JPH09234356A - ダブルプラネタリーミキサー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 強力な混練作用とともに、掻き取りのための
動力がアップすることなくかつ別部材によることなくク
リーニング作用を発揮することができ、さらに製作も容
易であり、ブレードのセルフクリーニング性も有するこ
とである。 【解決手段】 上方が開口された円筒状容器１の直上に
独立して配設した昇降台４に、該円筒状容器と同心状に
ギヤスリーブ７を設け、該ギヤスリーブの下部に大歯車
８を設け、前記ギヤスリーブにその上下を貫通して主軸
９を設け、該主軸の下部にギヤハウジング１３を設け、
該ギヤハウジングに前記主軸から偏心しかつ同一方向に
回転する２本の副軸１５を設け、該各副軸に小歯車１７
を設け、該小歯車と前記大歯車とを噛み合わせるととも
に、前記ギヤハウジングから下方に延出させた各副軸に
それぞれ多数の略三日月形パドル１９を位相させて嵌装
固定し、前記一方側の副軸の略三日月形パドルと他方側
の副軸の略三日月形パドルとの間に僅少隙間を設け、前
記略三日月形パドルの長径部の外周と前記円筒状容器と
の間に僅少隙間を設けたことである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、高粘度の材料の
混練に特に好適なダブルプラネタリーミキサーに関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】ダブルプラネタリーミキサーとして、例
えば実公平５−９０６６号公報を挙げることができる。
このものは、タンク上に位置する撹拌ヘッドに支持筒を
設け、該支持筒に駆動軸を挿通し、該駆動軸に回転板を
固定し、該回転板に上記駆動軸を取り囲んで各軸が平面
からみて正三角形の頂点に位置するように３本の縦動軸
を軸着し、該従動軸の先端に遊星歯車を設け、該遊星歯
車を上記支持筒に支持した太陽歯車に係合し、上記各従
動軸の下端に一側がタンクの内壁に近接し、他側がタン
クの中心に延びる径を有するブレードを設けたものであ
る。そして、被処理物をタンクに入れ、撹拌ベッドを降
下させると、ブレード２３はタンク内において、公転、
自転をし、該ブレードは、タンク内壁に近接して遊星運
動するから、材料にはブレードとタンク壁の間およびブ
レードとブレードの間で強力なズリ力が与えられ、充分
に分散、撹拌、混練などの処理をすることができる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来のものは、３本の従動軸にそれぞれブレードがタンク
内で単に独立して回転するものであるため、単純な混合
・撹拌作用をするだけで、充分な混練作用、すなわち高
剪断や粒の潰し効果は余り期待できない。特に、粉末と
少量の液の混合などでは粉末中の二次凝集物を破砕し、
かつ粉末中に均一に液の分散を行なうのに相当の時間を
要する。しかも、ブレードは外面形状が逆三角形となっ
ていることから、タンク内壁に付着した材料を掻き取る
ことができない。クリーニング（掻き取り）作用を持た
せようとすると、ブレードの外面形状を正四角形とする
か、別途掻き取り部材を設けなければならない。前者の
場合、タンク内壁にブレードがベタ当りするため、掻き
取り抵抗が大きくなり公転、自転のための動力が増大す
るばかりか、ブレード自体の強度も丈夫ものとしなけれ
ばならなず、また後者の場合、それだけ構造が複雑にな
る。また、ブレードの枠片を９０゜捩った形状にするこ
とにより、材料を下方へ押し下げて、流動させることが
できると記載されているが、このように捩った形状のも
のの製作は容易ではない。さらに、ブレード自体のセル
フクリーニング性は全く得られない、という問題があ
る。

【０００４】この発明は、前記問題を改良するためにな
したものであり、強力な混練作用とともに、掻き取りの
ための動力がアップすることなくかつ別部材によること
なくクリーニング作用を発揮することができ、さらに製
作も容易であり、ブレードのセルフクリーニング性も有
するダブルプラネタリーミキサーを提供することを目的
とするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、この発明のダブルプラネタリーミキサーは、上方が
開口された円筒状容器の直上に独立して配設した昇降台
に、該円筒状容器と同心状にギヤスリーブを設け、該ギ
ヤスリーブの下部に大歯車を設け、前記ギヤスリーブに
その上下を貫通して主軸を設け、該主軸の下部にギヤハ
ウジングを設け、該ギヤハウジングに前記主軸から偏心
しかつ同一方向に回転する２本の副軸を設け、該各副軸
に小歯車を設け、該小歯車と前記大歯車とを噛み合わせ
るとともに、前記ギヤハウジングから下方に延出させた
各副軸にそれぞれ多数の略三日月形パドルを位相させて
嵌装固定し、前記一方側の副軸の略三日月形パドルと他
方側の副軸の略三日月形パドルとの間に僅少隙間を設
け、前記略三日月形パドルの長径部の外周と前記円筒状
容器との間に僅少隙間を設けたことである。

【０００６】

【発明の実施の形態】この発明の実施の形態は、上方が
開口された円筒状容器の直上に独立して配設した昇降台
に、該円筒状容器と同心状にギヤスリーブを設け、該ギ
ヤスリーブの下部に大歯車を設け、前記ギヤスリーブに
その上下を貫通して主軸を設け、該主軸の下部にギヤハ
ウジングを設け、該ギヤハウジングに前記主軸から偏心
して２本の副軸を設け、該各副軸に小歯車を設け、該小
歯車と前記大歯車とを噛み合わせて前記各副軸を同一方
向に回転させるとともに、前記ギヤハウジングから下方
に延出させた各副軸にそれぞれ多数の略三日月形パドル
を位相させて嵌装固定し、前記一方側の副軸の略三日月
形パドルと他方側の副軸の略三日月形パドルとの間に僅
少隙間を設け、前記略三日月形パドルの長径部の外周と
前記円筒状容器との間に僅少隙間を設けたものである。

【０００７】上記において、円筒状容器内の処理物は略
三日月形パドルの自転と公転により確実に混練される。
また、２本の副軸にそれぞれ固定した略三日月形パドル
は、互いに僅かな隙間を保持しながら回転するため、処
理物は強力な剪断力と激しい流れの挙動を与えられて、
強力に混練される。特に、処理物すなわち粉体と少量の
液体とをスラリー精製する場合において、二次凝集物を
破砕するとともに、強力な混練により、液体を粒子間に
確実に分散・浸透させることができる。また、略三日月
形パドルの外表面に付着した処理物はパドルどうしでセ
ルフクリーニングされ、また、前記円筒状容器の内壁に
付着した処理物は、略三日月形パドルの長径部の外周で
掻き取られクリーニングされる。また、略三日月形パド
ルは常に係合しながら自転するので、円筒状容器内内の
処理物は、前記両略三日月形パドルによってほぼ二分さ
れ、特に狭い部分にある処理物が両略三日月形パドル間
を通って広い部分にショートパスすることが極めて少な
いので混練度が一層高められる。また、略三日月形パド
ルを各副軸にそれぞれ位相させて嵌装固定したものであ
るから、円筒状容器内の上下方向における処理物の混練
が一層高められる。

【０００８】また、略三日月形パドルの長径部の長さを
円筒状容器の半径よりも若干大きくしたことにより、特
に不足しがちな円筒状容器内中心部の処理物をも充分に
混練され、均一な混練が得られる。また、前記各副軸に
嵌装固定した略三日月形パドルのうち、上方側の１〜２
枚を下送り用の略三日月形ヘリカルパドルまたはスクリ
ューパドルとするとともに、下方側の１〜２枚を上送り
用の略三日月形ヘリカルパドルまたはスクリューパドル
としたことにより、円筒状容器内での処理物が流動性を
高めることができ、均一な混練が得られる。また、前記
各副軸に嵌装固定した最下段の略三日月形パドルに代え
てスクレーパを取付け固定するとともに、前記スクレー
パと前記円筒状容器の底部との間に僅少隙間を設けたこ
とにより、前記円筒状容器の底面に付着した処理物は、
スクレーパで掻き取られクリーニングされる。また、前
記昇降台の下部に、前記ギヤハウジングを囲んで円筒状
フードを取付け、該円筒状フードが前記昇降台の最下降
時に前記円筒状容器の前記開口を覆うことにより、ギヤ
ハウジングの回転に伴う危険や混練初期における処理物
（特に粉体のとき）の前記円筒状容器外への飛散が回避
される。また、前記円筒状フードに排気口を設けたこと
により、混練時に発生するガスや溶剤が排出される。

【０００９】

【実施例】以下、この発明の実施例を図面を参照して説
明する。図１〜５において、１はベッド３上に載置され
上部が開口２された円筒状容器、４は昇降装置、６は昇
降装置４のピストンロッド５に固定した平板状の昇降
台、７は昇降台６に固定したギヤスリーブ（固定ハウジ
ング）で、円筒状容器１の中心軸線上と同心状に配設さ
れ、その下部に大歯車８が形成されている。９はギヤス
リーブ７を貫通して鉛直方向かつ回転自在に嵌装された
主軸で、この該主軸の上下端はギヤスリーブ７から延び
出している。そして、主軸９は昇降台６上に設置された
電動機１０により、ヘベルギヤ１１，１２を介して回転
駆動される。１３は大歯車８および主軸９を囲むように
配設したギヤハウジングで、このギヤハウジングは主軸
９にキー１４を介して固定される。

【００１０】１５はギヤハウジング１３内で、軸受１６
により回動自在に支持されるとともに、主軸９と平行か
つ偏心（偏心量ｒ）して配設された２本の副軸で、この
副軸は所定の距離を隔てて一対となしかつ同一方向に回
転するようになっており、副軸の上端部に小歯車１７が
キー１８を介して固定され、小歯車１７は大歯車８と噛
み合っている。副軸１５の下部はギヤハウジング１３を
貫通して円筒状容器１の底部まで延びている。各副軸１
５の下半部には、それぞれ副軸１５の軸心方向に多数の
パドル１９（図示例では８組）がキー２０を介して嵌装
固定されている。パドル１９の断面形状は、長径部と短
径部とからなる略三日月形（凸レンズ）のものであり、
そして一対のパドル１９は、一方のパドル１９の長径部
の外周面と他方のパドル１９の短径部の外周面とが微小
隙間δ1 で対向して配設され、何れの回転位置にあって
も両外周面は常に一定の微小隙間δ1 を保つようになっ
ている。また、パドル１９の長径部の外周面と円筒状容
器１の内壁との間は微小隙間δ2 を保つようになってい
る。パドル１９の長径部の長さと円筒状容器１の半径と
の関係は、処理物の性状や粘度などにより種々決定され
る。例えば図示例のようにパドル１９の長径部の長さを
円筒状容器１の半径より若干大きくすることによって、
円筒状容器１の中央部にある処理物の混練効果を高める
ことができるので有利であるが、必ずしもこれに限定さ
れるものではない。したがって、パドル１９の長径部の
長さは円筒状容器１の半径と同一寸法にするかあるいは
若干大きくても小さくてもよい。また、前記実施例で
は、パドル１９の断面形状は略三日月形（凸レンズ）の
ものであるが、同じ機能を持つ擬三角形のものでもよ
い。

【００１１】さらに、副軸１５の下端にスクレーパ２１
が配設され、このスクレーパは基部２１ａと該基部から
突出したスクレーパ部２１ｂとからなる。すなわち、基
部２１ａの円孔内にブッシュ２２が止めねじ２３を介し
て一体化され、さらにブッシュ２２内にエンドプレート
２３が可回動に嵌装され、エンドプレート２３を両副軸
１５を跨いでボルト２４により固定される。２１ｃはス
クレーパ２１の回転方向側面に形成したエッジである。
そして、エンドプレート２０の下面と円筒状容器１の底
部との間に微小隙間δ3 を保つようになっている。

【００１２】２６はギヤハウジング１３を囲んで配設し
た円筒状容器１の円筒径と略同一径の円筒状フード、こ
の円筒状フードは昇降台６に取付けられ、昇降台ととも
に昇降するようになっている。そして、円筒状フード２
６は昇降台６が最下降したとき、その下端が円筒状容器
１に当設して開口２を覆い、円筒状容器１を密閉する。
これによって、ギヤハウジング１３の回転に伴う危険防
止とともに、混練初期における処理物（特に粉体のと
き）の円筒状容器１内からの飛散防止機能を果す。 さ
らに、円筒状フード２６に排気口２７を設けて、この排
気口から混練時に発生するガスや溶剤を排出させて混練
効果を上げることができる。排気口２７に図示しない真
空ポンプを接続し、該真空ポンプをにより脱気して処理
物の酸化を防止したり、この排気口から窒素などを供給
して処理物の酸化を防止することもできる。２８，２９
はシール用Ｏリングである。

【００１３】上記の実施例において、処理物を開口２か
ら円筒状容器１内に投入し、昇降装置４を作動して昇降
台６を下降させると、円筒状フード２６が円筒状容器１
に当設し、円筒状容器１が密閉される。次いで電動機１
０を起動すると、ヘベルギヤ１１，１２を介して主軸９
が回転し、同時にギヤハウジング１３も回転（公転）す
る。ギヤハウジング１３の公転により、小歯車１７は大
歯車８と噛合しているので、大歯車８の周りを公転しな
がら自転し、同時にこれと一体の副軸１５が回転し、略
三日月形パドル１９が同一方向に回転（自転）する。す
なわち、一対の略三日月形パドル１９は円筒状容器１の
中心軸から距離ｒを隔てた円周上を公転しながら自転す
る。前記略三日月形パドル１９の回転により、円筒状容
器１内の処理物は確実に撹拌混練される。

【００１４】２本の副軸１５にそれぞれ固定された略三
日月形パドル１９は、互いに僅かな隙間δ1 を保持しな
がら回転するため、その相互作用により、処理物に強力
な剪断力（潰し作用）と激しい流れの挙動を与えられ、
特に高粘度物の分散作用を与えることができる。また、
処理物は、一対のパドル１９間で、強力な剪断作用とロ
ール作用により充分に撹拌混練される。特に処理物すな
わち粉体と少量の液体（高粘度物）とをスラリー精製す
る場合において、二次凝集物を破砕するとともに強力な
混練により、液体を粒子間に分散・浸透させることがで
き、これによって光沢のある湿潤スラリーが得られる。
また、パドル１９によって、円筒状容器１内の処理物
は、広い部分と狭い部分にほぼ二分（区画）され、両パ
ドル１９の回転とともに広い部分から狭い部分へ、また
狭い部分から広い部分へと流動するが、特に狭い部分に
ある処理物が両パドル１９を通って広い部分にショート
パスすることがないので、一層混練度が高められる。ま
た、パドル１９は、その長径部の長さが円筒状容器１の
半径よりも若干大きいから、パドル１９の先端部が円筒
状容器１の中心部まで回りこみ、特に不足しがちな円筒
状容器１の中心部の処理物をも確実に流動させることが
でき、これにより均一な混練をすることができる。

【００１５】また、一対のパドル１９の外周面は常に一
定の微小隙間δ1 を保つようになっているから、パドル
１９の外周面に付着した処理物はパドル１９どうしで、
セルフクリーニングされ、さらにパドル１９の長径部の
外周面が円筒状容器１の内壁に最も接近したときも微小
隙間δ2 を保つことから、パドル１９の回転により円筒
状容器１の内壁に付着した処理物もクリーニングされ
る。さらに円筒状容器１の底部の処理物も、副軸１５の
公転とともに公転するスクレーパ２１のエッジ２１ｃに
よりクリーニングされる。これにより、処理物の付着に
よる混練度の低下が大幅に低減される。また、パドル１
９を各副軸１５にそれぞれ位相させて嵌装固定したもの
であるから、バドル１９の長径部の外周面が同時に円筒
状容器１の内壁に接近することがなく、これによって掻
き取り抵抗が増大することがない。

【００１６】上記によって混練が終ると、電動機１０を
停止し、次いで昇降装置４を作動し、ピストンロッド５
を介して昇降台６を上昇させると、円筒状フード２６と
ともに主軸９を含むパドル１９が上昇して、パドル１９
が円筒状容器１から離れるため、円筒状容器１をベッド
３上から他の箇所などに搬送したのち、円筒状容器１内
の混練物を取り出すのである。混練物の取り出しが終る
と、処理材料を円筒状容器１に投入し、前記のようにし
て再び混練するのである。

【００１７】なお、前記実施例で図示したパドル１９
は、主として混練機能を有する略三日月形のフラットパ
ドルであるが、混練機能と送り機能を有する略三日月形
のヘリカルパドルや主として送り機能を有するスクリュ
ーパドルおよび混練機能と逆送り機能を有する略三日月
形の逆ヘリカルパドルや主として逆送り機能を有する逆
スクリューパドルを用いることができ、これらを各副軸
１５の上下方向に適宜組合わせることによって、種々の
パドルパターンを採用することができる。これにより円
筒状容器１内での処理物の流れを処理物の特性合わせた
ものとすることができる。例えば、処理物を円筒状容器
１内の内壁側の上方から下方に流れさらに中心側に向い
下方から上方に流れる環状流れ及びその逆の環状流れ、
さらには前記環状流れを円筒状容器１の上下方向で二分
させた環状流れにすることもできる。

【００１８】また、円筒状容器１内に付着する処理物
は、常に更新されるので、ジャケット付き容器で処理物
を加熱・冷却する場合において、熱授受の効率を高める
ことができ、したがって、その制御が容易となる。混練
時に処理物が局部的に発熱することがあるが、この発熱
した処理物は、一対のパドル１９が公転することによっ
て、円筒状容器１内で分散され、部分的な温度上昇が抑
制される。

【００１９】

【発明の効果】この発明は、以上のように構成したか
ら、次に述べるような効果を奏する。有底円筒上容器内
の処理物を略三日月形パドルの自転と公転により確実に
混練することができるとともに、２本の副軸にそれぞれ
固定された略三日月形パドルは、互いに僅かな隙間を保
持しながら回転するため、従来の混合撹拌作用に加えて
混練作用により、混練時間の大幅な短縮化を計ることが
できる。また、パドルの外表面付着した処理物はパドル
どうしでセルフクリーニングされ、有底円筒上容器の内
壁に付着した処理物も略三日月形パドルの長径部の外周
でクリーニングされる。また、略三日月形パドルは常に
係合しながら自転するので、混練度を一層高めることが
できる。

【００２０】また、略三日月形パドルの長径部の長さを
円筒状容器の半径よりも若干大きくしたから、円筒状容
器内中心部の処理物をもよく混練し、均一な混練をする
ことができる。

【００２１】また、前記昇降台の下部に、前記ギヤハウ
ジングを囲んで円筒状フードを取付け、該円筒状フード
が前記昇降台の最下降時に前記円筒状容器の前記開口を
覆うようにしたから、ギヤハウジングの回転に伴う危険
を防止するとともに混練初期における処理物（特に粉体
のとき）の前記円筒状容器からの飛散を防止することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係るダブルプラネタリーミキサーの
実施例を示す一部破断正面図。

【図２】この発明に係るダブルプラネタリーミキサーの
実施例の要部を示す断面図。

【図３】図２のＡ−Ａ線矢視図。

【図４】図２のＢ−Ｂ線矢視図。

【図５】図２のＣ−Ｃ線矢視図。

【符号の説明】

１ 円筒状容器 ２ 開口 ３ ベッド ４ 昇降装置 ５ ピストンロッド ６ 昇降台、 ７ ギヤスリーブ ８ 大歯車 ９ 主軸 １０ 電動機 １１，１２ ヘベルギヤ １３ ギヤハウジング １４ キー １５ 副軸 １６ 軸受 １７ 小歯車 １８ キー １９ パドル ２１ スクレーパ ２４ エンドプレート ２４ ボルト ２６ 円筒状フード ２７ 排気口

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上方が開口された円筒状容器の直上に独
   立して配設した昇降台に、該円筒状容器と同心状にギヤ
   スリーブを設け、該ギヤスリーブの下部に大歯車を設
   け、前記ギヤスリーブにその上下を貫通して主軸を設
   け、該主軸の下部にギヤハウジングを設け、該ギヤハウ
   ジングに前記主軸から偏心しかつ同一方向に回転する２
   本の副軸を設け、該各副軸に小歯車を設け、該小歯車と
   前記大歯車とを噛み合わせるとともに、前記ギヤハウジ
   ングから下方に延出させた各副軸にそれぞれ多数の略三
   日月形パドルを位相させて嵌装固定し、前記一方側の副
   軸の略三日月形パドルと他方側の副軸の略三日月形パド
   ルとの間に僅少隙間を設け、前記略三日月形パドルの長
   径部の外周と前記円筒状容器との間に僅少隙間を設けた
   ことを特徴とするダブルプラネタリーミキサー。
2. 【請求項２】 前記略三日月形パドルの長径部の長さを
   前記円筒状容器の半径より若干大きくしたことを特徴と
   する請求項１記載のダブルプラネタリーミキサー。
3. 【請求項３】 前記各副軸に嵌装固定した略三日月形パ
   ドルのうち、上方側の１〜２枚を下送り用の略三日月形
   ヘリカルパドルまたはスクリューパドルとするととも
   に、下方側の１〜２枚を上送り用の略三日月形ヘリカル
   パドルまたはスクリューパドルとしたことを特徴とする
   請求項１ないし２のいずれかに記載のダブルプラネタリ
   ーミキサー。
4. 【請求項４】 前記各副軸に嵌装固定した最下段の略三
   日月形パドルに代えてスクレーパを取付け固定するとと
   もに、前記スクレーパと前記円筒状容器の底部との間に
   僅少隙間を設けたことを特徴とする請求項１ないし３の
   いずれかに記載のダブルプラネタリーミキサー。
5. 【請求項５】 前記昇降台の下部に、前記ギヤハウジン
   グを囲んで円筒状フードを取付け、該円筒状フードが前
   記昇降台の最下降時に前記円筒状容器の前記開口を覆う
   ようにしたことを特徴とする請求項１ないし４のいずれ
   かに記載のダブルプラネタリーミキサー。
6. 【請求項６】 前記円筒状フードに排気口を設けたこと
   を特徴とする請求項５記載のダブルプラネタリーミキサ
   ー。