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公開番号2024080301
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-06-13
出願番号2022193380
出願日2022-12-02
発明の名称粉体混合方法および粉体混合装置
出願人国立大学法人大阪大学
代理人個人,個人,個人
主分類B01F 31/50 20220101AFI20240606BHJP(物理的または化学的方法または装置一般)
要約【課題】攪拌翼を使用しない簡易な構成で洗浄性および安全性の良好な粉体の混合を実現する。
【解決手段】粉体混合方法は、下方へ窄まった形状を有する混合容器10を準備し、混合容器10に少なくとも2種類の粉体を入れ、所定の範囲の周波数および所定の範囲の振幅で水平方向成分を有する方向に混合容器10を加振し、混合容器10に対する加振方向を変更することを含む。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
下方へ窄まった形状を有する混合容器を準備し、
前記混合容器に少なくとも２種類の粉体を入れ、
所定の範囲の周波数および所定の範囲の振幅で水平方向成分を有する方向に前記混合容器を加振し、
前記混合容器に対する加振方向を変更する
ことを含む、粉体混合方法。
続きを表示（約 1,300 文字）【請求項２】
前記混合容器を回転させることによって前記加振方向を変更する、請求項１に記載の粉体混合方法。
【請求項３】
前記所定の範囲の周波数は、以下の式で表される第１無次元パラメータαが５以上となるように設定される、請求項１または２に記載の粉体混合方法。
TIFF
2024080301000010.tif
11
150
Ａ：振幅［ｍ］
ｆ：周波数［Ｈｚ］
ｇ：重力加速度［ｍ／ｓ
２
］
【請求項４】
前記所定の範囲の振幅は、以下の式で表される第２無次元パラメータβが０．１５以上となるように設定される、請求項１または２に記載の粉体混合方法。
TIFF
2024080301000011.tif
9
150
Ａ：振幅［ｍ］
ｒ：粒子半径［ｍ］
【請求項５】
前記所定の範囲の周波数は、以下の式で表される第１無次元パラメータαが６以上となるように設定され、
前記所定の範囲の振幅は、以下の式で表される第２無次元パラメータβが０．２以上となるように設定される、請求項１または２に記載の粉体混合方法。
TIFF
2024080301000012.tif
11
150
Ａ：振幅［ｍ］
ｆ：周波数［Ｈｚ］
ｇ：重力加速度［ｍ／ｓ
２
］
ｒ：粒子半径［ｍ］
【請求項６】
前記混合容器は、球殻の少なくとも一部を含む、請求項１または２に記載の粉体混合方法。
【請求項７】
下方へ窄まった形状を有し、少なくとも２種類の粉体を入れる混合容器と、
所定の範囲の周波数および所定の範囲の振幅で水平方向成分を有する方向に前記混合容器を加振する加振機構と、
前記加振機構による前記混合容器に対する加振方向を変更する変更機構と
を備える、粉体混合装置。
【請求項８】
前記変更機構は、前記混合容器を回転させることによって前記加振方向を変更する、請求項７に記載の粉体混合装置。
【請求項９】
前記所定の範囲の周波数は、以下の式で表される第１無次元パラメータαが５以上となるように設定される、請求項７または８に記載の粉体混合装置。
TIFF
2024080301000013.tif
11
150
Ａ：振幅［ｍ］
ｆ：周波数［Ｈｚ］
ｇ：重力加速度［ｍ／ｓ
２
］
【請求項１０】
前記所定の範囲の振幅は、以下の式で表される第２無次元パラメータβが０．１５以上となるように設定される、請求項７または８に記載の粉体混合装置。
TIFF
2024080301000014.tif
9
150
Ａ：振幅［ｍ］
ｒ：粒子半径［ｍ］
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、粉体混合方法および粉体混合装置に関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
粉体の混合には、攪拌翼を用いるのが一般的である。具体的には、容器内に粉体を入れ、攪拌翼で粉体を攪拌することによって粉体を混合する。そのような粉体混合装置が、例えば特許文献１に開示されている。
【０００３】
特許文献１では、ブレード（攪拌翼）にカット部を有するスクリュー式混合機が開示されている。当該スクリュー式混合機では、各カット部の側面に沿って掬い板を突出して取付けると共に、ブレード間の所定位置には掻きあげ板が所定個数取付けられている。これにより、ブレードの回転に応じてカット部の前段にて粉体が除去され、その結果カット部を経由した粉体の抜けを良くし、ひいては混合効率の向上を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開平０９－２３９２５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１のような攪拌翼を使用した粉体混合装置では、攪拌翼を洗浄する必要があり、洗浄性に欠ける。また、攪拌翼による粉体の混合は、粉体を損傷するおそれがあるため、繊細な粉体材料には不向きである。また、攪拌翼の回転は、作業時の安全を損なうおそれもある。
【０００６】
本発明は、粉体混合方法および粉体混合装置において、攪拌翼を使用しない簡易な構成で洗浄性および安全性の良好な粉体の混合を実現することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の態様は、
下方へ窄まった形状を有する混合容器を準備し、
前記混合容器に少なくとも２種類の粉体を入れ、
所定の範囲の周波数および所定の範囲の振幅で水平方向成分を有する方向に前記混合容器を加振し、
前記混合容器に対する加振方向を変更する
ことを含む、粉体混合方法を提供する。
【０００８】
この方法によれば、攪拌翼を必要としないため、良好な洗浄性および安全性を確保できる。ここで、水平方向成分を有する方向とは、厳密な水平方向だけでなく水平方向から傾斜した方向に加振することを含む（鉛直方向のみを除く）。また、加振方向として鉛直方向成分を大きく含まない場合（例えば完全な水平方向加振の場合）には混合容器の上方を開口させることもできるため、少なくとも２種類の粉体の出し入れが容易となり得るだけでなく、機構として単純化できるため小型化も実現できる。また、加振方向を変更しながら混合容器を加振するという簡易な構成で少なくとも２種類の粉体を容易に混合できるため、汎用性が高い。混合原理としては、加振によって粉体内に対流が生成され、さらに加振方向の変更によって当該対流が変化して粉体の混合が促進される。また、下方へ窄まった形状は、例えば球殻体のような湾曲面形状および錐体のような傾斜面形状を含んでもよい。
【０００９】
前記粉体混合方法において、前記混合容器を回転させることによって前記加振方向を変更してもよい。
【００１０】
この方法によれば、混合容器に対する加振方向の変更を容易に実現できる。また、上記回転は、定速であってもよいし、変速であってもよいし、逆回転を伴ってもよい。また、回転軸は、鉛直方向に延びていてもよいし、鉛直方向から傾斜していてもよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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