JP4458536B2

JP4458536B2 - 粉体混合ポンプ

Info

Publication number: JP4458536B2
Application number: JP2005100875A
Authority: JP
Inventors: 伯明出口; 俊二別惣; 岳美佐藤
Original assignee: Izumi Food Machinery Co Ltd
Current assignee: Izumi Food Machinery Co Ltd
Priority date: 2005-03-31
Filing date: 2005-03-31
Publication date: 2010-04-28
Anticipated expiration: 2025-03-31
Also published as: JP2006281017A

Description

本発明は、粉体混合ポンプに関し、特に、液体と粉体を混合（本明細書において、懸濁や溶解を含む）する場合に、粉体の吸い込みと液体の送り及び両者の混合を１つのポンプ内で行うことができる粉体混合ポンプに関するものである。

液体に粉体を懸濁・溶解させる装置として、例えば、下記の特許文献１に記載のような装置がある。
この装置は、液を送るポンプと、粉体を吸い込むためのエゼクターと、エゼクターに液を送る手段が必要である。この場合には、エゼクターヘの送液のための装置（通常ポンプ）も必要であることから、液送りポンプが２基、粉体吸い込み部、及びエゼクター部と、装置全体が大掛かりになり、広い場所や多くの動力を必要とするという問題があった。
また、配管やバルブ等が必要であり、食品を扱う上ではその洗浄に時間や手間がかかるという問題があった。
特許第３３５６９５７号公報

本発明は、上記従来の粉体混合ポンプが有する問題点に鑑み、液体と粉体を混合する場合に、粉体の吸い込みと液体の送り及び両者の混合を１つのポンプ内で行うことができる粉体混合ポンプを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の粉体混合ポンプは、円筒状ケーシングの内部に、攪拌翼を備えたロータを同心状に配設し、該攪拌翼の回転により、ロータの前方に設けた流入口から攪拌翼の外側に液体を導入するようにしたポンプにおいて、円板状のロータの外周部に複数の攪拌翼を突設し、該攪拌翼の外側と内側とにスリットを有する筒状のステータを配設するとともに、該内側ステータの内側を液体の流路とチャンバとに区画する仕切板を形成し、該チャンバに連通する粉体流入口をケーシングに設けたことを特徴とする。

この場合において、前記仕切板をロータ側に配設し、該仕切板とケーシングとの摺動部をラビリンス構造とすることができる。

また、前記内側ステータのスリットを、液体流路側とチャンバ側とで異なるようにすることができる。

本発明の粉体混合ポンプによれば、円筒状ケーシングの内部に、攪拌翼を備えたロータを同心状に配設し、該攪拌翼の回転により、ロータの前方に設けた流入口から攪拌翼の外側に液体を導入するようにしたポンプにおいて、円板状のロータの外周部に複数の攪拌翼を突設し、該攪拌翼の外側と内側とにスリットを有する筒状のステータを配設するとともに、該内側ステータの内側を液体の流路とチャンバとに区画する仕切板を形成し、該チャンバに連通する粉体流入口をケーシングに設けることから、流入口から攪拌翼の外側に液体を導入するときにチャンバを負圧にして粉体を吸い込むとともに、この吸い込んだ粉体をチャンバから内側ステータと外側ステータの間に導入し、攪拌翼で液体と混合するとともに、さらに外側ステータのスリットでこの混合液を剪断しながら外部に送り出すことができる。
これにより、粉体の吸い込みと液体の送り及び両者の混合を１つのポンプ内で行い、省スペースと省エネルギーを実現するとともに、食品を扱う上でもその洗浄に時間や手間をかけることなく簡単に取り扱うことができる。

この場合、前記仕切板をロータ側に配設し、該仕切板とケーシングとの摺動部をラビリンス構造とすることにより、チャンバの真空状態を保持するとともに、微量の液体がチャンバの内壁を伝って流れることになり、粉体のチャンバ内壁への付着を防止することができる。

また、前記内側ステータのスリットを、液体流路側とチャンバ側とで異なるようにすることにより、液体と粉体の量的な調整をすることができる。

以下、本発明の粉体混合ポンプの実施の形態を、図面に基づいて説明する。

図１〜図３に、本発明の粉体混合ポンプの一実施例を示す。
この粉体混合ポンプは、円筒状ケーシング１の内部に、攪拌翼２を備えたロータ３を同心状に配設し、該攪拌翼２の回転により、ロータ３の前方に設けた流入口４から攪拌翼２の外側に液体を導入するもので、ケーシング１の後方には、ロータ３を回転させるモータＭが配設されている。
そして、この粉体混合ポンプは、かかる構成のポンプにおいて、円板状のロータ３の外周部に複数の攪拌翼２を突設し、該攪拌翼２の外側と内側とにスリットＳを有する筒状の内側ステータ５と外側ステータ６を配設するとともに、該内側ステータ５の内側を液体の流路７とチャンバ８とに区画する仕切板９を形成し、該チャンバ８に連通する粉体流入口１０をケーシング１に設けている。

ケーシング１は、円筒状のケーシング本体１１と、該ケーシング本体１１の前側に配設された前面ケーシング１２と、ケーシング本体１１の後側に配設された後面ケーシング１３とを備え、ケーシング本体１１には、混合液の流出口１４が設けられている。
前面ケーシング１２は、図４に示すように、ロータ３の軸心前方に設けられた液体流入口４と、前記チャンバ８に連通する粉体流入口１０とを備え、内側ステータ５がその内側に固定されている。
後面ケーシング１３は、図５に示すように、ロータ３とモータの間に介在し、ロータ３の回転軸をシールするメカニカルシール１５を備え、外側ステータ６がその内側に固定されている。

ロータ３は、図６に示すように、円板状のものからなり、その外周部には複数の攪拌翼２が前方に突設されている。攪拌翼２は、正面視が三角の形状であり、液体の送りと吸い込みの両方の機能を有している。
攪拌翼２の内側には内側ステータ５が配設されているが、内側ステータ５の内側には、図７にも示すように、前記チャンバ８を区画形成する漏斗状の仕切板９が複数のボス９１を介してロータ３に固定されている。
この仕切板９とケーシング１との摺動部９２は、階段状に形成されたラビリンス構造になっており、チャンバ８の真空状態を保持するとともに、微量の液体がチャンバ８の内壁を伝って流れるようになっている。

内側ステータ５は、図８に示すように、液体流路７側とチャンバ８側とでそのスリットＳが異なっており、本実施例では、チャンバ８側がジグザグに配列された丸孔、液体流路７側が並列に並んだ長孔となっている。
また、外側ステータ６には、図９に示すように、並列に並んだ長孔がスリットＳとして形成されている。

次に、本実施例の粉体混合ポンプの作用を説明する。
モータによりロータ３を回転させると、ロータ３の攪拌翼２が流入口４から液体を吸い込み、流出口１４から吐出する。
このとき、液体の流路７と隣接するチャンバ８に、内側ステータ５のスリットＳを介して負圧が作用し、チャンバ８に粉体が吸い込まれる。
吸い込まれた液体と粉体は、内側ステータ５を通ることにより量的な調整がなされ、粉体の混合が連続的かつ安定的に行われるとともに、内側ステータ５と外側ステータ６の間で攪拌翼２によって混合・溶解・懸濁され、さらに、外側ステータ６がこの混合液に対して剪断作用を及ぼし、混合・溶解をより確実に行うようになっている。

このように、本実施例の粉体混合ポンプを用いることにより、ポンプ単体で、液の送りと粉体の吸い込み・溶解が行われるようになった。
例えば、水に脱脂粉乳をこの装置で溶解しようとした場合、図１０（ａ）に示すように、常温流量が２５ｍ^３／Ｈｒでの循環運転では濃度３６％まで溶解することができた。

また、図１０（ｂ）に示すように、本実施例の粉体混合ポンプに対し、吸込性能の試験を行った。その試験条件と結果を下記に記載する。
１）試験条件
吸込方式：ホッパー吸込式
溶解試料：カーフトップ（子牛飼育用飼料）５ｋｇ
処理流量：２７．５ｍ^３／Ｈｒ（水運転時）
初期水量：６５Ｌ
初期温度：常温（約１６℃）
２）試験方法
１．８５Ｌタンクに水６５Ｌを、ホッパーに粉体５ｋｇを投入する。
２．バルブｖ１、ｖ３、ｖ５が開、バルブｖ２、ｖ４が閉になっていることを確認し、６０Ｈｚにて起動する。
３．流量をバルブｖ５にて一定（２７．５ｍ^３／Ｈｒ）になるように調整する。
４．粉体吸込側の圧力が負圧になっていることを確認し、バルブｖ４を開ける。
５．ホッパー内の粉体を吸いきったことを確認し、バルブｖ４を閉じる。
６．ライン内でしばらく循環させた後、ポンプを停止した。
３）試験結果
溶解濃度：約７．１％
吸込圧力：−０．０４５ＭＰａ
吸込時間：約９秒（≒３３．３ｋｇ／ｍｉｎ）
溶解状況：ダマ無し、泡立ち微量

かくして、本実施例の粉体混合ポンプは、円筒状ケーシング１の内部に、攪拌翼２を備えたロータ３を同心状に配設し、該攪拌翼２の回転により、ロータ３の前方に設けた流入口４から攪拌翼２の外側に液体を導入するようにしたポンプにおいて、円板状のロータ３の外周部に複数の攪拌翼２を突設し、該攪拌翼２の外側と内側とにスリットＳを有する筒状のステータを配設するとともに、該内側ステータ５の内側を液体の流路７とチャンバ８とに区画する仕切板９を形成し、該チャンバ８に連通する粉体流入口１０をケーシング１に設けることから、流入口４から攪拌翼２の外側に液体を導入するときにチャンバ８を負圧にして粉体を吸い込むとともに、この吸い込んだ粉体をチャンバ８から内側ステータ５と外側ステータ６の間に導入し、攪拌翼２で液体と混合するとともに、さらに外側ステータ６のスリットＳでこの混合液を剪断しながら外部に送り出すことができる。
これにより、粉体の吸い込みと液体の送り及び両者の混合を１つのポンプ内で行い、省スペースと省エネルギーを実現するとともに、食品を扱う上でもその洗浄に時間や手間をかけることなく簡単に取り扱うことができる。

この場合、前記仕切板９をロータ３側に配設し、該仕切板９とケーシング１との摺動部をラビリンス構造とすることにより、チャンバ８の真空状態を保持するとともに、微量の液体がチャンバ８の内壁を伝って流れることになり、粉体のチャンバ内壁への付着を防止することができる。
また、前記内側ステータ５のスリットＳを、液体流路７側とチャンバ８側とで異なるようにすることにより、液体と粉体の量的な調整をすることができる。

以上、本発明の粉体混合ポンプについて、その実施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施例に記載した構成に限定されるものではなく、実施例に記載した構成を適宜組み合わせる等、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができる。

本発明の粉体混合ポンプは、粉体の吸い込みと液体の送り及び両者の混合を１つのポンプ内で行い、省スペースと省エネルギーを実現するとともに、食品を扱う上でもその洗浄に時間や手間をかけることなく簡単に取り扱うことができるという特性を有していることから、例えば、食品製造や化学工業、医薬工業等の分野において、粉体の溶解や懸濁の用途に好適に用いることができる。

本発明の粉体混合ポンプの一実施例を示す断面図である。同実施例の粉体混合ポンプを示す一部断面図である。同粉体混合ポンプを前方から見た一部断面図である。前面ケーシングを示し、（ａ）はその断面図、（ｂ）はその背面図である。後面ケーシングを示し、（ａ）はその断面図、（ｂ）はその背面図である。ロータを示し、（ａ）はその正面図、（ｂ）はその断面図である。仕切板を示し、（ａ）はその断面図、（ｂ）はその背面図である。内側ステータを示し、（ａ）はその断面図、（ｂ）はその周面の拡大図である。外側ステータを示し、（ａ）はその側面図、（ｂ）はその断面図である。（ａ）は同粉体混合ポンプの溶解性能の一例を示すグラフ、（ｂ）は同粉体混合ポンプの試験設備の一例を示す説明図である。

符号の説明

１ケーシング
１１ケーシング本体
１２前面ケーシング
１３後面ケーシング
１４流出口
１５メカニカルシール
２攪拌翼
３ロータ
４流入口
５内側ステータ
６外側ステータ
７液体の流路
８チャンバ
９仕切板
９１ボス
９２摺動部
１０粉体流入口
Ｓスリット

Claims

円筒状ケーシングの内部に、攪拌翼を備えたロータを同心状に配設し、該攪拌翼の回転により、ロータの前方に設けた流入口から攪拌翼の外側に液体を導入するようにしたポンプにおいて、円板状のロータの外周部に複数の攪拌翼を突設し、該攪拌翼の外側と内側とにスリットを有する筒状のステータを配設するとともに、該内側ステータの内側を液体の流路とチャンバとに区画する仕切板を形成し、該チャンバに連通する粉体流入口をケーシングに設けたことを特徴とする粉体混合ポンプ。
前記仕切板をロータ側に配設し、該仕切板とケーシングとの摺動部をラビリンス構造としたことを特徴とする請求項１記載の粉体混合ポンプ。
前記内側ステータのスリットを、液体流路側とチャンバ側とで異なるようにしたことを特徴とする請求項１又は２記載の粉体混合ポンプ。