示す図である。
本発明の撹拌混合装置は、図6及び図7に示すように、往復運動を行う軸部2に取り付けられた撹拌板Fと、該軸部2および該撹拌板Fを収容するケーシング1と、該ケーシング1に接続された材料導入管とを備え、該材料導入管のケーシング内に開口する部分は、外管P1と内管P2を有する二重管であり、該外管P1と該内管P2の間に形成された第1の流路により第1の材料M1をケーシング内に導入し、該内管P2の内部に形成された第2の流路により第2の材料M2をケーシング内に導入することを特徴とする撹拌混合装置である。
【0015】
本発明の撹拌混合装置に使用する材料導入管以外の部分については、例えば、特許文献1乃至3に示した、従来の撹拌混合装置の構造を採用することが可能である。往復運動する軸部2に取り付けられる撹拌板Fには、図3に示すような傾斜した平板(図3(a))や螺旋状板(図3(b))、あるいは軸部2に垂直な平板などを利用することが可能である。また、撹拌板Fには、図5に示すような貫通孔hを設けることも可能である。さらには、ケーシングの内面に固定される仕切板を設けることも可能である。図6の符号20は、前述したように、軸部2を往復運動させるための駆動手段である。
【0016】
本発明が適用される撹拌混合装置のように、撹拌板Fを軸方向に往復運動させる撹拌混合方法では、撹拌板(または撹拌翼)を軸中心に回転させる撹拌混合方法と比較して、材料が全体に拡散し難く、混合ムラが発生し易い。混合する材料の粘度等の特性にも依存するが、ケーシング1の内径が大きくなるほど、混合ムラが生じ易くなる。このため、ケーシング1の内径が大きい撹拌混合装置を使用する場合は、後述するように撹拌混合装置に導入する材料の導入方法を変更することが必要となる。
【0017】
本発明の撹拌混合装置では、材料導入管を、外管P1と内管P2との二重管で構成している。この二重管の採用により、ケーシング1内に異なる複数の材料を供給する場所を、ケーシング1の同じ位置に配置することができる。しかも、二重管で供給した異なる材料を、材料導入管(二重管)の開口部の近傍を往復運動する撹拌板Fによって、瞬時に撹拌混合することができるため、異なる材料による混合ムラなどの不具合を解消することが可能となる。
また、撹拌板Fは、材料導入口管の開口付近では、少なくとも軸部2に対して傾斜させることで、混合する材料を上下方向(軸部に平行な方向)だけでなく、左右方向(軸部に垂直な方向)に広く拡散させることが可能となるため、より好ましい。
【0018】
図6では、材料導入管の開口部は、外管P1と内管P2のケーシング側の端部の位置をケーシング1の側壁に沿った位置に配置している。混合する材料の粘度(流動性)、供給量、混合のし易さ等を考慮して、図8に示すように、材料導入管のケーシング側の端部を、内管P2が外管P1よりもケーシング内に突出(突出量d)した状態(図8(a)参照)や、内管P2が外管P1よりもケーシングから退避(外管の端部から入り込んだ量d’)した状態(図8(b)参照)を採用することが可能である。また、必要に応じて、外管P1をケーシング内に突出させることも可能である。
【0019】
ケーシング1内に材料導入管の全体又は一部を突出させる場合には、ケーシング内では撹拌板の往復運動により材料が激しく運動しているため、材料導入管の開口端部に圧力や振動が加わる。このため、突出する管自体の機械的強度を高めると共に、ケーシング1に対する固定強度も高めることが不可欠である。例えば、撹拌板とケーシングの内面との隙間を考慮すると、図8(a)の突出量dや外管P1の突出量は2mm以下に設定することが好ましい。また、図8(b)のように内管P2の退避量d’は5mm以下に設定することが好ましい。
【0020】
図9では、材料導入管の構成を、ケーシング内に開口する部分は二重管構造であるが、内管P2のケーシングと反対の側では、外管P1の管壁を貫通し、外管P1の外部に導出されている。二重管構造は、内管と外管との位置関係を保持する構造が必要であり、例えば、外管と内管との間に両者を連結する支持部材を別途配置することも可能であるが、内管の外側を移動する材料の動きを妨げる可能性もある。このため、図9のような構造は、内管P2の固定強度を高めるためだけでなく、内管を支持する支持部材の配置も不要となるため、より好ましい構造と言える。
【0021】
本発明の撹拌混合装置に使用する材料導入管の応用例としては、3つ以上の異なる材料を混合する場合に、図10に示すような、材料導入管の配置形状を採用することが可能である。図10(a)は、複数の管を同心円状に配置したものであり、例えば、二重管を更に囲む第3の管P3を備え、該第3の管が形成する第3の流路により第3の材料M3をケーシング内に導入するものである。
【0022】
また、図10(b)は、外管内に複数の内管を配置したものであり、例えば、二重管を構成する外管P1の中に内管P2と並んで別の内管P3を備え、前記別の内管が形成する第3の流路により第3の材料M3をケーシング内に導入するものである。
また、これらの応用として、図10(a)及び(b)を組み合わせ、図10(a)の内管P2を図10(b)のように複数の内管で構成しても良い。
【0023】
本発明のように二重管を備えた撹拌混合装置は、例えば、外管P1と内管P2との間に供給する第1の材料M1の粘度が、内管P2に供給する第2の材料M2の粘度と大きく異なる場合の撹拌混合に好適に利用可能である。これにより、両者の混合をより円滑に行うことができる。
【0024】
また、混合する材料の供給量の差が大きい場合には、両者を均一に混合することが難しくなるが、本発明の撹拌混合装置を用いて、供給量の多い第1の材料M1を外管側に供給し、供給量の少ない第2の材料M2を内管側に供給することで、両者を常に一定の割合を維持しながら連続的に供給でき、ケーシング内に材料が入って直ぐに撹拌混合されるため、ケーシング内の材料をより短時間に均質に撹拌混合することが可能となる。
【0025】
さらに、反応液と添加剤のように、混合することで化学反応が生じるような材料の混合においては、本発明の二重管を備えた撹拌混合装置を好適に使用することが可能となる。二重管で供給する反応液と添加剤を瞬時に撹拌板で混合し、ケーシング内の混合物の性状を全体的に均質に維持することができる。
【産業上の利用可能性】
【0026】
以上のように、簡単な構成で異なる材料を容易に均一に撹拌混合することが可能な撹拌混合装置を提供することが可能となる。
【符号の説明】
【0027】
1 ケーシング
2 軸部
20 駆動手段
F 撹拌板
P1 外管(図6~9)
P2 内管(図6~9)

図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8
図9
図10
【手続補正書】
【提出日】2024-06-17
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
往復運動を行う軸部に取り付けられた撹拌板と、
該軸部および該撹拌板を収容するケーシングと、
該ケーシングに対し、前記往復運動の方向に直角な方向から接続された材料導入管とを備え、
該材料導入管のケーシング内に開口する部分の近傍を往復運動する撹拌板は、少なくとも該軸部に対して傾斜しており、
該材料導入管のケーシング内に開口する部分は、外管と内管を有する二重管であり、該外管と該内管の間に形成された第1の流路により第1の材料をケーシング内に導入し、該内管の内部に形成された第2の流路により第2の材料をケーシング内に導入するよう構成され、
該外管は、該ケーシング内に突出しておらず、該内管は、該ケーシングの内面から5mm以下の範囲で該外管の内側に退避していることを特徴とする撹拌混合装置。
【請求項2】
請求項1に記載の撹拌混合装置において、
該材料導入管のケーシング内に開口する部分は、該二重管を構成する該外管の中に該内管と並んで別の内管を備え、前記別の内管が形成する第3の流路により第3の材料をケーシング内に導入することを特徴とする撹拌混合装置。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0010
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0010】
上記目的を達成するため、本発明に係る撹拌混合装置は、以下のような技術的特徴を有する。
(1) 往復運動を行う軸部に取り付けられた撹拌板と、該軸部および該撹拌板を収容するケーシングと、該ケーシングに対し、前記往復運動の方向に直角な方向から接続された材料導入管とを備え、該材料導入管のケーシング内に開口する部分の近傍を往復運動する撹拌板は、少なくとも該軸部に対して傾斜しており、該材料導入管のケーシング内に開口する部分は、外管と内管を有する二重管であり、該外管と該内管の間に形成された第1の流路により第1の材料をケーシング内に導入し、該内管の内部に形成された第2の流路により第2の材料をケーシング内に導入するよう構成され、該外管は、該ケーシング内に突出しておらず、該内管は、該ケーシングの内面から5mm以下の範囲で該外管の内側に退避していることを特徴とする撹拌混合装置である。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0012
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0012】
本発明によれば、往復運動を行う軸部に取り付けられた撹拌板と、該軸部および該撹拌板を収容するケーシングと、該ケーシングに対し、前記往復運動の方向に直角な方向から接続された材料導入管とを備え、該材料導入管のケーシング内に開口する部分の近傍を往復運動する撹拌板は、少なくとも該軸部に対して傾斜しており、該材料導入管のケーシング内に開口する部分は、外管と内管を有する二重管であり、該外管と該内管の間に形成された第1の流路により第1の材料をケーシング内に導入し、該内管の内部に形成された第2の流路により第2の材料をケーシング内に導入するよう構成され、該外管は、該ケーシング内に突出しておらず、該内管は、該ケーシングの内面から5mm以下の範囲で該外管の内側に退避していることを特徴とする撹拌混合装置であるため、第1の材料M1と第2の材料M2とをケーシング内の近接した場所に同時に投入することができるため、簡単な構成で異なる材料を容易に均一に撹拌混合することが可能な撹拌混合装置を提供することが可能となる。
【手続補正書】
【提出日】2024-10-21
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
部に取り付けられた平板又は螺旋状板で構成される撹拌板と、
該軸部の長手方向に該軸部を往復運動させる駆動手段と、
該軸部および該撹拌板を収容するケーシングと、
該ケーシングに対し、前記往復運動の方向に直角な方向から接続された材料導入管とを備え、
該材料導入管のケーシング内に開口する部分の近傍を往復運動する撹拌板は、少なくとも該軸部に対して傾斜した板面を有しており、
該材料導入管のケーシング内に開口する部分は、外管と内管を有する二重管であり、該外管と該内管の間に形成された第1の流路により第1の材料をケーシング内に導入し、該内管の内部に形成された第2の流路により第2の材料をケーシング内に導入するよう構成され、
該外管は、該ケーシング内に突出しておらず、該内管は、該ケーシングの内面から5mm以下の範囲で該外管の内側に退避していることを特徴とする撹拌混合装置。
【請求項2】
請求項1に記載の撹拌混合装置において、
該材料導入管のケーシング内に開口する部分は、該二重管を構成する該外管の中に該内管と並んで別の内管を備え、前記別の内管が形成する第3の流路により第3の材料をケーシング内に導入することを特徴とする撹拌混合装置。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0010
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0010】
上記目的を達成するため、本発明に係る撹拌混合装置は、以下のような技術的特徴を有する。
(1) 部に取り付けられた平板又は螺旋状板で構成される撹拌板と、該軸部の長手方向に該軸部を往復運動させる駆動手段と、該軸部および該撹拌板を収容するケーシングと、該ケーシングに対し、前記往復運動の方向に直角な方向から接続された材料導入管とを備え、該材料導入管のケーシング内に開口する部分の近傍を往復運動する撹拌板は、少なくとも該軸部に対して傾斜した板面を有しており、該材料導入管のケーシング内に開口する部分は、外管と内管を有する二重管であり、該外管と該内管の間に形成された第1の流路により第1の材料をケーシング内に導入し、該内管の内部に形成された第2の流路により第2の材料をケーシング内に導入するよう構成され、該外管は、該ケーシング内に突出しておらず、該内管は、該ケーシングの内面から5mm以下の範囲で該外管の内側に退避していることを特徴とする撹拌混合装置である。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0012
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0012】
本発明によれば、軸部に取り付けられた平板又は螺旋状板で構成される撹拌板と、該軸部の長手方向に該軸部を往復運動させる駆動手段と、該軸部および該撹拌板を収容するケーシングと、該ケーシングに対し、前記往復運動の方向に直角な方向から接続された材料導入管とを備え、該材料導入管のケーシング内に開口する部分の近傍を往復運動する撹拌板は、少なくとも該軸部に対して傾斜した板面を有しており、該材料導入管のケーシング内に開口する部分は、外管と内管を有する二重管であり、該外管と該内管の間に形成された第1の流路により第1の材料をケーシング内に導入し、該内管の内部に形成された第2の流路により第2の材料をケーシング内に導入するよう構成され、該外管は、該ケーシング内に突出しておらず、該内管は、該ケーシングの内面から5mm以下の範囲で該外管の内側に退避していることを特徴とする撹拌混合装置であるため、第1の材料M1と第2の材料M2とをケーシング内の近接した場所に同時に投入することができるため、簡単な構成で異なる材料を容易に均一に撹拌混合することが可能な撹拌混合装置を提供することが可能となる。