円環状振動流路装置
【課題】粉粒体及び粉粒体以外の各種原料を対象として、円環状振動流路上に層の厚さが略均一になるように流動させることができ、流動させる過程で下層部と上層部の入れ変わりによる混合が図れる円環状振動流路装置を提供すること。
【解決手段】原料を振動進行により流動巡回させるための水平面に一致する路面部１１ａを有する円環状振動流路を形成する円環状振動流路本体１０と、この円環状振動流路本体１０を弾持する支持機構３０と、円環状振動流路内の被処理物が外周側に寄って振動進行していくように進行波の振動を与える振動付与手段２０と、を備え、路面部１１ａに複数の隆起部４０を設け、かつ各隆起部４０の隆起面４１を、進行方向上流側端４２では路面部１１ａから段差なく盛り上がり、下流側端辺４４に路面部１１ａに対し段差を有し段差が外周側から内周側に傾斜している形状とした。
【解決手段】原料を振動進行により流動巡回させるための水平面に一致する路面部１１ａを有する円環状振動流路を形成する円環状振動流路本体１０と、この円環状振動流路本体１０を弾持する支持機構３０と、円環状振動流路内の被処理物が外周側に寄って振動進行していくように進行波の振動を与える振動付与手段２０と、を備え、路面部１１ａに複数の隆起部４０を設け、かつ各隆起部４０の隆起面４１を、進行方向上流側端４２では路面部１１ａから段差なく盛り上がり、下流側端辺４４に路面部１１ａに対し段差を有し段差が外周側から内周側に傾斜している形状とした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、粉粒体、塊状物、昆布などの切断チップ等の各種のバラものを進行波の振動を与えられる円環状振動流路上に供給し、平坦な層にして流動させる円環状振動流路装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
粉粒体は、流動性があるため、進行波の振動が加わると転がり広がって流動する。粉粒体を円環状振動流路上に供給し、粉粒体の上層部と下層部とを入れ替えつつ、平坦な層にして流動させれば、粉粒体同士の混合が図れると共に、粉粒体の表面の位置を絶えず変化させることができる。このような動きのもとで、分級、乾燥、冷却、焙煎、殺菌、解砕、造粒、吸着等の処理を行なうと、その処理を均一かつ効率的に施すことができる。
【０００３】
そこで、食品、医薬品、化粧品、工業用品等の各分野において、円環状振動流路を備え、この円環状振動流路に粉粒体を供給し振動流動させて前記の処理が行なわれており、この粉粒体を振動流動させる技術は、粉粒体に対して前記の処理を満遍なく行うための基本技術として位置づけられている。
【０００４】
この粉粒体を振動流動させる技術は、今日では、対象を粉粒体とすることに止まらず、塊状物、昆布などの切断チップ、食用粉末を付着させた油脂加工食品、或いは、固液混合液等の各種バラものに対して分級、乾燥、冷却、焙煎、殺菌、解砕、造粒、吸着等の処理装置の基本技術として採用されている。
【０００５】
しかしながら、円環状振動流路上に供給された粉粒体原料は、平坦な層となって流れるものではなく、渦を巻きながら外周側と内周側のどちらかに寄って流れる傾向がある。例えば、円環状振動流路の場合、アンバランスウエイトの設定次第で、その振動数が高いほど、供給された原料は外周側に厚みを持って集まり、逆に振動数が低いほど、内周側に厚みを持って集まってしまう。振動数や振動方向を切り替える等の装置側での制御も容易ではない。
【０００６】
そこで、従来において、円環状振動流路上の粉粒体原料を層の厚さが略均一になるように流動させるための発明が提案されている。特許文献１に開示されている円形振動篩は、篩の網面から任意の隙間寸法だけ離れた(浮いた)状態となるように篩枠に取付けられ振動を伝達されて共振する湾曲形状の滞留抑制整流羽を備えている。この円形振動篩は、当該滞留抑制整流羽の下端で高く嵩張った粉粒体を摺り切りして層厚を一定にして通過させる作用があると共に、粉粒体の滞留抑制整流羽の下端よりも高く嵩張る部分については羽湾曲面の案内作用により中心側及び篩網枠側とに分かれさせて篩の中心側及び篩枠側に開口部を通過し、このようにして、篩網上に供給される粉粒体原料を滞留させることなく全体に拡散平坦化させる機能を有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−２６３６９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１に示す円形振動篩に採用されている円環状振動流路装置は、隙間寸法以上の大きな塊状物に対しては、適用できないという問題がある。
【０００９】
粉粒体以外の各種のバラもの、例えば長さを２〜５ｃｍ位にカットしたカット昆布を対象として、乾燥、吸着あるいは冷却の処理を行う場合、該カット昆布は、流動過程で転がらないので、粉粒体の下層部と上層部の入れ変わりによる混合が起こらず、該カット昆布の表面の位置も大きく変化させることができない。
【００１０】
＜発明の目的＞
本発明は、上述した点に鑑み、案出されたもので、粉粒体及び粉粒体以外の各種のバラものを対象とし円環状振動流路上に層の厚さが略均一になるように流動させると共に、さらに流動過程で下層部と上層部の入れ替わりによる混合が図り得る好ましい基本技術としての円環状振動流路装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明の円環状振動流路装置は、被処理物を振動進行により流動巡回させるための水平面に一致する路面部を有する円環状振動流路を形成する円環状振動流路本体と、この円環状振動流路本体を弾持する支持機構と、円環状振動流路内の被処理物が外周側に寄って振動進行していくように進行波の振動を与える振動付与手段と、を備えて成る。この基本構成により、円環状振動流路本体上に粉粒体原料又は粉粒体以外のバラもの原料を供給し、振動付与手段が円環状振動流路本体に対して進行波の振動を与えると、粉粒体等を円環状振動流路の進行方向に振動流動させることができる。
【００１２】
本発明の円環状振動流路装置は、上記の基本構成に加え、路面部に円環状振動流路の進行方向に間隔を空けて複数の隆起部を設け、この各隆起部の隆起面を、円環状振動流路の進行方向の上流側端では路面部と段差なく、進行方向下流に向かって滑らかに傾斜上昇し、下流側端辺で円環状振動流路に対し段差を有して終わると共に、この段差が外周側で大きく内周側に向かって小さくしたことを特徴とする。
【００１３】
この構成により、一つの隆起部は、滑らかに隆起する傾斜面（三次元曲面も含む）である隆起面によって被処理物に流動を阻害することなく該被処理物に方向変換を与えてから、段差によって被処理物を落下させ、反転させる機能を有し、複数の隆起部は、それぞれにこの機能を発揮して被処理物を円環状振動流路に沿って蛇行流動させる機能を有する。このため、本発明の円環状振動流路装置は、粉粒体だけでなく、粉粒体以外の各種のバラものを対象として、円環状振動流路を蛇行流動させることができ、被処理物が路面部を流動するときに外周側に寄って嵩張っても隆起部上を流動するときには方向変換させて外周部の層の厚さを薄くなるようにして全幅の層の厚さを平均化させるようにし、さらに落下反転により被処理物の下層部と上層部が入れ替わりと落下反転による混合が図れる。
【００１４】
本発明の円環状振動流路装置は、流路に設ける複数の隆起部の全てが、その傾斜面を利用して外周側の被処理物を内周側に方向変換させるように案内し、隆起部の進行方向下流側端が段差となっていて、外周側で高く、内周壁側に近づくに従い低くなるように前記円環状振動流路本体に分散して設けられている。この構成にすると、円環状振動流路装置は、バラものを流した場合、路面部を流れるときには円環状振動流路の進行方向に、かつ、外周側に寄るように流動し、隆起部上を流れるときには内周壁の方向に方向変換して流れ、蛇行を繰り返しながら、層の厚さを平坦化して流動する。
又、円環状振動流路本体の路面部には、この円環状振動流路本体上に供給する被処理物を処理した後に回収する回収口及び回収口を開閉する底蓋を備えていることが好ましい。
【００１５】
本発明の円環状振動流路装置を分級処理装置の基本技術として採用するときは、路面部及び隆起部を、被処理物の内の、所定の大きさの粒子径以下の被処理物を選択通過させる機能を有する部材で構成する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、円環状振動流路の進行方向に、間隔を空けて被処理物の流動を阻害することなく方向変換と落下反転とを与える機能を有する複数の隆起部を設けたので、被処理物が路面部を外周に寄って流れ、外周側が嵩張っても隆起部により被処理物の流れを方向変換させて層の厚さを平坦化させることができ、さらに隆起部の段差において被処理物に対し下層部と上層部の入れ替わりと落下反転を行わせるから、被処理物の混合が図れると共に、被処理物の表面位置を絶えず変化させることができ、粉粒体、塊状物、切断チップ、食用粉末を付着させた油脂加工食品、或いは、固液混合液等の各種の原料を被処理物とする分級、乾燥、冷却、焙煎、殺菌、解砕、造粒、吸着等の均一な処理を行う処理装置における基本技術として好ましい円環状振動流路装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の円環状振動流路装置に係る第１の実施形態を示す縦断面図である。
【図２】図１に開示された円環状振動流動装置の円環状振動流路本体の平面図である。
【図３】図１に開示された円環状振動流路装置の要部斜視図である。
【図４】図２におけるIV−IV断面図である。
【図５】図４と同様に、他の構成を示す図２におけるIV−IV断面図である。
【図６】図２におけるVI−VI断面図である。
【図７】本発明の円環状振動流路装置を遠赤外線乾燥／焙煎装置に適用した一実施例を示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明に係る円環状振動流路装置の実施形態を、図面を参照して説明する。初めに円環状振動流路装置に係る実施形態を説明し、次に、円環状振動流路装置を遠赤外線乾燥／焙煎装置に適用する実施例を説明する。
【００１９】
＜第１の実施形態＞
図１、図２は、第１の実施形態に係る円環状振動流路装置を示す。この円環状振動流路装置１は、粉粒体又は粉粒体以外の、塊状物、昆布などの切断チップ、食用粉末を付着させた油脂加工食品、或いは、固液混合液等の各種バラものを被処理物として分級、乾燥、冷却、焙煎、殺菌、解砕、造粒、吸着等の均一な処理を行う処理装置の基本技術として採用されるものである。
【００２０】
この円環状振動流路装置１は、水平面に一致する路面部１１ａを有する円環状振動流路を形成する円環状振動流路本体１０と、この円環状振動流路本体１０に対して進行波の振動（いわゆる篩運動）を与える振動付与手段２０と、円環状振動流路本体１０が振動付与手段２０から進行波の振動を受けて振動するように該円環状振動流路本体１０を弾持する支持機構３０と、を備えて成り、振動付与手段２０により円環状振動流路本体１０に篩運動を与えることにより、円環状振動流路本体１０上に供給する被処理物を円環状振動流路の進行方向に振動流動させる機能を有する。円環状振動流路本体１０が円環状に設けられているので、被処理物を巡回させることができる。
【００２１】
円環状振動流路本体１０は、水平面に一致するように設置される円板１１上に外周壁１２と内周壁１３とを例えば溶接により立設して、円板１１の一対の側壁部１２，１３で囲まれる円環状部分を路面部１１ａとし、この路面部１１ａと一対の側壁部１２，１３で囲まれる上方が開いている円環状部分を円環状振動流路として備えている。
【００２２】
路面部１１ａには、円周方向に等配置に複数の（図２では４つ）傾斜した隆起面４１を有する隆起部４０が設けられていると共に、隆起部４０と隆起部４０との間の一箇所に回収口１４及び回収口１４を開閉する底蓋１５と複数の突起５０が設けられている。隆起部４０と回収口１４と底蓋１５と突起５０の詳細な説明は後述するものとする。
【００２３】
円環状振動流路本体１０を弾持する支持機構３０について説明する。支持機構３０は、例えば、固定台３１と、この固定台３１上に複数のコイルばね３２を介して載置され円環状振動流路本体１０を支持するブラケット３３と、からなる。
【００２４】
さらに、詳述すると、固定台３１は、例えば、円環形基盤部３１ａと、この円環形基盤部３１ａ上に立設された円筒部３１ｂと、この円筒部３１ｂの上端外側に張り出したフランジ部３１ｃと、からなる。コイルばね３２は、固定台３１のフランジ部３１ｃ上に円周配列状に配列されている。ブラケット３３は、前記円周配列状の複数のコイルばね３２上に載置され固定台３１のフランジ部３１ｃと上下に対峙し連結手段（ボルト、ナットなど）により連結される下部フランジ部３３ａと、振動付与手段２０のモータ２１を支持するモータ支持部３３ｂと、円環状振動流路本体１０の円板１１の外周部を下側から受承して連結され該円環状振動流路本体１０を支持する上部フランジ部３３ｃと、円環状振動流路本体１０の回収口１４より落下させる処理済の被処理物を回収する回収空間３３ｄを形成する円筒部３３ｅ及び上に凸曲面形状の底面部３３ｆと、円筒部３３ｅより外方に凸設された回収用取出口３３ｇと、を有してなる。
これにより、円環状振動流路本体１０は、ブラケット３３とコイルばね３２によって振動し易い状態に固定台３１上に弾持されている。固定台３１は、キャスターを備えていて基礎床（工場床など）を移動可能であることが好ましい。
【００２５】
振動付与手段２０は、ブラケット３３のモータ支持部３３ｂに固定されたモータ２１と、該モータの出力軸に取付けた振れ回り振動を生起させるアンバランスウエイト２２，２３及び縦揺れ振動を生起させるアンバランスウエイト２４とで構成されている。アンバランスウエイト２２，２３は、偏心円板である。振動付与手段２０は、起動スイッチ２５をオンすると、モータ２１が図２において時計回りに回転し、アンバランスウエイト２２，２３，２４が回転されて遠心力に作用による振れ回り振動（回転中心も小さい半径で回転する運動）と縦揺れ振動（上下方向に振れる振動）とが生起し、両振動が組み合わさって図２において時計回りの進行波の振動を生じ、この進行波の振動がコイルばね３２を介して固定台３１に弾持されたブラケット３３に伝わり更にこのブラケット３３によって支持された円環状振動流路本体１０に伝わることにより、該円環状振動流路本体１０に対して円環状振動流路の進行方向（円周方向）に進行波の振動（いわゆる篩運動）を与えるように設けられている。尚、被処理物に応じてアンバランスウエイト２２，２３の相対的な取付位置を変えることで、被処理物に適応する触れ回り運動の大きさとなるように調整できて、これによって後述するように、被処理物を蛇行させつつ、図２において時計回りに巡回させることができる。
【００２６】
円環状振動流路本体１０にバラものである被処理物を供給し篩運動を与えると、被処理物が図２においてＸの方向に振動進行しつつ、外周側に集まっていき外周側で層の高さが高くなって円環状振動流路本体１０を流動するので、処理を均一に、かつ効率的に行うためには、外周側に寄った被処理物の一定割合を内周側へ方向変換させて流動させ、被処理物の高さを平坦化させることが必要になる。さらに、被処理物の上層と下層との入れ替わり、並びに被処理物単体の表面位置の変化が行われて、該被処理物が十分に混合できることが望ましい。
そこで、この円環状振動流路装置１は、路面部１１ａに円環状振動流路の進行方向に間隔を空けて複数の隆起部４０を備えている。複数の隆起部４０は、後述するように、エンドレスな円環状振動流路本体１０に供給する被処理物に対し、蛇行を行わせつつエンドレスに流動させると共に、上層と下層との入れ替わりと被処理物単体の表面位置の変化とを与えて該被処理物を混合する機能を備えている。
【００２７】
図４に示すように、各隆起部４０の隆起面４１は、円環状振動流路の進行方向の上流側端辺４２でその上流側の路面部１１ａと段差がなく隆起が始まり、円環状振動流路の進行方向下流側に向かって滑らか、かつ緩やかな傾斜角度で上昇し、円環状振動流路の進行方向の下流側端が路面部１１ａとの間に被処理物を落下させる段差を有して終わっていると共に、円環状振動流路の進行方向と直交する方向（半径方向）については、外周壁１２に対し、進行方向上流側端から下流側端に向かって次第に高くなる上向きに凸の側辺４３で接し、かつ段差に望む下流側端辺４４が外周壁１２から内周壁１３に向かって次第に低くなるように下降傾斜している。隆起部４０は、エンドレスな円環状振動流路本体１０に被処理物を蛇行させて流動し巡回させる役目を果たす。隆起部４０は、内周壁１３に接していない。これは、隆起部４０が内周壁１３に低く接している場合を排除する趣旨ではない。又、隆起部４０は、路幅の例えば三分の一、好ましくは半分以上の長さを占めて設けられているのがよい。
【００２８】
尚、図５に示すように、隆起部４０は、隆起面４１を構成する板材４５と、設置座金４６と、板材４５と設置座金４６とを一体に連結しているボルト４７と、ボルト４７の下部のねじ部４７ａを路面部１１ａに設けた孔に通し、このねじ部４７ａに振動が加わっても緩まないように設けるナット４８とからなる構成でも良い。この場合には、被処理物の種類に応じて隆起部４０を交換することが可能であり、隆起部４０の大きさや傾斜角度等を適宜に変更できる。この構成では、板材４５の下側にデッドスペースができるが、進行波の振動によって被処理物は、デッドスペースから抜け出る方向に進行するのでこのデッドスペースに溜まることがない。傾斜面は、二次元平面に限定されるものではなく、三次元曲面形状である場合も含むものである。
【００２９】
上記構成により、隆起面４１は、外周壁１２に沿った円環状振動流路の進行方向上流側から下流側へ向かう傾斜角度が最大傾斜角度となる。この最大傾斜角度を被処理物が進行波の振動によって進行を滞らせずに上っていくことができる角度以下に設定する。これにより、隆起面４１は、被処理物が進行波の振動によって該隆起面４１のどの位置でも上って行くことを許容しかつ内周壁１３側へ方向変換して流動していく。
【００３０】
又、隆起面４１の外周壁１２から内周壁１３に向かって次第に低くなるように下降傾斜する角度は、被処理物が、隆起面４１から進行波の振動を受けると傾斜下方へ歩進するように突き上げる分力が作用する角度とするのが好ましい。この角度が大きすぎると、被処理物が隆起面４１上の進行波により方向変換しつつ流動するのではなくて、被処理物の大半が、隆起面４１を内周壁１３方向に向かって滑り落ちてしまうか、あるいは、隆起面４１の内周壁１３寄りに集められて嵩張った層を形成してしまうことになるから、この角度が大きすぎないように設定する。
上記のような観点から、隆起面４１の外周壁１２に沿った円環状振動流路の進行方向上流側から下流側へ向かう傾斜角度は５〜１５度の範囲とすることが好ましく、又、隆起面４１の外周壁１２に沿った円環状振動流路の進行方向上流側から下流側へ向かう傾斜角度は１〜１０度の範囲とすることが好ましく、さらに隆起面４１の外周壁１２から内周壁１３に向かう傾斜角度は３〜５度の範囲とすることが好ましい。
【００３１】
隆起面４１が形成する緩やかな傾斜面は、外周壁１２側で高く、内周壁１２側に向かって低くなり、隆起面４１の円環状振動流路の進行方向の下流側端が段差で終わっているから、被処理物を隆起面４１の低所側へ方向変換させて流れさせ段差に至ると落下させることになる。複数の隆起部４０は、粉粒体等に対して、方向変換と転落とを与え、さらに下層部と上層部の入れ替りを行い、かつ粒子の表面の位置を絶えず変化した状態に混同させる機能を有する。そして、円環状振動流路の進行方向の上流側端辺４２が平面状の路面部１１ａと面一に連なっているから、被処理物が、粉粒体だけでなく、塊状物、昆布などの切断チップ、食用粉末を付着させた油脂加工食品、或いは、固液混合液等の各種バラものであっても隆起面４１上に円滑に乗り上げさせることができる案内機能を有する。
尚、隆起部４０は、路面部１１ａを構成する部材とは別体として路面部１１ａに対して溶接、ねじによる締結、はめ込み構造等のいずれの構成として備えられていてよい。又、プレス成形もしくはプラスチック成形により、隆起部４０と路面部１１ａとが一体に設けられていてもよい。隆起部４０を交換部品として路面部１１ａに対して取り外し可能に設ける構成では、傾斜角度を変えた複数種の隆起部を予め用意し被処理物の形状、物性等に応じて適切な傾斜角度を有する隆起部を選択して交換することができる。
【００３２】
この円環状振動流路装置１で取り扱う被処理物の種類が、例えば重なった状態から解れた状態になり難い昆布などの切断チップなどであり、隆起部４０による方向変換機能、落下転落機能が十分に行われ難い場合には、隆起部４０と隆起部４０との間の路面部１１ａに重なった状態から解れさせる複数の略円錐状の突起５０を散在状に備えていることが好ましい。この突起５０は、例えば、高さ４０ｍｍ×下端直径３０ｍｍ×上端直径１０ｍｍの大きさの円錐台状にして頭部に丸みを付けた形状であり、底面よりボルトが垂下していてこのボルトを路面部１１ａに穿った孔に上から通して下側からナットを振動が加わっても緩まないように設けることにより路面部１１ａに設けられる（図１、図２参照）。
【００３３】
この円環状振動流路装置１は、処理済の原料を円環状振動流路本体１０から回収する原料回収手段を備えていることが好ましい。原料回収手段の好ましい構成は、図１、図２、図６に示すように、円環状振動流路本体１０の路面部１１ａに路幅一杯に回収口１４を設けて、この回収口１４を下側から底蓋１５で閉じて原料の処理を行い、処理後は、底蓋１５を開いた状態として、円環状振動流路本体１０に進行波の振動を与えて処理済原料を振動進行させて回収口１４より回収空間３３ｄを通して底面部３３ｆに落下させ、底面部３３ｆに伝わる進行波の振動により底面部３３ｆの周縁部に移行させて更に円周方向に移行させて回収用出口３３ｇを通して回収する構成とする。
尚、この円環状振動流路装置１が分級処理装置に採用される場合には、円環状振動流路本体１０の路面部１０ａ及び隆起部４０が、被処理物の内の、所定の大きさの粒子径以下の被処理物を選択通過させる機能を有する部材で構成される。又、回収口を外周壁に設けてもよい。
【００３４】
底蓋開閉手段１６は、円板１１の下側及びブラケット３３の円筒部３３ｅの外側にかけて設けられる。この底蓋開閉手段１６は、ハンドル操作式でも良いが、ここでは、エアシリンダ１６ａを動力源として底蓋１５を開閉する構成を採用している。詳述すると、底蓋開閉手段１６は、円板１１の下面の回収口１４の長辺に沿った位置に設けられる開閉軸１６ｂと、円板１１の下面より設けられ開閉軸１６ｂを軸支する一対の軸受１６ｃ，１６ｃと、底蓋１５を開閉軸１６ｂに固定する一対のブラケット１６ｄ，１６ｄと、開閉軸１６ｂの円筒部３３ｅを貫通した外端に固定したアーム１６ｅと、このアーム１６ｅの揺動端にピストンヘッドがリンクされたエアシリンダ１６ａと、ブラケット３３の円筒部３３ｅの外面に設けられこのシリンダ１６ａの基端部を回動可能に支持するブラケット１６ｆと、を備えてなる。
この構成によれば、シリンダ１６ａを伸長作動させると、ピストンヘッドにリンクされたアーム１６ｅが揺動し、さらにアーム１６ｅと一体連結された開閉軸１６ｂが回動して、回収口１４を閉じていた底蓋１５が下側に開く。シリンダ１６ａを縮小作動させると、底蓋１５が上方へ動き回収口１４を閉じる。
尚、回収口１４及び底蓋１５は、路面部１１ａに設ける構成に限定されず、外周壁１２に設けてもよい。この場合には、処理済の原料を寄せ集める回収ガイドを備えるものとする。さらに、円環状振動流路本体１０をブラケット３３から外せる構成としてもよい。
【００３５】
又、一定量の被処理物を円環状振動流路本体１０に均等に分配するために内周壁１３を塞いで円錐板１７を備えると共に、この円錐板１７の中心に一致する上方に被処理物を供給するための落下円筒１８を備えた構成とすることが好ましい。この構成の場合、落下円筒１８は、円環状振動流路装置１に含まないで、この円環状振動流路装置１を基本技術にして採用する処理装置に備えれば足りる。
【００３６】
上記のように構成された円環状振動流路装置１は、円環状振動流路本体１０の路面部１１ａに円環状振動流路の進行方向に間隔を空けて複数の隆起部４０を設け、かつ各隆起部４０の隆起面４１を、円環状振動流路の進行方向上流側では路面部１１ａから段差なく滑らかに盛り上がり円環状振動流路の進行方向の下流側端辺４４が路面部１１ａに対して段差で終わっていると共に、外周側から内周側に向かって下降傾斜する形状に設け、隆起部４０と隆起部４０との間の路面部１１ａに複数の略円錐状の突起５０を散在状に備えている構成である。このため、円環状振動流路本体１０上に粉粒体又は粉粒体以外のバラものである被処理物を供給し、振動付与手段２０が円環状振動流路本体１０に対して進行波の振動を与えると、被処理物は円環状振動流路の進行方向に振動流動させられ、隆起部４０では方向変換と、転落による下層部と上層部の入れ替りが与えられて、突起５０では、さらに補助的に反転され、円環状振動流路本体１０を蛇行しながら巡回される。
【００３７】
上記構成によれば、円環状振動流路の進行方向に、間隔を空けて被処理物の流動を阻害することなく方向変換と落下反転とを与える機能を有する複数の隆起部４０を設けたので、円環状振動流路に粉粒体、塊状物、切断チップ等の被処理物を供給し、円環状振動流路に進行波の振動を与えることにより、被処理物を蛇行流動させることができ、被処理物が路面部を外周に寄って流れ、外周側が嵩張っても隆起部４０により被処理物の流れを方向変換させて層の厚さを平坦化させることができ、さらに隆起部の段差において被処理物に対し下層部と上層部の入れ替わりと落下反転を行わせるから、被処理物の混合が図れると共に、被処理物の表面位置を絶えず変化させることができる円環状振動流路装置を実現できる。
【００３８】
従って、上記構成の円環状振動流動装置は、粉粒体、塊状物、切断チップ、食用粉末を付着させた油脂加工食品、或いは、固液混合液等の各種の原料を対象として均一かつ効率的な処理を行うことができ、これらを被処理物とする分級、乾燥、冷却、焙煎、殺菌、解砕、造粒、吸着等の均一な処理を行う処理装置における基本技術として好ましい円環状振動流路装置を提供することができる。
【実施例】
【００３９】
図７は、粉粒体又は粉粒体以外のバラものを乾燥もしくは焙煎する乾燥／焙煎装置を示す縦断面図である。この乾燥／焙煎装置１００は、図１〜図６に開示された実施形態に係る円環状振動流路装置１と実質同一の円環状振動流路装置１Ａを備え、この円環状振動流路装置１Ａに対応した上方エリアに、複数個の遠赤外線ヒーターから成る加熱手段６０と、加熱手段６０の中心を貫通し加熱手段６０に固定して設けられた排気筒兼原料供給筒７１及びその上方に備えた排気ファン７２を有する排気筒７３とからなる熱気排気手段７０と、加熱手段６０と円環状振動流路装置１の円環状路面部との高さ方向のギャップを調整するためのハンドリフター８０と、一定量の原料（被処理物）を排気筒兼原料供給筒７１を介して落下させて円環状振動流路装置１Ａの円環状振動流路に供給する原料定量供給手段９０と、を含んで構成されている。
【００４０】
ハンドリフター８０は、フォーク８１と、ハンドル８２と、ボックス８３に内蔵されていてハンドル８２からの入力回転をフォーク８１の上下動出力に運動変換する動力伝達機構（図示しない；符号なし）とを有し、フォーク８１で排気筒兼原料供給筒７１に設けたフランジ７４を受承しハンドル８２を回して加熱手段６０と円環状振動流路装置１の円環状路面部との高さ方向のギャップを調整するように構成されている。
【００４１】
原料定量供給手段９０は、サービスタンク９１と、サービスタンク９１の下側に備えられたコンベア９２及びコンベア駆動手段９３とを有してなる。コンベア９２は、搬送方向上流端をサービスタンク９１の下端開口に位置すると共に、搬送方向下流端を排気筒兼原料供給筒７１の上に位置し、コンベア駆動手段９３が一定時間駆動することにより、サービスタンク９１に貯留する一定量の原料をコンベア９２で搬送して排気筒兼原料供給筒７１を落下させ円環状振動流路装置１Ａの円環状振動流路に供給する。コンベア９２及びコンベア駆動手段９３は、電磁フィーダを採用することが好ましい。排気筒兼原料供給筒７１は、図１の落下円筒１８に相当する。尚、この円環状振動流路装置１Ａでは底蓋開閉手段の駆動源として往復回動アクチュエータ１６ｇを採用している。この往復回動アクチュエータ１６ｇは、エアー作動式であり９０度往復回動し得る。
【００４２】
動作例を説明する。まず、ハンドリフター８０を操作して加熱手段６０の円環状振動流路に対する高さを調整し、円環状振動流路装置１Ａの振動付与手段を駆動して円環状振動流路に沿った進行波の振動を与える。次いで、原料定量供給手段９０により一定量の被処理物を供給し、この被処理物を排気筒兼原料供給筒８１を介して円環状振動流路装置１Ａの円環状振動流路に一定量の原料（被処理物）を供給する。円環状振動流路に供給された原料は、円環状振動流路に備えられた隆起部によって方向変換を与えられて平坦な層になり、隆起部から転落して上層と下層とが入れ替わり、原料単体の表裏が入れ替わるなどして混合されながら巡回され、この巡回過程で加熱手段６０により均一に乾燥されていき、さらに時間経過することにより焙煎される。乾燥焙煎処理が終了すると、往復回動アクチュエータ１６ｇが作動して底蓋１５が開き円環状振動流路上の原料が回収口１４から回収されていく。処理済の原料が全て回収されると、アクチュエータ１６ｇが逆転作動して底蓋１５が閉じた状態になり、原料定量供給手段９０により次の原料供給が行われ、引き続いて次の乾燥焙煎処理が行われる。
【００４３】
＜実験例＞
図７に示す乾燥／焙煎装置を用いて長さを２〜５ｃｍ位にカットしたカット昆布を対象として乾燥を行った。
このカット昆布は、円環状振動流路に本発明に係る隆起部が設けられていない従来の円環状振動流路装置では振動流動過程で転がらず平坦化させることが難しく、粉粒体の下層部と上層部の入れ変わりによる混合が起こらず、該カット昆布の表面の位置も大きく変化させることができないものである。
しかしながら、このカット昆布は、図７に示す乾燥焙煎装置においては、隆起部の上を進行する過程で方向変換を伴い平坦化が行われ、また隆起部の段差端から転落し、粉粒体の下層部と上層部の入れ変わり、掻き混ぜ状態になり、乾燥が効率的に行われた。
【００４４】
本発明の円環状振動流路装置によれば、粉粒体及び粉粒体以外の各種のバラものを対象として、円環状振動流路上に層の厚さが略均一になるように流動させることができ、さらに粉粒体に限らず粉粒体以外の各種のバラものついても、流動させる過程で下層部と上層部の入れ変わりによる混合が図れると共に、被処理表面の位置を絶えず変化させることができる。従って、本発明の円環状振動流路装置は、粉粒体及び粉粒体以外の各種のバラものを対象とした分級、乾燥、冷却、焙煎、殺菌、解砕、造粒、吸着等の均一な処理を行うに際して好ましい基本技術を提供することができる。
【００４５】
〔その他の実施形態〕
本発明は、上記の実施形態に限定されるものでなく、特許請求の範囲の技術的範囲には、発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々、設計変更した形態が含まれる。本発明は、食品、医薬品、化粧品原料等の粉粒体原料或いは固液混合液を振動させながら解砕、分級、乾燥、焙煎、殺菌、冷却、造粒、吸着操作に応用可能である。
【符号の説明】
【００４６】
１、１Ａ…円環状振動流路装置、
１０…円環状振動流路本体、
１１…路面部、
１２…外周壁、
１３…内周壁、
１４…回収口、
１５…底蓋、
２０…振動付与手段、
４０…隆起部、
４１…隆起面、
４２…上流側端辺、
４３…側辺、
４４…下流側端辺、
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、粉粒体、塊状物、昆布などの切断チップ等の各種のバラものを進行波の振動を与えられる円環状振動流路上に供給し、平坦な層にして流動させる円環状振動流路装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
粉粒体は、流動性があるため、進行波の振動が加わると転がり広がって流動する。粉粒体を円環状振動流路上に供給し、粉粒体の上層部と下層部とを入れ替えつつ、平坦な層にして流動させれば、粉粒体同士の混合が図れると共に、粉粒体の表面の位置を絶えず変化させることができる。このような動きのもとで、分級、乾燥、冷却、焙煎、殺菌、解砕、造粒、吸着等の処理を行なうと、その処理を均一かつ効率的に施すことができる。
【０００３】
そこで、食品、医薬品、化粧品、工業用品等の各分野において、円環状振動流路を備え、この円環状振動流路に粉粒体を供給し振動流動させて前記の処理が行なわれており、この粉粒体を振動流動させる技術は、粉粒体に対して前記の処理を満遍なく行うための基本技術として位置づけられている。
【０００４】
この粉粒体を振動流動させる技術は、今日では、対象を粉粒体とすることに止まらず、塊状物、昆布などの切断チップ、食用粉末を付着させた油脂加工食品、或いは、固液混合液等の各種バラものに対して分級、乾燥、冷却、焙煎、殺菌、解砕、造粒、吸着等の処理装置の基本技術として採用されている。
【０００５】
しかしながら、円環状振動流路上に供給された粉粒体原料は、平坦な層となって流れるものではなく、渦を巻きながら外周側と内周側のどちらかに寄って流れる傾向がある。例えば、円環状振動流路の場合、アンバランスウエイトの設定次第で、その振動数が高いほど、供給された原料は外周側に厚みを持って集まり、逆に振動数が低いほど、内周側に厚みを持って集まってしまう。振動数や振動方向を切り替える等の装置側での制御も容易ではない。
【０００６】
そこで、従来において、円環状振動流路上の粉粒体原料を層の厚さが略均一になるように流動させるための発明が提案されている。特許文献１に開示されている円形振動篩は、篩の網面から任意の隙間寸法だけ離れた(浮いた)状態となるように篩枠に取付けられ振動を伝達されて共振する湾曲形状の滞留抑制整流羽を備えている。この円形振動篩は、当該滞留抑制整流羽の下端で高く嵩張った粉粒体を摺り切りして層厚を一定にして通過させる作用があると共に、粉粒体の滞留抑制整流羽の下端よりも高く嵩張る部分については羽湾曲面の案内作用により中心側及び篩網枠側とに分かれさせて篩の中心側及び篩枠側に開口部を通過し、このようにして、篩網上に供給される粉粒体原料を滞留させることなく全体に拡散平坦化させる機能を有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−２６３６９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１に示す円形振動篩に採用されている円環状振動流路装置は、隙間寸法以上の大きな塊状物に対しては、適用できないという問題がある。
【０００９】
粉粒体以外の各種のバラもの、例えば長さを２〜５ｃｍ位にカットしたカット昆布を対象として、乾燥、吸着あるいは冷却の処理を行う場合、該カット昆布は、流動過程で転がらないので、粉粒体の下層部と上層部の入れ変わりによる混合が起こらず、該カット昆布の表面の位置も大きく変化させることができない。
【００１０】
＜発明の目的＞
本発明は、上述した点に鑑み、案出されたもので、粉粒体及び粉粒体以外の各種のバラものを対象とし円環状振動流路上に層の厚さが略均一になるように流動させると共に、さらに流動過程で下層部と上層部の入れ替わりによる混合が図り得る好ましい基本技術としての円環状振動流路装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明の円環状振動流路装置は、被処理物を振動進行により流動巡回させるための水平面に一致する路面部を有する円環状振動流路を形成する円環状振動流路本体と、この円環状振動流路本体を弾持する支持機構と、円環状振動流路内の被処理物が外周側に寄って振動進行していくように進行波の振動を与える振動付与手段と、を備えて成る。この基本構成により、円環状振動流路本体上に粉粒体原料又は粉粒体以外のバラもの原料を供給し、振動付与手段が円環状振動流路本体に対して進行波の振動を与えると、粉粒体等を円環状振動流路の進行方向に振動流動させることができる。
【００１２】
本発明の円環状振動流路装置は、上記の基本構成に加え、路面部に円環状振動流路の進行方向に間隔を空けて複数の隆起部を設け、この各隆起部の隆起面を、円環状振動流路の進行方向の上流側端では路面部と段差なく、進行方向下流に向かって滑らかに傾斜上昇し、下流側端辺で円環状振動流路に対し段差を有して終わると共に、この段差が外周側で大きく内周側に向かって小さくしたことを特徴とする。
【００１３】
この構成により、一つの隆起部は、滑らかに隆起する傾斜面（三次元曲面も含む）である隆起面によって被処理物に流動を阻害することなく該被処理物に方向変換を与えてから、段差によって被処理物を落下させ、反転させる機能を有し、複数の隆起部は、それぞれにこの機能を発揮して被処理物を円環状振動流路に沿って蛇行流動させる機能を有する。このため、本発明の円環状振動流路装置は、粉粒体だけでなく、粉粒体以外の各種のバラものを対象として、円環状振動流路を蛇行流動させることができ、被処理物が路面部を流動するときに外周側に寄って嵩張っても隆起部上を流動するときには方向変換させて外周部の層の厚さを薄くなるようにして全幅の層の厚さを平均化させるようにし、さらに落下反転により被処理物の下層部と上層部が入れ替わりと落下反転による混合が図れる。
【００１４】
本発明の円環状振動流路装置は、流路に設ける複数の隆起部の全てが、その傾斜面を利用して外周側の被処理物を内周側に方向変換させるように案内し、隆起部の進行方向下流側端が段差となっていて、外周側で高く、内周壁側に近づくに従い低くなるように前記円環状振動流路本体に分散して設けられている。この構成にすると、円環状振動流路装置は、バラものを流した場合、路面部を流れるときには円環状振動流路の進行方向に、かつ、外周側に寄るように流動し、隆起部上を流れるときには内周壁の方向に方向変換して流れ、蛇行を繰り返しながら、層の厚さを平坦化して流動する。
又、円環状振動流路本体の路面部には、この円環状振動流路本体上に供給する被処理物を処理した後に回収する回収口及び回収口を開閉する底蓋を備えていることが好ましい。
【００１５】
本発明の円環状振動流路装置を分級処理装置の基本技術として採用するときは、路面部及び隆起部を、被処理物の内の、所定の大きさの粒子径以下の被処理物を選択通過させる機能を有する部材で構成する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、円環状振動流路の進行方向に、間隔を空けて被処理物の流動を阻害することなく方向変換と落下反転とを与える機能を有する複数の隆起部を設けたので、被処理物が路面部を外周に寄って流れ、外周側が嵩張っても隆起部により被処理物の流れを方向変換させて層の厚さを平坦化させることができ、さらに隆起部の段差において被処理物に対し下層部と上層部の入れ替わりと落下反転を行わせるから、被処理物の混合が図れると共に、被処理物の表面位置を絶えず変化させることができ、粉粒体、塊状物、切断チップ、食用粉末を付着させた油脂加工食品、或いは、固液混合液等の各種の原料を被処理物とする分級、乾燥、冷却、焙煎、殺菌、解砕、造粒、吸着等の均一な処理を行う処理装置における基本技術として好ましい円環状振動流路装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の円環状振動流路装置に係る第１の実施形態を示す縦断面図である。
【図２】図１に開示された円環状振動流動装置の円環状振動流路本体の平面図である。
【図３】図１に開示された円環状振動流路装置の要部斜視図である。
【図４】図２におけるIV−IV断面図である。
【図５】図４と同様に、他の構成を示す図２におけるIV−IV断面図である。
【図６】図２におけるVI−VI断面図である。
【図７】本発明の円環状振動流路装置を遠赤外線乾燥／焙煎装置に適用した一実施例を示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明に係る円環状振動流路装置の実施形態を、図面を参照して説明する。初めに円環状振動流路装置に係る実施形態を説明し、次に、円環状振動流路装置を遠赤外線乾燥／焙煎装置に適用する実施例を説明する。
【００１９】
＜第１の実施形態＞
図１、図２は、第１の実施形態に係る円環状振動流路装置を示す。この円環状振動流路装置１は、粉粒体又は粉粒体以外の、塊状物、昆布などの切断チップ、食用粉末を付着させた油脂加工食品、或いは、固液混合液等の各種バラものを被処理物として分級、乾燥、冷却、焙煎、殺菌、解砕、造粒、吸着等の均一な処理を行う処理装置の基本技術として採用されるものである。
【００２０】
この円環状振動流路装置１は、水平面に一致する路面部１１ａを有する円環状振動流路を形成する円環状振動流路本体１０と、この円環状振動流路本体１０に対して進行波の振動（いわゆる篩運動）を与える振動付与手段２０と、円環状振動流路本体１０が振動付与手段２０から進行波の振動を受けて振動するように該円環状振動流路本体１０を弾持する支持機構３０と、を備えて成り、振動付与手段２０により円環状振動流路本体１０に篩運動を与えることにより、円環状振動流路本体１０上に供給する被処理物を円環状振動流路の進行方向に振動流動させる機能を有する。円環状振動流路本体１０が円環状に設けられているので、被処理物を巡回させることができる。
【００２１】
円環状振動流路本体１０は、水平面に一致するように設置される円板１１上に外周壁１２と内周壁１３とを例えば溶接により立設して、円板１１の一対の側壁部１２，１３で囲まれる円環状部分を路面部１１ａとし、この路面部１１ａと一対の側壁部１２，１３で囲まれる上方が開いている円環状部分を円環状振動流路として備えている。
【００２２】
路面部１１ａには、円周方向に等配置に複数の（図２では４つ）傾斜した隆起面４１を有する隆起部４０が設けられていると共に、隆起部４０と隆起部４０との間の一箇所に回収口１４及び回収口１４を開閉する底蓋１５と複数の突起５０が設けられている。隆起部４０と回収口１４と底蓋１５と突起５０の詳細な説明は後述するものとする。
【００２３】
円環状振動流路本体１０を弾持する支持機構３０について説明する。支持機構３０は、例えば、固定台３１と、この固定台３１上に複数のコイルばね３２を介して載置され円環状振動流路本体１０を支持するブラケット３３と、からなる。
【００２４】
さらに、詳述すると、固定台３１は、例えば、円環形基盤部３１ａと、この円環形基盤部３１ａ上に立設された円筒部３１ｂと、この円筒部３１ｂの上端外側に張り出したフランジ部３１ｃと、からなる。コイルばね３２は、固定台３１のフランジ部３１ｃ上に円周配列状に配列されている。ブラケット３３は、前記円周配列状の複数のコイルばね３２上に載置され固定台３１のフランジ部３１ｃと上下に対峙し連結手段（ボルト、ナットなど）により連結される下部フランジ部３３ａと、振動付与手段２０のモータ２１を支持するモータ支持部３３ｂと、円環状振動流路本体１０の円板１１の外周部を下側から受承して連結され該円環状振動流路本体１０を支持する上部フランジ部３３ｃと、円環状振動流路本体１０の回収口１４より落下させる処理済の被処理物を回収する回収空間３３ｄを形成する円筒部３３ｅ及び上に凸曲面形状の底面部３３ｆと、円筒部３３ｅより外方に凸設された回収用取出口３３ｇと、を有してなる。
これにより、円環状振動流路本体１０は、ブラケット３３とコイルばね３２によって振動し易い状態に固定台３１上に弾持されている。固定台３１は、キャスターを備えていて基礎床（工場床など）を移動可能であることが好ましい。
【００２５】
振動付与手段２０は、ブラケット３３のモータ支持部３３ｂに固定されたモータ２１と、該モータの出力軸に取付けた振れ回り振動を生起させるアンバランスウエイト２２，２３及び縦揺れ振動を生起させるアンバランスウエイト２４とで構成されている。アンバランスウエイト２２，２３は、偏心円板である。振動付与手段２０は、起動スイッチ２５をオンすると、モータ２１が図２において時計回りに回転し、アンバランスウエイト２２，２３，２４が回転されて遠心力に作用による振れ回り振動（回転中心も小さい半径で回転する運動）と縦揺れ振動（上下方向に振れる振動）とが生起し、両振動が組み合わさって図２において時計回りの進行波の振動を生じ、この進行波の振動がコイルばね３２を介して固定台３１に弾持されたブラケット３３に伝わり更にこのブラケット３３によって支持された円環状振動流路本体１０に伝わることにより、該円環状振動流路本体１０に対して円環状振動流路の進行方向（円周方向）に進行波の振動（いわゆる篩運動）を与えるように設けられている。尚、被処理物に応じてアンバランスウエイト２２，２３の相対的な取付位置を変えることで、被処理物に適応する触れ回り運動の大きさとなるように調整できて、これによって後述するように、被処理物を蛇行させつつ、図２において時計回りに巡回させることができる。
【００２６】
円環状振動流路本体１０にバラものである被処理物を供給し篩運動を与えると、被処理物が図２においてＸの方向に振動進行しつつ、外周側に集まっていき外周側で層の高さが高くなって円環状振動流路本体１０を流動するので、処理を均一に、かつ効率的に行うためには、外周側に寄った被処理物の一定割合を内周側へ方向変換させて流動させ、被処理物の高さを平坦化させることが必要になる。さらに、被処理物の上層と下層との入れ替わり、並びに被処理物単体の表面位置の変化が行われて、該被処理物が十分に混合できることが望ましい。
そこで、この円環状振動流路装置１は、路面部１１ａに円環状振動流路の進行方向に間隔を空けて複数の隆起部４０を備えている。複数の隆起部４０は、後述するように、エンドレスな円環状振動流路本体１０に供給する被処理物に対し、蛇行を行わせつつエンドレスに流動させると共に、上層と下層との入れ替わりと被処理物単体の表面位置の変化とを与えて該被処理物を混合する機能を備えている。
【００２７】
図４に示すように、各隆起部４０の隆起面４１は、円環状振動流路の進行方向の上流側端辺４２でその上流側の路面部１１ａと段差がなく隆起が始まり、円環状振動流路の進行方向下流側に向かって滑らか、かつ緩やかな傾斜角度で上昇し、円環状振動流路の進行方向の下流側端が路面部１１ａとの間に被処理物を落下させる段差を有して終わっていると共に、円環状振動流路の進行方向と直交する方向（半径方向）については、外周壁１２に対し、進行方向上流側端から下流側端に向かって次第に高くなる上向きに凸の側辺４３で接し、かつ段差に望む下流側端辺４４が外周壁１２から内周壁１３に向かって次第に低くなるように下降傾斜している。隆起部４０は、エンドレスな円環状振動流路本体１０に被処理物を蛇行させて流動し巡回させる役目を果たす。隆起部４０は、内周壁１３に接していない。これは、隆起部４０が内周壁１３に低く接している場合を排除する趣旨ではない。又、隆起部４０は、路幅の例えば三分の一、好ましくは半分以上の長さを占めて設けられているのがよい。
【００２８】
尚、図５に示すように、隆起部４０は、隆起面４１を構成する板材４５と、設置座金４６と、板材４５と設置座金４６とを一体に連結しているボルト４７と、ボルト４７の下部のねじ部４７ａを路面部１１ａに設けた孔に通し、このねじ部４７ａに振動が加わっても緩まないように設けるナット４８とからなる構成でも良い。この場合には、被処理物の種類に応じて隆起部４０を交換することが可能であり、隆起部４０の大きさや傾斜角度等を適宜に変更できる。この構成では、板材４５の下側にデッドスペースができるが、進行波の振動によって被処理物は、デッドスペースから抜け出る方向に進行するのでこのデッドスペースに溜まることがない。傾斜面は、二次元平面に限定されるものではなく、三次元曲面形状である場合も含むものである。
【００２９】
上記構成により、隆起面４１は、外周壁１２に沿った円環状振動流路の進行方向上流側から下流側へ向かう傾斜角度が最大傾斜角度となる。この最大傾斜角度を被処理物が進行波の振動によって進行を滞らせずに上っていくことができる角度以下に設定する。これにより、隆起面４１は、被処理物が進行波の振動によって該隆起面４１のどの位置でも上って行くことを許容しかつ内周壁１３側へ方向変換して流動していく。
【００３０】
又、隆起面４１の外周壁１２から内周壁１３に向かって次第に低くなるように下降傾斜する角度は、被処理物が、隆起面４１から進行波の振動を受けると傾斜下方へ歩進するように突き上げる分力が作用する角度とするのが好ましい。この角度が大きすぎると、被処理物が隆起面４１上の進行波により方向変換しつつ流動するのではなくて、被処理物の大半が、隆起面４１を内周壁１３方向に向かって滑り落ちてしまうか、あるいは、隆起面４１の内周壁１３寄りに集められて嵩張った層を形成してしまうことになるから、この角度が大きすぎないように設定する。
上記のような観点から、隆起面４１の外周壁１２に沿った円環状振動流路の進行方向上流側から下流側へ向かう傾斜角度は５〜１５度の範囲とすることが好ましく、又、隆起面４１の外周壁１２に沿った円環状振動流路の進行方向上流側から下流側へ向かう傾斜角度は１〜１０度の範囲とすることが好ましく、さらに隆起面４１の外周壁１２から内周壁１３に向かう傾斜角度は３〜５度の範囲とすることが好ましい。
【００３１】
隆起面４１が形成する緩やかな傾斜面は、外周壁１２側で高く、内周壁１２側に向かって低くなり、隆起面４１の円環状振動流路の進行方向の下流側端が段差で終わっているから、被処理物を隆起面４１の低所側へ方向変換させて流れさせ段差に至ると落下させることになる。複数の隆起部４０は、粉粒体等に対して、方向変換と転落とを与え、さらに下層部と上層部の入れ替りを行い、かつ粒子の表面の位置を絶えず変化した状態に混同させる機能を有する。そして、円環状振動流路の進行方向の上流側端辺４２が平面状の路面部１１ａと面一に連なっているから、被処理物が、粉粒体だけでなく、塊状物、昆布などの切断チップ、食用粉末を付着させた油脂加工食品、或いは、固液混合液等の各種バラものであっても隆起面４１上に円滑に乗り上げさせることができる案内機能を有する。
尚、隆起部４０は、路面部１１ａを構成する部材とは別体として路面部１１ａに対して溶接、ねじによる締結、はめ込み構造等のいずれの構成として備えられていてよい。又、プレス成形もしくはプラスチック成形により、隆起部４０と路面部１１ａとが一体に設けられていてもよい。隆起部４０を交換部品として路面部１１ａに対して取り外し可能に設ける構成では、傾斜角度を変えた複数種の隆起部を予め用意し被処理物の形状、物性等に応じて適切な傾斜角度を有する隆起部を選択して交換することができる。
【００３２】
この円環状振動流路装置１で取り扱う被処理物の種類が、例えば重なった状態から解れた状態になり難い昆布などの切断チップなどであり、隆起部４０による方向変換機能、落下転落機能が十分に行われ難い場合には、隆起部４０と隆起部４０との間の路面部１１ａに重なった状態から解れさせる複数の略円錐状の突起５０を散在状に備えていることが好ましい。この突起５０は、例えば、高さ４０ｍｍ×下端直径３０ｍｍ×上端直径１０ｍｍの大きさの円錐台状にして頭部に丸みを付けた形状であり、底面よりボルトが垂下していてこのボルトを路面部１１ａに穿った孔に上から通して下側からナットを振動が加わっても緩まないように設けることにより路面部１１ａに設けられる（図１、図２参照）。
【００３３】
この円環状振動流路装置１は、処理済の原料を円環状振動流路本体１０から回収する原料回収手段を備えていることが好ましい。原料回収手段の好ましい構成は、図１、図２、図６に示すように、円環状振動流路本体１０の路面部１１ａに路幅一杯に回収口１４を設けて、この回収口１４を下側から底蓋１５で閉じて原料の処理を行い、処理後は、底蓋１５を開いた状態として、円環状振動流路本体１０に進行波の振動を与えて処理済原料を振動進行させて回収口１４より回収空間３３ｄを通して底面部３３ｆに落下させ、底面部３３ｆに伝わる進行波の振動により底面部３３ｆの周縁部に移行させて更に円周方向に移行させて回収用出口３３ｇを通して回収する構成とする。
尚、この円環状振動流路装置１が分級処理装置に採用される場合には、円環状振動流路本体１０の路面部１０ａ及び隆起部４０が、被処理物の内の、所定の大きさの粒子径以下の被処理物を選択通過させる機能を有する部材で構成される。又、回収口を外周壁に設けてもよい。
【００３４】
底蓋開閉手段１６は、円板１１の下側及びブラケット３３の円筒部３３ｅの外側にかけて設けられる。この底蓋開閉手段１６は、ハンドル操作式でも良いが、ここでは、エアシリンダ１６ａを動力源として底蓋１５を開閉する構成を採用している。詳述すると、底蓋開閉手段１６は、円板１１の下面の回収口１４の長辺に沿った位置に設けられる開閉軸１６ｂと、円板１１の下面より設けられ開閉軸１６ｂを軸支する一対の軸受１６ｃ，１６ｃと、底蓋１５を開閉軸１６ｂに固定する一対のブラケット１６ｄ，１６ｄと、開閉軸１６ｂの円筒部３３ｅを貫通した外端に固定したアーム１６ｅと、このアーム１６ｅの揺動端にピストンヘッドがリンクされたエアシリンダ１６ａと、ブラケット３３の円筒部３３ｅの外面に設けられこのシリンダ１６ａの基端部を回動可能に支持するブラケット１６ｆと、を備えてなる。
この構成によれば、シリンダ１６ａを伸長作動させると、ピストンヘッドにリンクされたアーム１６ｅが揺動し、さらにアーム１６ｅと一体連結された開閉軸１６ｂが回動して、回収口１４を閉じていた底蓋１５が下側に開く。シリンダ１６ａを縮小作動させると、底蓋１５が上方へ動き回収口１４を閉じる。
尚、回収口１４及び底蓋１５は、路面部１１ａに設ける構成に限定されず、外周壁１２に設けてもよい。この場合には、処理済の原料を寄せ集める回収ガイドを備えるものとする。さらに、円環状振動流路本体１０をブラケット３３から外せる構成としてもよい。
【００３５】
又、一定量の被処理物を円環状振動流路本体１０に均等に分配するために内周壁１３を塞いで円錐板１７を備えると共に、この円錐板１７の中心に一致する上方に被処理物を供給するための落下円筒１８を備えた構成とすることが好ましい。この構成の場合、落下円筒１８は、円環状振動流路装置１に含まないで、この円環状振動流路装置１を基本技術にして採用する処理装置に備えれば足りる。
【００３６】
上記のように構成された円環状振動流路装置１は、円環状振動流路本体１０の路面部１１ａに円環状振動流路の進行方向に間隔を空けて複数の隆起部４０を設け、かつ各隆起部４０の隆起面４１を、円環状振動流路の進行方向上流側では路面部１１ａから段差なく滑らかに盛り上がり円環状振動流路の進行方向の下流側端辺４４が路面部１１ａに対して段差で終わっていると共に、外周側から内周側に向かって下降傾斜する形状に設け、隆起部４０と隆起部４０との間の路面部１１ａに複数の略円錐状の突起５０を散在状に備えている構成である。このため、円環状振動流路本体１０上に粉粒体又は粉粒体以外のバラものである被処理物を供給し、振動付与手段２０が円環状振動流路本体１０に対して進行波の振動を与えると、被処理物は円環状振動流路の進行方向に振動流動させられ、隆起部４０では方向変換と、転落による下層部と上層部の入れ替りが与えられて、突起５０では、さらに補助的に反転され、円環状振動流路本体１０を蛇行しながら巡回される。
【００３７】
上記構成によれば、円環状振動流路の進行方向に、間隔を空けて被処理物の流動を阻害することなく方向変換と落下反転とを与える機能を有する複数の隆起部４０を設けたので、円環状振動流路に粉粒体、塊状物、切断チップ等の被処理物を供給し、円環状振動流路に進行波の振動を与えることにより、被処理物を蛇行流動させることができ、被処理物が路面部を外周に寄って流れ、外周側が嵩張っても隆起部４０により被処理物の流れを方向変換させて層の厚さを平坦化させることができ、さらに隆起部の段差において被処理物に対し下層部と上層部の入れ替わりと落下反転を行わせるから、被処理物の混合が図れると共に、被処理物の表面位置を絶えず変化させることができる円環状振動流路装置を実現できる。
【００３８】
従って、上記構成の円環状振動流動装置は、粉粒体、塊状物、切断チップ、食用粉末を付着させた油脂加工食品、或いは、固液混合液等の各種の原料を対象として均一かつ効率的な処理を行うことができ、これらを被処理物とする分級、乾燥、冷却、焙煎、殺菌、解砕、造粒、吸着等の均一な処理を行う処理装置における基本技術として好ましい円環状振動流路装置を提供することができる。
【実施例】
【００３９】
図７は、粉粒体又は粉粒体以外のバラものを乾燥もしくは焙煎する乾燥／焙煎装置を示す縦断面図である。この乾燥／焙煎装置１００は、図１〜図６に開示された実施形態に係る円環状振動流路装置１と実質同一の円環状振動流路装置１Ａを備え、この円環状振動流路装置１Ａに対応した上方エリアに、複数個の遠赤外線ヒーターから成る加熱手段６０と、加熱手段６０の中心を貫通し加熱手段６０に固定して設けられた排気筒兼原料供給筒７１及びその上方に備えた排気ファン７２を有する排気筒７３とからなる熱気排気手段７０と、加熱手段６０と円環状振動流路装置１の円環状路面部との高さ方向のギャップを調整するためのハンドリフター８０と、一定量の原料（被処理物）を排気筒兼原料供給筒７１を介して落下させて円環状振動流路装置１Ａの円環状振動流路に供給する原料定量供給手段９０と、を含んで構成されている。
【００４０】
ハンドリフター８０は、フォーク８１と、ハンドル８２と、ボックス８３に内蔵されていてハンドル８２からの入力回転をフォーク８１の上下動出力に運動変換する動力伝達機構（図示しない；符号なし）とを有し、フォーク８１で排気筒兼原料供給筒７１に設けたフランジ７４を受承しハンドル８２を回して加熱手段６０と円環状振動流路装置１の円環状路面部との高さ方向のギャップを調整するように構成されている。
【００４１】
原料定量供給手段９０は、サービスタンク９１と、サービスタンク９１の下側に備えられたコンベア９２及びコンベア駆動手段９３とを有してなる。コンベア９２は、搬送方向上流端をサービスタンク９１の下端開口に位置すると共に、搬送方向下流端を排気筒兼原料供給筒７１の上に位置し、コンベア駆動手段９３が一定時間駆動することにより、サービスタンク９１に貯留する一定量の原料をコンベア９２で搬送して排気筒兼原料供給筒７１を落下させ円環状振動流路装置１Ａの円環状振動流路に供給する。コンベア９２及びコンベア駆動手段９３は、電磁フィーダを採用することが好ましい。排気筒兼原料供給筒７１は、図１の落下円筒１８に相当する。尚、この円環状振動流路装置１Ａでは底蓋開閉手段の駆動源として往復回動アクチュエータ１６ｇを採用している。この往復回動アクチュエータ１６ｇは、エアー作動式であり９０度往復回動し得る。
【００４２】
動作例を説明する。まず、ハンドリフター８０を操作して加熱手段６０の円環状振動流路に対する高さを調整し、円環状振動流路装置１Ａの振動付与手段を駆動して円環状振動流路に沿った進行波の振動を与える。次いで、原料定量供給手段９０により一定量の被処理物を供給し、この被処理物を排気筒兼原料供給筒８１を介して円環状振動流路装置１Ａの円環状振動流路に一定量の原料（被処理物）を供給する。円環状振動流路に供給された原料は、円環状振動流路に備えられた隆起部によって方向変換を与えられて平坦な層になり、隆起部から転落して上層と下層とが入れ替わり、原料単体の表裏が入れ替わるなどして混合されながら巡回され、この巡回過程で加熱手段６０により均一に乾燥されていき、さらに時間経過することにより焙煎される。乾燥焙煎処理が終了すると、往復回動アクチュエータ１６ｇが作動して底蓋１５が開き円環状振動流路上の原料が回収口１４から回収されていく。処理済の原料が全て回収されると、アクチュエータ１６ｇが逆転作動して底蓋１５が閉じた状態になり、原料定量供給手段９０により次の原料供給が行われ、引き続いて次の乾燥焙煎処理が行われる。
【００４３】
＜実験例＞
図７に示す乾燥／焙煎装置を用いて長さを２〜５ｃｍ位にカットしたカット昆布を対象として乾燥を行った。
このカット昆布は、円環状振動流路に本発明に係る隆起部が設けられていない従来の円環状振動流路装置では振動流動過程で転がらず平坦化させることが難しく、粉粒体の下層部と上層部の入れ変わりによる混合が起こらず、該カット昆布の表面の位置も大きく変化させることができないものである。
しかしながら、このカット昆布は、図７に示す乾燥焙煎装置においては、隆起部の上を進行する過程で方向変換を伴い平坦化が行われ、また隆起部の段差端から転落し、粉粒体の下層部と上層部の入れ変わり、掻き混ぜ状態になり、乾燥が効率的に行われた。
【００４４】
本発明の円環状振動流路装置によれば、粉粒体及び粉粒体以外の各種のバラものを対象として、円環状振動流路上に層の厚さが略均一になるように流動させることができ、さらに粉粒体に限らず粉粒体以外の各種のバラものついても、流動させる過程で下層部と上層部の入れ変わりによる混合が図れると共に、被処理表面の位置を絶えず変化させることができる。従って、本発明の円環状振動流路装置は、粉粒体及び粉粒体以外の各種のバラものを対象とした分級、乾燥、冷却、焙煎、殺菌、解砕、造粒、吸着等の均一な処理を行うに際して好ましい基本技術を提供することができる。
【００４５】
〔その他の実施形態〕
本発明は、上記の実施形態に限定されるものでなく、特許請求の範囲の技術的範囲には、発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々、設計変更した形態が含まれる。本発明は、食品、医薬品、化粧品原料等の粉粒体原料或いは固液混合液を振動させながら解砕、分級、乾燥、焙煎、殺菌、冷却、造粒、吸着操作に応用可能である。
【符号の説明】
【００４６】
１、１Ａ…円環状振動流路装置、
１０…円環状振動流路本体、
１１…路面部、
１２…外周壁、
１３…内周壁、
１４…回収口、
１５…底蓋、
２０…振動付与手段、
４０…隆起部、
４１…隆起面、
４２…上流側端辺、
４３…側辺、
４４…下流側端辺、
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理物を振動進行により流動巡回させるための水平面に一致する路面部を有する円環状振動流路を形成する円環状振動流路本体と、この円環状振動流路本体を弾持する支持機構と、前記円環状振動流路内の被処理物が外周側に寄って振動進行していくように進行波の振動を与える振動付与手段と、を備えて成る円環状振動流路装置において、
前記路面部に円環状振動流路の進行方向に間隔を空けて複数の隆起部を設け、
この各隆起部の隆起面を、円環状振動流路の進行方向の上流側端では路面部と段差なく、進行方向下流に向かって滑らかに傾斜上昇し、下流側端辺で円環状振動流路に対し段差を有して終わると共に、この段差が外周側で大きく内周側に向かって小さくしたことを特徴とする円環状振動流路装置。
【請求項２】
請求項１に記載の円環状振動流路装置であって、
前記円環状振動流路本体の路面部に、この円環状振動流路本体上に供給する被処理物を処理した後に回収する回収口及び該回収口を開閉する底蓋が備えられていることを特徴とする円環状振動流路装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の円環状振動流路装置であって、
前記円環状振動流路本体の路面部及び隆起部が、前記被処理物の内の、所定の大きさの粒子径以下の被処理物を選択通過させる機能を有する部材で構成されていることを特徴とする円環状振動流路装置。
【請求項１】
被処理物を振動進行により流動巡回させるための水平面に一致する路面部を有する円環状振動流路を形成する円環状振動流路本体と、この円環状振動流路本体を弾持する支持機構と、前記円環状振動流路内の被処理物が外周側に寄って振動進行していくように進行波の振動を与える振動付与手段と、を備えて成る円環状振動流路装置において、
前記路面部に円環状振動流路の進行方向に間隔を空けて複数の隆起部を設け、
この各隆起部の隆起面を、円環状振動流路の進行方向の上流側端では路面部と段差なく、進行方向下流に向かって滑らかに傾斜上昇し、下流側端辺で円環状振動流路に対し段差を有して終わると共に、この段差が外周側で大きく内周側に向かって小さくしたことを特徴とする円環状振動流路装置。
【請求項２】
請求項１に記載の円環状振動流路装置であって、
前記円環状振動流路本体の路面部に、この円環状振動流路本体上に供給する被処理物を処理した後に回収する回収口及び該回収口を開閉する底蓋が備えられていることを特徴とする円環状振動流路装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の円環状振動流路装置であって、
前記円環状振動流路本体の路面部及び隆起部が、前記被処理物の内の、所定の大きさの粒子径以下の被処理物を選択通過させる機能を有する部材で構成されていることを特徴とする円環状振動流路装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−１５２６９２（Ｐ２０１２−１５２６９２Ａ）
【公開日】平成２４年８月１６日（２０１２．８．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１３８０８（Ｐ２０１１−１３８０８）
【出願日】平成２３年１月２６日（２０１１．１．２６）
【出願人】（５９１０８１７２３）晃栄産業株式会社 (2)
【出願人】（５１１０２３１４１）山中エンジニアリング株式会社 (1)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月１６日（２０１２．８．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１月２６日（２０１１．１．２６）
【出願人】（５９１０８１７２３）晃栄産業株式会社 (2)
【出願人】（５１１０２３１４１）山中エンジニアリング株式会社 (1)
【Ｆターム（参考）】
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