JP2019195760A

JP2019195760A - Disc type mixing head having water cooling structure

Info

Publication number: JP2019195760A
Application number: JP2018090337A
Authority: JP
Inventors: 博美栗原; Hiromi Kurihara
Original assignee: Aicohsha Mfg Co Ltd
Current assignee: Aicohsha Mfg Co Ltd
Priority date: 2018-05-09
Filing date: 2018-05-09
Publication date: 2019-11-14
Anticipated expiration: 2038-05-09
Also published as: JP7112067B2

Abstract

To provide a mixing head which circulates cooling water into a stator and a rotor while maintaining a disc type shape, effectively suppresses rise of temperature of agitation food material and can cool the same.SOLUTION: A plurality of small projection groups, which are arranged in concentric circular and annular row form, are provided on each inner surface of a stator housing and a stator head and both end surfaces of a rotor opposite to a stator, and further, a jacket part for circulation of cooling water is provided in the interior of the stator housing and the stator head and the interior of the rotor, and frictional heat, which is generated during agitation, is radiated to the exterior of a mixing head, thereby suppressing rise of temperature of an agitation food material. Further, a rotary shaft of the rotor is so made as to be a pipe shape of a concentric shaft structure, cooling water is supplied into the jacket part in the rotor through any one of an inner cylinder and an outer cylinder of the concentric shaft, and cooling water is recovered from the jacket part in the rotor through the other of the inner cylinder and the outer cylinder of the concentric shaft.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、主に、カステラやスポンジケーキなどの生地を撹拌する連続発泡ミキサーにおけるディスクタイプのミキシングヘッドに関するものである。 The present invention mainly relates to a disc-type mixing head in a continuous foaming mixer that stirs dough such as castella and sponge cake.

食品の製造加工業界において、カステラやスポンジケーキなどのソフトな生地類をミキサーで攪拌する場合には、図１の斜視図（ミキシングヘッド構造体の一部をカット）に示めされるようなディスクタイプの連続発泡ミキシングヘッドを用いることが多い。このようなミキシングヘッド１００は、主に、ステーターハウジング１０１ａと、ステーターヘッド１０１ｂから構成されるステーター１０１と、回転軸１０３によってステーターの内部を高速回転するディスク型のローター１０２から構成されている。 In the food manufacturing and processing industry, when soft dough such as castella and sponge cake is agitated with a mixer, a disc as shown in the perspective view of FIG. 1 (a part of the mixing head structure is cut). Often a type of continuous foam mixing head is used. Such a mixing head 100 is mainly composed of a stator housing 101a, a stator 101 composed of a stator head 101b, and a disk-type rotor 102 that rotates at high speed inside the stator by a rotating shaft 103.

ステーター１０１とローター１０２の双方の対向面には、同心円状かつ環列状に突出した多数の小突起（以下、単に「ピン」と言う。）１０４が設けられており、撹拌対象物が係るピンの隙間を通過することによって食材の撹拌処理が為されるのである。なお、ローター１０２の回転時に、ローター１０２とステーター１０１の対向するピンどうしが干渉し合わないように、双方のピン１０４は互い違いに配列されていることは言うまでもない。 A large number of small protrusions (hereinafter simply referred to as “pins”) 104 protruding concentrically and annularly are provided on the opposing surfaces of both the stator 101 and the rotor 102, and the pin to which the object to be agitated is attached. The ingredients are agitated by passing through the gaps. Needless to say, the pins 104 are alternately arranged so that the opposing pins of the rotor 102 and the stator 101 do not interfere with each other when the rotor 102 rotates.

スポンジケーキの生地類などの食材は、例えば、図２のミキシングヘッドの略断面図に示されるように、その側面に設けられた抽入孔１０５から空気の気泡と共に連続的に供給される。その後、ステーターハウジング１０１ａと、ステーターヘッド１０１ｂ、及びローター１０２のそれぞれに設けられたピン１０４の隙間を通過しつつ撹拌され、回転軸１０３の先端方向に設けられた抽出孔１０６から抽出される。なお、撹拌対象物である食材の流れの概略を図中の矢印に示す。 For example, as shown in the schematic cross-sectional view of the mixing head in FIG. 2, food materials such as sponge cake dough are continuously supplied together with air bubbles from a drawing hole 105 provided on the side surface. Thereafter, the mixture is stirred while passing through gaps between pins 104 provided in each of the stator housing 101 a, the stator head 101 b, and the rotor 102, and extracted from an extraction hole 106 provided in the distal end direction of the rotating shaft 103. In addition, the outline of the flow of the foodstuff which is a stirring target object is shown to the arrow in a figure.

係る一連の撹拌処理工程により、撹拌対象物である食材の撹拌が行われると同時に、食材中への空気の取り込みが行われ、その食品独特の食感や味・まろやかさを作り出すことができる。因みに、スポンジケーキやカステラなどの生地類を撹拌する際には、撹拌食材中における空気の含有量が食品質の重要なファクターとなり、含有される空気の割合によってその食感が大きく異なる。一般には、生地類の比重が０．４〜０．８程度になるまで空気の混入が必要であると言われている。 By such a series of agitation processing steps, the food material that is the object to be stirred is stirred, and at the same time, air is taken into the food material, and the food texture, taste, and mellowness unique to the food product can be created. Incidentally, when stirring doughs such as sponge cake and castella, the content of air in the stirring food material becomes an important factor of food quality, and the texture greatly varies depending on the proportion of air contained. Generally, it is said that air must be mixed until the specific gravity of the dough reaches about 0.4 to 0.8.

しかしながら、このようなディスクタイプのミキシングヘッドを用いて撹拌を行うと、ローター円周外縁部の撹拌速度がローター中心部の速度に較べて高速となり、高速化に伴う摩擦熱により撹拌食材の温度上昇を招くことになる。特に大量の食材を撹拌すべく、ミキシングヘッドを大型化した場合は、それに伴いローターの直径も増大するため、ローター円周外縁部における撹拌速度の増加と、それに伴う摩擦熱による食材の温度上昇が大きな問題となる。 However, when stirring is performed using such a disc-type mixing head, the stirring speed at the outer circumferential edge of the rotor becomes higher than the speed at the center of the rotor, and the temperature of the stirring food rises due to frictional heat accompanying the increase in speed. Will be invited. In particular, when the mixing head is increased in size to stir a large amount of food, the rotor diameter also increases accordingly.Therefore, the stirring speed at the outer circumferential edge of the rotor increases and the temperature of the food increases due to frictional heat. It becomes a big problem.

すなわち、係る温度上昇は撹拌食材の品質劣化を招き、スポンジケーキやカステラなどの、ソフトでデリケートな生地類の食感や風味を大きく損なう原因ともなる。そのため、このような問題を解決すべく、例えば、特許文献１の発明に示されるような技術が開示されている。 That is, the temperature rise causes deterioration of the quality of the agitated food material, and causes a great loss of the texture and flavor of soft and delicate doughs such as sponge cake and castella. Therefore, in order to solve such a problem, for example, a technique as disclosed in the invention of Patent Document 1 is disclosed.

特表２００３−５０５０５１号公報Special table 2003-505051 gazette

しかし、特許文献１に示された従来技術は、ミキシングヘッドや撹拌槽を含めたミキサー全体を、熱交換流体を利用して冷却する方式であり、一般的に規模が大きくなり、かつ出力の大きな冷却装置を必要とし、ミキサー装置全体が大型化してしまうと言う問題があった。 However, the prior art disclosed in Patent Document 1 is a method in which the entire mixer including the mixing head and the stirring tank is cooled using a heat exchange fluid, which generally has a large scale and a large output. There is a problem that a cooling device is required and the entire mixer device is enlarged.

また、その他の従来技術としては、ミキシングヘッドをいわゆるドラムタイプとして、ステーターやローターの内部に冷却水を流通させる水冷ジャケットを設け、ミキシングヘッドの冷却を行うミキサーも存在する。しかし、このようなタイプでは、ローターが円盤状ではなく、ドラムつまり円筒状になるため、必然的にミキシングヘッド全体が大型化してしまうという欠点があった。 As another conventional technique, there is a mixer that cools the mixing head by using a mixing head as a so-called drum type and providing a water cooling jacket for circulating cooling water inside the stator and the rotor. However, in such a type, since the rotor is not a disc shape but a drum, that is, a cylindrical shape, there is a disadvantage that the entire mixing head is necessarily enlarged.

本発明は、このような従来からの課題を解決することを目的としたものであって、ミキシングヘッドの形状をディスクタイプに保ったまま、ステーター並びにローターの内部に冷却水を流通させ、撹拌される食材の温度上昇を効果的に抑え、かつ冷却を行うことが可能なミキシングヘッドを提供するものである。 An object of the present invention is to solve such a conventional problem, and the cooling water is circulated inside the stator and the rotor while the shape of the mixing head is kept in a disk type, and is agitated. It is an object of the present invention to provide a mixing head that can effectively suppress the temperature rise of the food material and can be cooled.

本発明の第１の観点によるディスクタイプのミキシングヘッドは、ステーターハウジングとステーターヘッドから成るステーターの間に挟持され、かつ回転軸によって回転駆動されるディスク型のローターを含み、ステーターとローターとの間を流れる食材を撹拌するディスクタイプのミキシングヘッドにおいて、前記ステーターハウジングとステーターヘッドの各々の内面、及び前記ローターのステーターと対向する両端面に、同心円状かつ環列状に並ぶ複数の小突起群を設け、さらに、前記ステーターハウジングとステーターヘッドの内部、及び前記ローターの内部に冷却水を流通させるジャケット部を設け、撹拌時に発生する摩擦熱をミキシングヘッドの外部に放出して、撹拌対象物である食材の温度上昇を抑え、かつ冷却を行うことを特徴とする。 A disc-type mixing head according to a first aspect of the present invention includes a disc-type rotor that is sandwiched between a stator housing and a stator composed of a stator head and is driven to rotate by a rotating shaft, and between the stator and the rotor. In the disk-type mixing head that stirs the ingredients flowing through the inner surface of each of the stator housing and the stator head, and a plurality of small protrusion groups arranged concentrically and annularly on both end faces of the rotor facing the stator. Further, a jacket part for circulating cooling water is provided in the stator housing and the stator head and in the rotor, and the frictional heat generated during the stirring is released to the outside of the mixing head, which is an object to be stirred. Suppress the temperature rise of food and cool it And it features.

また、本発明の第２の観点によるディスクタイプのミキシングヘッドは、前記第１の観点において、前記ローターの回転軸を同心軸構造のパイプ状として、前記同心軸の内筒或いは外筒の何れか一方を通して冷却水を前記ローター内のジャケット部に供給し、前記同心軸の内筒或いは外筒の他の一方を通して冷却水を前記ローター内のジャケット部から回収することを特徴とする。 The disc-type mixing head according to the second aspect of the present invention is the first aspect, wherein the rotating shaft of the rotor is a pipe having a concentric shaft structure, and either the inner cylinder or the outer cylinder of the concentric shaft is used. Cooling water is supplied to the jacket part in the rotor through one side, and cooling water is recovered from the jacket part in the rotor through the other one of the inner cylinder or the outer cylinder of the concentric shaft.

また、本発明の第３の観点によるディスクタイプのミキシングヘッドは、前記第１又は第２の観点において、前記ローターのディスクの両端面は、前記ローター内のジャケット部の内側に設けられた複数の補強リブ部材によって担持され、かつ、前記補強リブ部材は、前記ローター内のジャケット部の内部を流通する冷却水の流れを分散させる働きを担うことを特徴とする。 In the disc-type mixing head according to the third aspect of the present invention, in the first or second aspect, the both end surfaces of the disc of the rotor are a plurality of discs provided inside the jacket portion in the rotor. The reinforcing rib member is supported by the reinforcing rib member, and the reinforcing rib member functions to disperse the flow of the cooling water flowing through the inside of the jacket portion in the rotor.

以上の解決手段を備えた本発明によれば、ディスクタイプのミキシングヘッドにおけるステーターとローターの双方を、その内部から同時に冷却できるため、撹拌速度が高速となりがちなローター円周外縁部の摩擦熱を抑え、かつ冷却することが可能となる。これによって、温度上昇による撹拌食材の品質劣化を防ぐことができ、撹拌対象となる食材の味や風味を自然のまま保つことが可能となる。 According to the present invention having the above solution, both the stator and the rotor in the disk-type mixing head can be simultaneously cooled from the inside thereof, so that the frictional heat at the outer circumferential edge of the rotor, which tends to increase the stirring speed, is reduced. It can be suppressed and cooled. Thereby, quality deterioration of the stirring ingredients due to temperature rise can be prevented, and the taste and flavor of the ingredients to be stirred can be kept natural.

本発明によるディスクタイプのミキシングヘッドを実現するための最良の形態である実施例について、本発明の明細書に添付された各図面を参照しつつ以下に説明を行う。先ず、本発明に基づくディスクタイプのミキシングヘッド１０（以下、単に「ミキシングヘッド１０」という）の構造を図３及び図４に示す。因みに、図３はミキシングヘッド１０の斜視図（ミキシングヘッド構造体の一部をカット）を表すものである。また、図４はミキシングヘッド１０の略断面図を表すものである。 An embodiment which is the best mode for realizing a disc-type mixing head according to the present invention will be described below with reference to the drawings attached to the specification of the present invention. First, the structure of a disc-type mixing head 10 (hereinafter simply referred to as “mixing head 10”) according to the present invention is shown in FIGS. FIG. 3 is a perspective view of the mixing head 10 (a part of the mixing head structure is cut). FIG. 4 shows a schematic cross-sectional view of the mixing head 10.

なお、ミキシングヘッド１０や、これを備えたミキサーを構成する各種部材の材質は特に限定されるものではないが、その強度や防錆性、或は食品ミキサーに使用されるという衛生面を考慮すれば、ステンレス鋼材（例えば、ＳＵＳ３１６鋼材など）を用いることが好ましい。 The material of the mixing head 10 and various members constituting the mixer provided with the mixing head 10 is not particularly limited. However, considering the strength, rust prevention, and hygiene of being used in food mixers. For example, it is preferable to use a stainless steel material (for example, SUS316 steel material).

添付の各図に示される通り、ミキシングヘッド１０は主に、ステーターハウジン１１ａ、ステーターヘッド１１ｂから成るステーター１１と、ローター１２から構成されている。ローター１２は、モーターなどの動力源（図示せず）から回転軸１３を介し、ステーター１１の内部において高速度で回転駆動されるディスク型の部材である。 As shown in the accompanying drawings, the mixing head 10 mainly includes a stator 11 including a stator housing 11a and a stator head 11b, and a rotor 12. The rotor 12 is a disk-type member that is rotationally driven at a high speed inside the stator 11 via a rotating shaft 13 from a power source (not shown) such as a motor.

ステーターハウジン１１ａ及びステーターヘッド１１ｂの内面には、同心円状かつ環列状に突出した多数の小突起（以下、単に「ピン」と言う。）１４が設けられている。また、ステーター１１の内面に対向するローター１２のディスク両端面にも、同様のピン１４が設けられている。 On the inner surfaces of the stator housing 11a and the stator head 11b, a large number of small protrusions (hereinafter simply referred to as “pins”) 14 projecting in a concentric and annular fashion are provided. Similar pins 14 are also provided on both end faces of the rotor 12 facing the inner surface of the stator 11.

ピン１４の配置を表現すべく、ステーターヘッド１１ｂに配置されたピンの平面図を図５に、ローター１２のディスク端面に設けられたピン１４の平面図を図６に示す。ローター１２は、ステーター１１の内部で高速回転するため、図５、６に示された両部材の表面に設けられたピン１４は、回転時における相互の干渉を防止すべく、相互に互い違い設けられていることは言うまでもない。 In order to express the arrangement of the pins 14, a plan view of the pins arranged on the stator head 11 b is shown in FIG. 5, and a plan view of the pins 14 provided on the disk end surface of the rotor 12 is shown in FIG. 6. Since the rotor 12 rotates at high speed inside the stator 11, the pins 14 provided on the surfaces of both members shown in FIGS. 5 and 6 are alternately provided to prevent mutual interference during rotation. Needless to say.

ミキシングヘッド１０の側面には、カステラ生地などの撹拌食材と空気の混合流体を供給する抽入孔１５が設けられており、また、回転軸１３の先端方向には、ステーター１１とローター１２によって撹拌された撹拌食材が抽出される抽出孔１６が設けられている。
なお、撹拌食材の流れの概略を図中の矢印に示す。因みに、ミキシングヘッド１０への撹拌食材の供給方法は、圧送ポンプなどを用いて抽入孔１５に圧入するようにしても良いが、構造の簡易化や食材流量制御の容易性等に鑑みれば、抽出孔１６から吸引して抽出する方法を採用することが好ましい。 A side surface of the mixing head 10 is provided with a drawing hole 15 for supplying a mixed fluid of stirring ingredients such as castella dough and air, and stirring is performed by the stator 11 and the rotor 12 in the distal direction of the rotating shaft 13. An extraction hole 16 through which the stirred food material is extracted is provided.
In addition, the outline of the flow of a stirring foodstuff is shown by the arrow in a figure. Incidentally, the stirring food supply method to the mixing head 10 may be press-fitted into the drawing hole 15 using a pressure pump or the like, but in view of simplification of the structure, ease of food flow control, etc. It is preferable to employ a method of extracting by extracting from the extraction hole 16.

一方、ステーターハウジン１１ａとステーターヘッド１１ｂ、及びローター１２のそれぞれの内部には、冷却水が流通するジャケット部１１ｃと１１ｄ、及び１２ａが各々設けられている。因みに、ステーター１１やローター１２の各部材は、各部材の中心部に抽出孔１６や回転軸１３が挿通されているため、ステーター１１やローター１２の内部に設けられた各々のジャケット部が占める空間はドーナツ型の空洞となる。 On the other hand, inside the stator housing 11a, the stator head 11b, and the rotor 12, jacket portions 11c, 11d, and 12a through which cooling water flows are respectively provided. Incidentally, since each member of the stator 11 and the rotor 12 has the extraction hole 16 and the rotary shaft 13 inserted through the central part of each member, the space occupied by the respective jacket portions provided inside the stator 11 and the rotor 12 is occupied. Becomes a donut-shaped cavity.

また、ローター１２の内部に設けられたジャケット部１２ａは、ジャケット仕切板１２ｂによって上下２段の室に仕切られている。つまり、回転軸１３の先端方向（抽出孔１６の方向）のジャケット部１２ａ、即ちジャケット部１２ａの上側室が、ステーターヘッド１１ｂと対向するローター１２のディスク端面を冷却する働きを有する。一方、抽入孔１５方向のジャケット部１２ａ、即ちジャケット部１２ａの下側室が、ステーターハウジング１１ａと対向するローター１２のディスク端面を冷却する働きを有することになる。 The jacket portion 12a provided inside the rotor 12 is partitioned into two upper and lower chambers by a jacket partition plate 12b. That is, the jacket portion 12a in the front end direction (the direction of the extraction hole 16) of the rotating shaft 13, that is, the upper chamber of the jacket portion 12a has a function of cooling the disk end surface of the rotor 12 facing the stator head 11b. On the other hand, the jacket portion 12a in the direction of the drawing hole 15, that is, the lower chamber of the jacket portion 12a has a function of cooling the disk end surface of the rotor 12 facing the stator housing 11a.

ジャケット仕切板１２ｂの直径は、ジャケット部１２ａの内径よりも一回り小さくなっており、ジャケット部１２ａの内周面とジャケット仕切板１２ｂの外縁円周との間には空隙が生じるようになっている。したがって、ジャケット部１２ａの内部を流通する冷却水は、この空隙を通してジャケット部１２ａの上下室の間を行き来することができる。なお、ジャケット仕切板１２ｂは、後述する筒状のジャケットリブ部材１２ｃの筒方向（上下方向）長さの略中間位置に取り付けられている。 The diameter of the jacket partition plate 12b is slightly smaller than the inner diameter of the jacket portion 12a, and a gap is formed between the inner peripheral surface of the jacket portion 12a and the outer edge circumference of the jacket partition plate 12b. Yes. Therefore, the cooling water flowing through the inside of the jacket portion 12a can go back and forth between the upper and lower chambers of the jacket portion 12a through this gap. The jacket partition plate 12b is attached to a substantially middle position in the cylinder direction (vertical direction) length of a cylindrical jacket rib member 12c described later.

すなわち、ローター１２のディスクの両端面は、ローター１２の内側から複数のジャケットリブ部材１２ｃによって補強・担持されており、同部材の筒方向（上下方向）長さの略中間位置に、前述のジャケット仕切板１２ｂが取り付けられている。ローター１２の内部におけるジャケットリブ部材１２ｃの平面的な配置例を図７に示す。但し、同図に示されるジャケットリブ部材１２ｃの配置位置やその配置個数は、あくまでも本発明の一実施例であり、本発明のジャケット部１２ａの内部構造が同図に限定されるものでないことは言うまでもない。 That is, both end surfaces of the disk of the rotor 12 are reinforced and supported by a plurality of jacket rib members 12c from the inside of the rotor 12, and the above-described jacket is provided at a substantially intermediate position in the cylinder direction (vertical direction) length of the same member. A partition plate 12b is attached. An example of a planar arrangement of the jacket rib member 12c inside the rotor 12 is shown in FIG. However, the arrangement position and the number of the arrangement of the jacket rib members 12c shown in the figure are only examples of the present invention, and the internal structure of the jacket part 12a of the present invention is not limited to the figure. Needless to say.

このように、ローター１２のディスクの両端面は、ジャケット部１２ａ内の複数のジャケットリブ部材１２ｃによってしっかりと担持されているため、ローター１２の内部にジャケット部１２ａのようなドーナツ型の空洞部分を設けても、ディスクの両端面の強度がこれによって低下することはない。 Thus, since both end surfaces of the disk of the rotor 12 are firmly supported by the plurality of jacket rib members 12c in the jacket portion 12a, a donut-shaped hollow portion such as the jacket portion 12a is formed inside the rotor 12. Even if it is provided, the strength of both end faces of the disk will not be reduced by this.

すなわち、ジャケットリブ部材１２ｃを設けることにより、ローター１２がステーター１１内で高速回転する際に、ローター１２の両ディスク端面が変形、或いは不正振動を起こして、ローター１２とステーター１１の各々の表面に設けられたピン１４どうしが干渉し合う事態を防止することができる。 That is, by providing the jacket rib member 12 c, when the rotor 12 rotates at a high speed in the stator 11, both disk end surfaces of the rotor 12 are deformed or improperly vibrated, so that each surface of the rotor 12 and the stator 11 is formed. A situation where the provided pins 14 interfere with each other can be prevented.

次に、ミキシングヘッド１０の冷却方法、及び冷却水の供給・流通方法等について、主に、図４に示すミキシングヘッド１０の略断面図に基づいて説明を行う。なお、以下の記載では、ステーター１１とローター１２の双方の冷却を行う場合に分けて説明を行うものとする。 Next, the cooling method of the mixing head 10, the supply / distribution method of the cooling water, etc. will be described mainly based on the schematic cross-sectional view of the mixing head 10 shown in FIG. In the following description, the description will be divided into cases where both the stator 11 and the rotor 12 are cooled.

（１）ステーター１１の冷却
先ず、冷却水の温度調整機（以下、単に「温調機」と言う。（図示せず））から、冷却水をステーターハウジング１１ａの給／排水口１に連続的に供給する。これによって、冷却水がステーターハウジング１１ａ内のジャケット部１１ｃに供給される。冷却水は、ドーナツ型をしたジャケット部１１ｃの内部を満たし、さらに、ステーターハウジング１１ａの給／排水口２から排水される。排水された冷却水は、流通パイプ（図示せず）を経由し、ステーターヘッド１１ｂに設けられた給／排水口３に供給される。 (1) Cooling of the stator 11 First, the cooling water is continuously supplied to the supply / drain port 1 of the stator housing 11a from a cooling water temperature adjuster (hereinafter simply referred to as a “temperature controller”) (not shown). To supply. Thereby, the cooling water is supplied to the jacket portion 11c in the stator housing 11a. The cooling water fills the inside of the donut-shaped jacket portion 11c, and is drained from the supply / drain port 2 of the stator housing 11a. The drained cooling water is supplied to a supply / drain port 3 provided in the stator head 11b via a distribution pipe (not shown).

ステーターヘッド１１ｂにおいても上記と同様に、冷却水は、ジャケット部１１ｄを満たし、給／排水口４から排水される。そして、給／排水口４から排水された冷却水は、流通パイプ（図示せず）を経由して温調機に還流される。このようにして、ステーターハウジング１１ａとステーターヘッド１１ｂ、及びその内表面に設けられた複数のピン１４の冷却が為されることになる。 In the stator head 11b as well, the cooling water fills the jacket portion 11d and is drained from the supply / drain port 4 in the same manner as described above. Then, the cooling water drained from the supply / drain port 4 is returned to the temperature controller via a distribution pipe (not shown). In this manner, the stator housing 11a, the stator head 11b, and the plurality of pins 14 provided on the inner surface thereof are cooled.

なお、以上に説明した、ステーター１１における冷却水の流通順路は、あくまでも本発明における一事例を示すものであり、本発明の実施が係る事例に一義的に限定されるものではない。例えば、以上の説明とは逆順路（即ち、給／排水口４から給水し、給／排水口３、２、１の順で冷却水を循環）で冷却水の供給を行うようにしてもよい。さらに、給／排水口１〜４の各々を適宜組み合わせて、実際の使用環境に適した任意の冷却水の流通順路を構成するようにしても良い。 In addition, the circulation route of the cooling water in the stator 11 described above shows only one example in the present invention, and is not uniquely limited to the example related to the implementation of the present invention. For example, the cooling water may be supplied in the reverse path (that is, water is supplied from the supply / drain port 4 and the cooling water is circulated in the order of the supply / drain ports 3, 2, 1). . Furthermore, each of the water supply / drain ports 1 to 4 may be appropriately combined to constitute an arbitrary cooling water flow route suitable for the actual use environment.

（２）ローター１２の冷却
続いて、ローター１２の冷却方法について説明を行う。ミキシングヘッド１０における撹拌処理時に、ローター１２は、ステーターハウジング１１ａとステーターヘッド１１ｂに挟まれたステーター１１の内部で回転軸１３によって高速回転駆動される。 (2) Cooling of the rotor 12 Next, the cooling method of the rotor 12 will be described. During the stirring process in the mixing head 10, the rotor 12 is driven to rotate at a high speed by the rotary shaft 13 inside the stator 11 sandwiched between the stator housing 11a and the stator head 11b.

そのため、ローター１２の内部にあるジャケット部１２ａに対し冷却水を給／排水するには、回転軸１３を介して行う必要がある。本発明では、このような回転構造体への給／排水を実現すべく、回転軸１３に同心軸状のパイプを挿通させ、係る同心軸状のパイプの同軸内筒及び同軸外筒を利用して、ローター１２内のジャケット部１２ａに対し冷却水の給／排水を行っている。 Therefore, in order to supply / drain the cooling water to / from the jacket portion 12 a inside the rotor 12, it is necessary to perform the rotation via the rotating shaft 13. In the present invention, in order to realize such supply / drainage to the rotating structure, a concentric shaft pipe is inserted into the rotating shaft 13, and the coaxial inner cylinder and the coaxial outer cylinder of the concentric shaft pipe are used. The cooling water is supplied / drained to the jacket portion 12 a in the rotor 12.

係る構造を、ミキシングヘッド１０の略断面図である図４に基づいて説明する。先ず、ローター１２冷却用の冷却水は、温調機（図示せず）から給／排水口５に供給される。供給された冷却水は、回転軸１３に設けられた導水路Ａを経由して、回転軸１３の中心部に挿通された同軸状のパイプの同軸パイプ外筒１３ａに導かれる。 Such a structure will be described with reference to FIG. 4, which is a schematic sectional view of the mixing head 10. First, the cooling water for cooling the rotor 12 is supplied to the water supply / drain port 5 from a temperature controller (not shown). The supplied cooling water is guided to a coaxial pipe outer cylinder 13 a of a coaxial pipe inserted into the central portion of the rotary shaft 13 through a water conduit A provided on the rotary shaft 13.

なお、回転軸１３とミキサー本体とのメカシールは十分に担保される設計となっているので、回転軸１３の廻りに多量の漏水が発生する恐れは無い。 In addition, since the mechanical seal between the rotating shaft 13 and the mixer body is designed to be sufficiently secured, there is no possibility that a large amount of water leaks around the rotating shaft 13.

同軸パイプ外筒１３ａに供給された冷却水は、回転軸１３の先端方向（抽出孔１６の方向）に流通する。なお、同軸パイプ外筒１３ａの根元は、根元エッジ部１３ｂによって塞がれている（シールされている）ので、冷却水が回転軸１３の根元方向に流出するおそれはない。 The cooling water supplied to the coaxial pipe outer cylinder 13a flows in the tip direction of the rotating shaft 13 (the direction of the extraction hole 16). In addition, since the root of the coaxial pipe outer cylinder 13a is blocked (sealed) by the root edge portion 13b, there is no possibility that the cooling water flows out in the root direction of the rotating shaft 13.

一方、回転軸１３の先端方向に流通した冷却水は、回転軸１３の先端部の近傍に設けられた導水路Ｂを経由して、ローター１２のジャケット部１２ａの下側室に導通される。なお、同軸パイプ外筒１３ａの先端も先端エッジ部１３ｃによって塞がれている（シールされている）ので、冷却水が回転軸１３内の他の部位に漏水するおそれはない。 On the other hand, the cooling water flowing in the direction of the distal end of the rotating shaft 13 is conducted to the lower chamber of the jacket portion 12 a of the rotor 12 through the water conduit B provided in the vicinity of the distal end portion of the rotating shaft 13. In addition, since the front-end | tip of the coaxial pipe outer cylinder 13a is also block | closed (sealed) by the front-end | tip edge part 13c, there is no possibility that cooling water will leak into the other site | part in the rotating shaft 13. FIG.

前述のように、ジャケット部１２ａの内部には、ローター１２の両ディスク端面を補強するための複数のジャケットリブ部材１２ｃが設けられている（図７参照）。このため、ジャケット部１２ａの下側室に導通された冷却水の流れは、ジャケットリブ部材１２ｃによって適宜分流され、ドーナツ型のジャケット部１２ａの下側室内を満たすことになる。これによって、ステーターハウジング１１ａに対向したローター部１２のディスク端面、及び同ディスク端面の外側に設けられた複数のピン１４が十分に冷却される。 As described above, a plurality of jacket rib members 12c for reinforcing both disk end surfaces of the rotor 12 are provided in the jacket portion 12a (see FIG. 7). For this reason, the flow of the cooling water conducted to the lower chamber of the jacket portion 12a is appropriately diverted by the jacket rib member 12c and fills the lower chamber of the donut-shaped jacket portion 12a. As a result, the disk end surface of the rotor portion 12 facing the stator housing 11a and the plurality of pins 14 provided outside the disk end surface are sufficiently cooled.

ローター部１２内のジャケット部１２ａは、ジャケット仕切り板１２ｂによって上側室及び下側室の２つのエリアに分離されている。但し、既に説明したようにジャケット仕切り板１２ｂの直径は、ジャケット部１２ａの内径よりも小さいため、ジャケット仕切り板１２ｂの外縁円周とジャケット部１２ａの内壁との間には隙間が生じている。それ故、ジャケット部１２ａの下側室を満たした冷却水は、この隙間を通してジャケット部１２ａの上側室にも流通する。 The jacket portion 12a in the rotor portion 12 is separated into two areas of an upper chamber and a lower chamber by a jacket partition plate 12b. However, since the diameter of the jacket partition plate 12b is smaller than the inner diameter of the jacket portion 12a as already described, a gap is generated between the outer periphery of the jacket partition plate 12b and the inner wall of the jacket portion 12a. Therefore, the cooling water filling the lower chamber of the jacket portion 12a also flows through the gap into the upper chamber of the jacket portion 12a.

そして、ジャケット部１２ａの上側室に流通された冷却水は、ジャケット部１２ａの下側室の場合と同様に、ジャケット部１２ａの上側室内を満たし、ステーターハヘッド１１ｂに対向したローター部１２のディスク端面、及び同ディスク端面の外側に設けられた複数のピン１４が十分に冷却される。 Then, the cooling water circulated into the upper chamber of the jacket portion 12a fills the upper chamber of the jacket portion 12a as in the lower chamber of the jacket portion 12a, and the disk end surface of the rotor portion 12 facing the stator head 11b. And the plurality of pins 14 provided outside the end face of the disk are sufficiently cooled.

ジャケット部１２ａの上下室のそれぞれが隈なく冷却水に満たされると、冷却水はジャケット部１２ａの上側室から、回転軸１３に設けられた導水路Ｃを経由して、回転軸１３の内部に設けられた同軸パイプ内筒１３ｄに流入する。そして同軸パイプ内筒１３ｄを経由しつつ回転軸１３の根元方向に流通し、回転軸１３の根元の近傍で導水路Ｄを経由して給／排水口６からミキサー外に排水される。なお、排水された冷却水は流通パイプ（図示せず）を経由して温調機（図示せず）に還流されることは言うまでもない。 When each of the upper and lower chambers of the jacket portion 12a is completely filled with cooling water, the cooling water passes from the upper chamber of the jacket portion 12a to the inside of the rotating shaft 13 via the water conduit C provided in the rotating shaft 13. It flows into the provided coaxial pipe inner cylinder 13d. And it distribute | circulates in the root direction of the rotating shaft 13 via the coaxial pipe inner cylinder 13d, and it drains out of the mixer from the feed / drain port 6 via the water conduit D near the root of the rotating shaft 13. Needless to say, the drained cooling water is returned to a temperature controller (not shown) via a distribution pipe (not shown).

同軸パイプ外筒１３ａから、導水路Ｂを経由してジャケット部１２ａの下側室に冷却水が流入される様子、及びジャケット部１２ａの上側室から、導水路Ｃを経由して同軸パイプ内筒１３ｂに冷却水が流出される様子を図８の模式図に示す。因みに、同図中において太い点線で表す矢印が冷却水の流れを表すものである。また、同軸パイプ内筒１３ａと同軸パイプ外筒１３ｄの使用については、以上の説明とは逆に、同軸パイプ内筒１３ａから給水し、同軸パイプ外筒１３ｄから排水を行うような方法で用いても良い。 A state in which cooling water flows into the lower chamber of the jacket portion 12a from the coaxial pipe outer cylinder 13a via the water conduit B, and a coaxial pipe inner cylinder 13b from the upper chamber of the jacket portion 12a via the water conduit C. FIG. 8 is a schematic diagram showing how the cooling water flows out. Incidentally, an arrow represented by a thick dotted line in the figure represents the flow of the cooling water. Concerning the use of the coaxial pipe inner cylinder 13a and the coaxial pipe outer cylinder 13d, contrary to the above description, water is supplied from the coaxial pipe inner cylinder 13a and drained from the coaxial pipe outer cylinder 13d. Also good.

なお、撹拌処理中において、ローター１２のジャケット部１２ａに対する冷却水の給／排水は、回転軸１３が回転しているため、下側室の導水路Ｂ及び上側室の導水路Ｃが回転軸１３に設けられた、それぞれに対応する導水孔と一致した時にのみ行われる。即ち、ジャケット部１２ａに対する給／排水は間欠的に行われることになる。 During the agitation process, the cooling shaft is supplied / drained with respect to the jacket portion 12a of the rotor 12 because the rotating shaft 13 is rotating, so that the lower chamber water conduit B and the upper chamber water conduit C are connected to the rotating shaft 13. It is performed only when it is matched with the corresponding water guide hole provided. That is, the supply / drainage with respect to the jacket part 12a is performed intermittently.

ところで、給／排水ループ中において、このような間欠的な流水の供給を行った場合、一般に、パルス状の水流衝撃（いわゆる、ウォーターハンマー現象）が発生するおそれがある。しかし、本発明に関する撹拌処理時においては、回転軸１３の回転速度が比較的に高速（例えば、６００ｒｐｍ）であり、かつ流水量も比較的少量（例えば、、１５リットル／分）であるため、ローター１２のジャケット部１２ａの内部に、ウォーターハンマー現象のような水流衝撃が発生するおそれはない。 By the way, when such intermittent water supply is performed in the water supply / drainage loop, generally, there is a possibility that a pulsed water current impact (so-called water hammer phenomenon) may occur. However, during the stirring process according to the present invention, the rotational speed of the rotary shaft 13 is relatively high (for example, 600 rpm) and the amount of flowing water is also relatively small (for example, 15 liters / minute). There is no possibility that a water flow impact such as a water hammer phenomenon will occur inside the jacket portion 12a of the rotor 12.

本発明によれば、ディスクタイプのミキシングヘッドにおいて、従来は構造的に困難とされたローター部分の水冷が可能となるため、従来型の非水冷式ディスクタイプミキシングヘッドのローターに較べて、その直径を１２０〜１３０％に拡大し、ローター外周の速度を増大させた場合であっても、撹拌時の摩擦熱による撹拌食材の温度上昇を、逆に、摂氏２〜５度低減させることが可能となる。 According to the present invention, in the disk-type mixing head, since the water cooling of the rotor portion, which has been conventionally difficult in structure, is possible, the diameter of the rotor is larger than that of the rotor of the conventional non-water-cooled disk-type mixing head. Even when the rotor outer speed is increased to 120 to 130%, the temperature rise of the stirring ingredients due to frictional heat during stirring can be reduced by 2 to 5 degrees Celsius. Become.

それ故、以上に説明した本発明によるディスクタイプのミキシングヘッドを用いれば、カステラやスポンジケーキ等のソフトでデリケートな生地類を大量に撹拌する場合でも、撹拌時の温度上昇による撹拌食材の製品劣化を予防することができ、撹拌食材に関する不良品ロスの発生を大幅に低減させることができる。 Therefore, if the disc-type mixing head according to the present invention described above is used, even when a large amount of soft and delicate dough such as castella and sponge cake is agitated, the product deterioration of the agitation ingredients due to the temperature rise during agitation Can be prevented, and the occurrence of defective product loss related to the stirred food can be greatly reduced.

なお、本発明の実施形態は、以上に説明した実施例に限定されるものではなく、例えば、各々の実施例を構成する各部位の形状や配置或いはその素材等は、本発明の趣旨を逸脱することなく、現実の実施態様に即して適宜変更ができるものであることは言うまでもない。 The embodiments of the present invention are not limited to the examples described above. For example, the shape and arrangement of each part constituting each example, the material thereof, and the like depart from the spirit of the present invention. Needless to say, it can be appropriately changed according to the actual embodiment.

以上に説明した本発明の構成は、製パン業界や製菓業界をはじめとして、食材の撹拌・混練を必要とする各種の食品業界においてもその利用が可能である。
The configuration of the present invention described above can be used in various food industries that require stirring and kneading of ingredients, including the bread and confectionery industries.

従来のディスクタイプミキシングヘッドの斜視図である。It is a perspective view of the conventional disk type mixing head. 従来のディスクタイプミキシングヘッドの略断面図である。It is a schematic sectional view of a conventional disc type mixing head. 本発明によるディスクタイプミキシングヘッドの斜視図である。1 is a perspective view of a disc type mixing head according to the present invention. FIG. 本発明によるディスクタイプミキシングヘッドの略断面図である。1 is a schematic cross-sectional view of a disk type mixing head according to the present invention. 本発明のステーターヘッド内側のピンの様子を表す平面図である。It is a top view showing the mode of the pin inside the stator head of this invention. 本発明のローターのディスク端面外側のピンの様子を表す平面図である。It is a top view showing the mode of the pin of the disk end surface outer side of the rotor of this invention. 本発明のロータージャケット内部におけるリブ部材の配置を表す平面図である。It is a top view showing arrangement | positioning of the rib member in the rotor jacket of this invention. 本発明のロータージャケットと同軸パイプとの水流の様子を表す模式図である。It is a schematic diagram showing the mode of the water flow of the rotor jacket and coaxial pipe of this invention.

１０ … ミキシングヘッド
１１ … ステーター
１１ａ … ステーターハウジング
１１ｂ … ステーターヘッド
１１ｃ … ステーターハウジングジャケット部
１１ｄ … ステーターヘッドジャケット部
１２ … ローター
１２ａ … ロータージャケット部
１２ｂ … ジャケット部仕切板
１２ｃ … ジャケット部リブ部材
１３ … 回転軸
１３ａ … 同軸パイプ外筒
１３ｂ … 同軸パイプ外筒根元エッジ部
１３ｃ … 同軸パイプ外筒先端エッジ部
１３ｄ … 同軸パイプ内筒
１４ … ピン（小突起群）
１５ … 抽入孔
１６ … 抽出孔
１００ … ミキシングヘッド
１０１ … ステーター
１０１ａ … ステーターハウジング
１０１ｂ … ステーターヘッド
１０２ … ローター
１０３ … 回転軸
１０４ … ピン（小突起群）
１０５ … 抽入孔
１０６ … 抽出孔
１〜４ … ステーター系・給／排水口
５〜６ … ローター系・給／排水口
Ａ〜Ｄ … ローター系・導水路

DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Mixing head 11 ... Stator 11a ... Stator housing 11b ... Stator head 11c ... Stator housing jacket part 11d ... Stator head jacket part 12 ... Rotor 12a ... Rotor jacket part 12b ... Jacket part partition plate 12c ... Jacket part rib member 13 ... Rotation Shaft 13a ... Coaxial pipe outer cylinder 13b ... Coaxial pipe outer cylinder root edge part 13c ... Coaxial pipe outer cylinder tip edge part 13d ... Coaxial pipe inner cylinder 14 ... Pin (small protrusion group)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 15 ... Drawing-out hole 16 ... Extraction hole 100 ... Mixing head 101 ... Stator 101a ... Stator housing 101b ... Stator head 102 ... Rotor 103 ... Rotating shaft 104 ... Pin (small protrusion group)
105 ... Extraction hole 106 ... Extraction holes 1 to 4 ... Stator system / supply / drain port 5-6 ... Rotor system / supply / drain port A to D ... Rotor system / water conduit

Claims

ステーターハウジングとステーターヘッドから成るステーターの間に挟持され、かつ回転軸によって回転駆動されるディスク型のローターを含み、ステーターとローターとの間を流れる食材を撹拌するディスクタイプのミキシングヘッドであって、
前記ステーターハウジングとステーターヘッドの各々の内面、及び前記ローターのステーターと対向する両端面に、同心円状かつ環列状に並ぶ複数の小突起群を設け、
さらに、前記ステーターハウジングとステーターヘッドの内部、及び前記ローターの内部に冷却水を流通させるジャケット部を設け、
撹拌時に発生する摩擦熱をミキシングヘッドの外部に放出して、撹拌対象物である食材の温度上昇を抑え、かつ冷却を行うことを特徴としたディスクタイプのミキシングヘッド。 A disc-type mixing head that includes a disc-type rotor that is sandwiched between a stator housing and a stator composed of a stator head and that is driven to rotate by a rotating shaft, and that stirs food that flows between the stator and the rotor,
A plurality of small protrusion groups arranged concentrically and in a ring array are provided on the inner surface of each of the stator housing and the stator head, and on both end surfaces facing the stator of the rotor,
Furthermore, a jacket portion for circulating cooling water is provided in the stator housing and the stator head, and in the rotor.
A disc-type mixing head characterized in that frictional heat generated during agitation is released to the outside of the mixing head to suppress the temperature rise of the food material to be agitated and to perform cooling.

前記ローターの回転軸を同心軸構造のパイプ状として、前記同心軸の内筒或いは外筒の何れか一方を通して冷却水を前記ローター内のジャケット部に供給し、前記同心軸の内筒或いは外筒の他の一方を通して冷却水を前記ローター内のジャケット部から回収する、ことを特徴とした請求項１に記載のディスクタイプのミキシングヘッド。 The rotating shaft of the rotor is formed as a pipe having a concentric shaft structure, and cooling water is supplied to the jacket portion in the rotor through either the inner cylinder or the outer cylinder of the concentric shaft, and the inner cylinder or the outer cylinder of the concentric shaft The disk-type mixing head according to claim 1, wherein cooling water is collected from a jacket portion in the rotor through the other of the two.

前記ローターのディスクの両端面は、前記ローター内のジャケット部の内側に設けられた複数の補強リブ部材によって担持され、
かつ、前記補強リブ部材は、前記ローター内のジャケット部の内部を流通する冷却水の流れを分散させる働きを担うことを特徴とした請求項１又は２に記載のディスクタイプのミキシングヘッド。

Both end surfaces of the disk of the rotor are carried by a plurality of reinforcing rib members provided inside a jacket portion in the rotor,
3. The disk-type mixing head according to claim 1, wherein the reinforcing rib member serves to disperse a flow of cooling water flowing through a jacket portion in the rotor.