JP2005313097A - 混練機 - Google Patents

Abstract

【目的】 動力負荷が少なくて混練効果が大きく、製作、容易で磨耗が少なくて保守の簡単な混練機を提供する。
【構成】 ロータ１９，２１は同速で同方向に回転する。混練部材６ａ，６ｂと７ａ，７ｂは位相が９０度異っている。混練部材６−１から６−２０、７−１から７−２０及び６−２３から６−２６、７−２３から７−２６は回転軸４，５を夫々中心とする右ねじれのスパイラル面上に配設されている。混練部材６−２０から６−２３、７−２０から７−２３及び６−２６から２８、７−２６から２８は左ねじれのスパイラル面上に配設されている。回転軸４，５間の軸方向同一位置で回転軸４上の混練部材６と回転軸５上の混練部材７で混ぜ合うので混練効果が大きい。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ＥＰ灰、飛灰等を混練・加湿する混練機に関する。

従来、飛灰等の固化処理としては、飛灰に固化剤を混合し加水して混練後を水和反応により固化することが行われている。飛灰等の固化処理には、飛灰と固化剤例えばセメントとを混合した原料を加水して混練する混練機が用いられる。この混練機としては一方に原料の飛灰等とセメントの混合物を投入する入口、他方に混練された原料、すなわち混練物の取り出し用の出口を設けたトラフ中に横軸の平行な回転軸（第１の回転軸及び第２の回転軸）に夫々混練部材を設けたものが知られている。

又、上記原料の混練と押出しを行う混練押出成形機が知られている。この混練押出成形機は一方に原料投入口を、他方に出口を備えたトラフ中に横軸の平行な回転軸に混練部材と押出し用回転スクリューを設けている。この押出し用回転スクリューの軸方向端部側にトラフを閉塞するダイスホルダを備え、ダイスボルダに取り付けたダイスを出口としてダイス穴から混練物を成形して押出すようにしている。

上述の混練部材としては、軸方向同一位置において２本の回転軸に夫々に板状の木の葉パドルを軸方向に密接配列して固定したものと、木の葉パドルに加えて回転軸の外周にねじ羽根を設けたものと、回転軸の半径方向にロッドパドルを設け、第１の回転軸に設けたロッドパネルと第２の回転軸に設けたロットパドルは軸方向において重ならないが密接するように配列したものとがある。

上記木の葉パドル、ロッドパドルは何れも軸方向に回転軸を中心としてスパイラル状に配列されている。

第１の回転軸に固定した木の葉パドルと第２の回転軸に固定した軸方向で同一位置にある木の葉パドルとはそれらの外周が常に接触又は接近しており、且つ軸方向において隣接する木の葉パドルは重ねられているから、混練する作用が強く、相手パドルの各面を互にクリーニングする（セルフクリーニングという）という点ですぐれた混練部材である。

しかし乍、混練抵抗が大きく、負荷対策、磨耗対策を必要としている。木の葉パドルが磨耗して取り替える場合に混練機の上下２つ割のトラフの上側のトラフを外した後に、根本的には下側のトラフから木の葉パドル付の回転軸を取り出し、その後、回転軸から木の葉パドルを軸方向に抜き、補修した木の葉パドルまたは新品の木の葉パドルを再び取り付けるという作業が必要であり、保守に時間がかかると共に費用の問題がある。

ただし、軽微な木の葉パドルの損傷は上側のトラフを外した後は、トラフから木の葉パドル付の回転軸を取り外すことなく、盛金、研削等による修復も可能である。

木の葉パドルに加えてねじ羽根を回転軸外周に備えた混練機は成形も同時に行われる。この構成は平行な横軸の２軸上に夫々入口側から出口側に向って送りスクリュー、木の葉パドル、押出しスクリューを配設し、出口側にダイスを備えている。この形の混練機では送りスクリューで原料を木の葉パドルに送り込み、木の葉パドルで混練した後の原料を押出しスクリューでもってダイスから押出すようにしている。

軸方向において第１の回転軸に備えるロッドパドルと第２の回転軸に備えるロッドパドルを夫々ロッドの直径のピッチで配設すると共に第１、第２の回転軸のロッドパドルが軸方向で重ならないようにし、且つ第１、第２の回転軸の回転速度比を１：１からわずかにずらせて設定するようにして、総てのロッドパドルが軸方向において接触又は接近するものが知られている。

ロッドパドルが磨耗して取り替える場合に上蓋付トラフの蓋又は上下２つ割のトラフの上側のトラフを外した後は、トラフからロッドパドル付の回転軸を取り外すことなく、回転軸からロッドパドルを取り外し、新たなロッドパドルを取り付けることができる。

しかし乍、ロッドパドルのセルフクリーニングでは、第１、第２の回転軸上で軸方向に隣接するロッドパドルの軸方向の面が接触又は接近するのは１から回転比をを引いた値の逆数に一回である。したがって、全ロッドパドルを見ると軸方向に隣接するパドルが軸方向で接触又は接近し次に再び軸方向で接触又は接近するまでの間におけるロッドパネルの回転において、回転方向において互に混練物に対して作用し合う力が弱い範囲が広い範囲にわたり、混練が有効に行われない。また、製造上も２本の回転軸上の混練部材を夫々異なるピッチのスパイラル面上に配設しなければならない。
実公昭６１―７０３７号公報 特開平１１−１０４４７７号公報

解決しようとする課題は、軸方向各個所において混練がよく行われ混練部材の攪拌能力の変化が少なく製造が容易で保守の簡単な混練機を提供することである。

本出願に係る第１の発明は、一方の端部に原料の入口を有し、他方の端部に原料を混練した混練物の出口を有するトラフ中に電動機で同方向に同回転速度で駆動される平行する２本の横軸の回転軸に回転軸の中心線を中心として同じねじれ方向にねじれたスパイラル面上で軸方向において多数の混練部材を備えた混練機において、該混練部材は第１の回転軸と第２の回転軸の軸方向において同一の位置に設けられて各回転軸の直径をわたる両側に突出し、軸方向において同一位置にある第１の回転軸に設けられた第１の混練部材と第２の回転軸に設けられた第２の混練部材は回転軸の回転方向において９０度位相を異にしており、第１の混練部材の第１の回転軸を中心とする半径方向の長さと第２の混練部材の第２の回転軸を中心とする半径方向の長さはその長さの和が第１、第２の回転軸の軸間距離よりも大で、回転中第１、第２の混練部材が互に干渉しない長さで且つ第１の混練部材と第２の回転軸と干渉しない長さ、又は第２の混練部材が第１の回転軸と干渉しない長さを有することを特徴とする混練機である。

本出願に係る第２の発明は、各回転軸の軸方向で同一位置にある第１の混練部材と第２の混練部材は半径方向の長さが等しいことを特徴とする第１の発明に記載の混練機である。

本出願に係る第３の発明は、軸方向で同一位置にある第１、第２の混練部材が第１、第２の回転軸の中心を結ぶ線に対して夫々４５度の角度をなした際に互に干渉しない長さを有することを特徴とする第２の発明に記載の混練機である。

本出願に係る第４の発明は、混練部材は棒状であって各回転軸に取外し可能に固定されていることを特徴とする第１から第３の何れか１つの発明に記載の混練機である。

本出願に係る第５の発明は、軸方向に隣り合う混練部材間に軸方向に間隙を有することを特徴とする第１から第４の何れか１つの発明に記載の混練機である。

本発明によれば第１の回転軸と第２の回転軸の軸方向の同一位置に９０度位相を異にして混練部材を配設してあるので、第１、第２の回転軸が同方向に同回転度で回転するとき、軸方向の同一位置にある第１、第２の混練部材は互に同一位置において混練物を２度練り合わせるので混練の効果が大きい。そして、混練部材は各回転軸の中心を中心として同じねじれ方向にねじれたスパイラル面上にあるので入口側から出口側へ向って混練物は混練され乍一様に送られる。そして、混練部材を軸方向に等間隔で且つ第１、第2の混練部材の各長さを等しいものとし、上述スパイラル面のリード角を等角とすると、トラフ中で混練物は軸方向において等しい混練作用を受けるので混練の効率がよい。

更に製作上、回転軸に混練部材を取り付ける取り付け部の配設が軸方向において一定間隔で位相の変化が一様であるため、製作が容易である。

更に軸方向隣り合う混練部材間に間隙を有することにより、間隔を、例えば、砂利の大きさの固形物が通過可能とすると、このような固形物が混入している混練物を混練しても過負荷にならず、固形物が破砕されることもない。

図１９から図２１に示すように一方の端部に原料の入口２ａを有し、他方の端部に原料を混練した混練物の出口２ｂを有するトラフ２中に電動機３で同方向に同回転速度で駆動される平行する２本の横軸の回転軸４，５に回転軸の中心線を中心として同じねじれ方向にねじれたスパイラル面上で軸方向において多数の混練部材６，７を備えた混練機において、
図１に示すように、該混練部材６，７は第１の回転軸４と第２の回転軸５の軸方向において同一の位置に設けられて各回転軸の直径をわたる両側に突出し軸方向において同一位置にある第１の回転軸４に設けられた第１の混練部材６（位置によって符号を添付してある。後述）と第２の回転軸５に設けられた第２の混練部材７（位置によって符号を添付してある。後述）は回転軸４，５の回転方向において９０度位相を異にしており、第１の混練部材６の第１の回転軸４を中心とする半径方向の長さと第２の混練部材７の第２の回転軸５を中心とする半径方向の長さはその長さの和が第１、第２の回転軸４，５の軸間距離よりも大で、回転中第１、第２の混練部材６，７が互に干渉しない長さで且つ第１の混練部材６と第２の回転軸５と干渉しない長さ、又は第２の混練部材７が第１の回転軸４と干渉しない長さを有することを特徴とする混練機１を提供する。

上記において、各回転軸４，５の軸方向で同一位置にある第１の混練部材６と第２の混練部材７は半径方向の長さが等しい。

混練部材６，７の長さが等しい場合軸方向で同一位置にある第１、第２の混練部材６，７が第１、第２の回転軸４，５の中心を結ぶ線に対して夫々４５度の角度をなした際に互に干渉しない長さを有する。

上記各々において、混練部材６，７は丸棒であって各回転軸４，５に取外し可能に固定されている。

上記各々において、軸方向に隣り合う混練部材６−ｎ，６−（ｎ＋１），７−ｎ，７−（ｎ＋１）（ｎ；１，２，３，・・・）は軸方向において夫々間隙をおいている。

（全体構成）
図１９は混練機の縦断面図、図２０は図１９のＡ−Ａ断面図である。ただし、図２０には図１９に示す加水器Ｓの図示は省略してある。図２１は一部断面で示す平面図である。

混練機１は図１９、図２０、図２１に示すように一方の端部に原料の入口２ａを有し、他方の端部に原料を混練した混練物の出口２ｂを有するトラフ２中に電動機３で同方向に同回転速度で駆動される平行する２本の横軸の回転軸４，５の周囲に夫々同様に回転軸４，５に軸方向において多数の混練部材６，７（図１参照）を備えている。混練部材６，７を備えた回転軸４，５をロータ１９，２１と称する。

原料の入口２ａはトラフ２の上面に開口している。混練物の出口２ｂはトラフ２の底部に開口している。混練機１が押出し機能を有する場合は出口２ｂ寄りにおいて回転軸４，５には同ねじれ方向で混練物を図１９において右方へ送るねじ羽根（不図示）を設けると共に、図１９の右端においてトラフ２に成形ダイス（不図示）を設ける。本実施例は混練のみを目的とした混練機の実施例であり、ねじ羽根を有しない。

トラフ２は図２０に示すように上部開口部２ｃを除いて混練部材６，７を取り囲むように壁面を構成したトラフ本体２ｄと、上部開口部２ｃを開放可能に閉じてあるトラフ蓋２ｅを有する。入口２ａでは開口部２ｃが拡幅されている。トラフ２の開口部２ｃはトラフ本体２ｄのほぼ全長にわたっている。開口部２ｃを閉塞するトラフ蓋２ｅに上記原料の入口２ａが設けてある。トラフ本体２ｄの長手方向の両端には端板２ｆ，２ｇが固定されている。端板２ｇには回転軸４，５の一端を軸封する軸封部材８例えばグランドパッキンが設けてある。また、端板２ｇに回転軸４，５を支持する軸受を有する軸受ユニット９，１１が固定されている。端板２ｆには回転軸４，５の他端側を軸封する軸封部材１２、例えばグランドパッキンが設けてある。

トラフ２を支持するベッド１３上に設けた軸受装置１４，１５により回転軸４，５の他端は夫々支持されている。この軸受装置１４，１５を貫通した回転軸４，５の他端にはギア１６，１７が固定してある。ギア１６，１７は同ピッチで歯数が等しい。ギア１６，１７に噛合うギア１８（図２２参照）が電動機３の出力軸端に固定されている。電動機３はベッド１３に固定されている。

図1に示すように、加水器Ｓが入口２ａと出口２ｂ間に設けてある。加水器Ｓは混合された飛灰等と固定剤例えばセメントを加湿するために、トラフ２内へ水等を送り込むものである。

この混錬機１は電動機３が駆動されるとギア１８からギア１６，１７に回転が伝えられ、ロータ１９，２１は同方向に同一回転速度で回転する。入口２ａから投入された飛灰等と固化剤はロータ１９，２１の回転により混合されて出口２ｂ側へ送られ加水器Ｓによる加湿後混錬された混練物は出口２ｂに到って排出される。

（ロータの構成）
図１に示すように混練部材６，７は第１の回転軸４と第２の回転軸５の軸方向において同一の位置に設けられている。混練部材６，７は第１の回転軸４、第２の回転軸５に夫々回転軸を中心として同じねじれ方向にねじれたスパイラル面上で軸方向において多数設けられている。このスパイラル面は一定のリードを有するが軸方向で次第にリードを変化させてもよい。また回転軸４，５の軸方向で隣接する混練部材６，７間には間隙が設けてある。

混練部材６，７は各回転軸４，５の直径をわたる両側に突出して設けられている。そして、軸方向において同一位置にある第１の回転軸４に設けられた第１の混練部材６と第２の回転軸５に設けられた第２の混練部材７は回転軸の回転方向において９０度位相を異にしている。

第１の混練部材６の第１の回転軸４を中心とする半径方向の長さと、第２の混練部材７の第２の回転軸５を中心とする半径方向の長さの和は第１、第２の回転軸４，５の軸間距離よりも大で、回転中第１、第２の混練部材６，７が互に干渉しない長さで且つ第１の混練部材６と第２の回転軸５と干渉しない長さ又は第２の混練部材７が第１の回転軸４と干渉しない長さを有する。

この混練部材６，７の形状としては丸棒、角棒、先端に平板を有する柄付パッド等各種の棒状のものが選択できる。しかし、丸棒が製作上、保守上安価である。実施例では丸棒を採用し、総ての第１の混練部材６と第２の混練部材７の長さを等しくした。ここで、混練部材６，７の長さとは回転軸４，５を中心とする半径方向において回転軸４，５の中心から各混練部材６，７の先端までの長さのことをいう。

混練部材６と７の長さを等しくした場合において、混練部材６，７が第１、第２の回転軸４，５の中心を結ぶ線の同じ側で上記回転軸４，５の中心を結ぶ線に対して夫々４５度の位置において最も接近する（後述）ので、混練部材６，７の選択し得る長さの最大長は混練部材６，７の先端が第１、第２の回転軸４，５の軸方向に直角な平面上で、第１、第２の回転軸４，５の軸方向から見た幅（丸棒の場合直径）が夫々等しくｄとし、第１、第２の回転軸４，５の軸間距離をＣＤとすると、
（ＣＤ／２）／ｃｏｓ４５°−ｄ／２となる。

混練部材６，７は第１、第２の回転軸４，５の夫々の中心線を中心として同じねじれ方向にねじれたスパイラル面上で軸方向に多数設けてある（以下、単にスパイラル面というときは回転軸の中心を中心とするスパイラル面を指す）。この第１の回転軸４上の２重のスパイラル面と第２の回転軸５上の２重のスパイラル面のリードは同リードである。このスパイラル面は等リード又は可変のリードの何れも採用できる。

（混練部材の配置）
図１は第１の混練部材６を設けた第1の回転軸４と第２の混練部材７を設けた第２の回転軸の平面図と軸直角断面図である。ロータ１９，２１の中心線は水平面上にある。各ロータ１９，２１は軸方向に等間隔で混練部材６，７が設けてある。この混練部材６，７の軸方向の位置による区別をするために各混練部材６，７にハイホンと図１において左方から右方へ順序数を付した添付号を付加する。その添付号の数字は図１において角囲みしたロットＮＯ．として示してある。例えば、図１において、最も左側の混練部材は符号を６−１，７―１と表わし左から１９番目は符号を６−１９，７―１９と表す。

図１の場合は混練部材６−１，７−１から６−２０，７−２０までは夫々右ねじれのスパイラル面上に設けられている。これらのスパイラル面はリードは一定であるが可変のリードを取ってもよい。このスパイラル面のリードが一定の場合（以下の説明は総てリードが一定の場合についての説明である。）で混練部材６，７の軸方向ピッチが一定であるため、混練部材６−ｎ，７−ｎと６−（ｎ＋１），７（ｎ＋１）のリードも一定である。本例では軸方向で隣接する混練部材６−ｎ，７−ｎと６−（ｎ＋１），７−（ｎ＋１）のリード角は３６０度÷８＝４５度となっている。

図１ではロットＮＯ．の上に夫々位相角度を異にする混練部材６，７の内同じ位相にある混練部材６，７に丸囲み順序数を付してある。即ち、丸１から丸８である。例えば丸５と丸６の混練部材６−５と６−６、７−５と７−６は４５度夫々後者が進んだリード角を持つ。

原料の入口２ａの開口範囲はロータ１９，２１の軸方向において、図１に示すように混練部材６−２，７−２よりも右方から混練部材６−１０，７−１０よりも手前である。そして入口２ａの開口範囲には混練部材６−３，７−３から６−９，７−９が位置している。混練部材６−１，７−１，６−２，７−２はこれらの混練部材がスパイラル面上にあることによるリードによって原料が軸封部材１２へ向うのを防止している。従って、この攪拌部材は軸方向で２組でなくそれ以上でもよい。

混練物の出口２ｂの開口範囲はほぼ端板２ｇ位置から、ほぼ混練部材６−２３，７−２３の位置までである。混練部材６−２０，７−２０から６−２３，７−２３まででは混練部材は逆方向にリードを付されている。即ち、第１、第２の回転軸４，５上の夫々の左ねじれのスパイラル面上にある。この左ねじれのスパイラル面のリードは前述の右ねじれのスパイラル面のリードとおなじである。

混練物の出口２ｂ上の混練部材６−２３，７−２３から６−２６，７−２６は第１、第２の回転軸４，５上の夫々の右ねじれのスパイラル面上にある。この右ねじれのスパイラル面のリードは混練部材６−１から６−２０、７−１から７−２０が配置されている右ねじれのスパイラル面のリードとおなじである。

混練部材６−２６，７−２６から６−２８，７−２８は第１、第２の回転軸４，５上の夫々の左ねじれのスパイラル面上にある。

上記において混練部材６−１から６−２８、７−１から７−２８は軸方向に隣り合う部混練部材間に間隙を有する。

上記構成の作用をのべる。電動機３が付勢されるとギア１８が回転し、ギア１８はその回転をギア１６，１７に伝える。そこで回転軸４，５は同方向に等速で回転する。即ち、ロータ１９，２１は図示矢印イ、ロの方向に等速回転する。

混練部材６−１から６−２０，７−１から７−２０までの軸方向の１個所における作用についてのべる。例えば、混練部材６−１７，７−１７についてのべる。混練部材６−１７，７−１７の位置においてはトラフ２中に混練中の原料が充満しているとする。

図２から図１８までは混練部材６−１７，７−１７（以下、６，７と略記する）が１回転する際の作用が示されている。ここで、混練部材６の回転軸４の直径をわたる両側に夫々反対方向に突出する部分を６ａ，６ｂ、混練部材７の回転軸５の直径をわたる両側に夫々反対方向に突出する部分を７ａ，７ｂとする。

図において混練部材６ｂ，７ｂには断面を示すのではないが断面を示すのに用いられる斜線を付して、第１の回転軸４上の混練部材６ａと６ｂとを分けて示してある。同様に第２の回転軸５上の混練部材７ａと７ｂとを分けて示してある。

図２に示すように、混練部材６ａ，６ｂが回転軸４，５を結ぶ線ＣＬ及びその延長線上に有って、混練部材６ｂが回転軸５の方を向いている位置及び混練部材７ａ，７ｂが回転軸５，４を結ぶ線ＣＬに直角方向の線上にあって、混練部材７ｂが上方を向いている位置を０（ゼロ）回転の位置（以下、単に０（ゼロ）位置という）とする。

図２から図１８までロータ１９，２１は連続して１回転する。図２から図１８の各図は夫々１回転中の回転角２２．５度毎の混練部材６ａ，６ｂ，７ａ，７ｂの位置を示してある。

図２から図３に示すようにロータ１９，２１が０（ゼロ）位置から矢印イ、ロの方向に夫々２２．５度回転すると、各混練部材６ａ，６ｂ，７ａ，７ｂの回転方向の前面の混練物を押す。各混練部材６ａ，６ｂ，７ａ，７ｂの回転方向の後方には各混練部材６ａ，６ｂ，７ａ，７ｂの移動の軌跡として空間ができることになるがこの空間には混練物が送り込まれる。この移動の軌跡としての空間への送り込みは各混練部材６ａ，６ｂ，７ａ，７ｂの移動方向の前面からの一部回り込みと、次に述べる軸方向からの移動による送り込みである。

混練物はロータ１９では混練部材６ａ−１から６ａ−２０、６ｂ−１から６ｂ−２０まで夫々が回転軸４を中心とする右ねじれの２重のスパイラル面上にある。及びロータ２１中においては混練部材７ａ−１から７ａ−２０、７ｂ−１から７ｂ−２０まで夫々が回転軸５を中心とする右ねじれの２重のスパイラル面上にある。そこで、混練部材６ａ−１，６ｂ−１，７ａ−１，７ｂ−１から６ａ−２０，６ｂ−２０，７ａ−２０，７ｂ−２０までは図１において混練物を左方から右方へ送る作用を有する。従って、第１から第２０番目の各混練部材の夫々の位置において混練物は軸方向の送り力を受けている。

図３に示すようにロータ１９，２１が０位置から２２．５度回転すると、０位置よりも以前から回転した混練部材７ｂの先端が画いた円弧ｃ内の混練部材７ｂの軌跡中の混練物の一部は重ねて混練部材６ｂによって混練される。そして、混練部材６ｂが円弧ｃの外側へ出るまでに曲線ｄが混練部材７ｂにより混練物が一度だけ混練される領域ｅと一度混練された混練物の一部が二度混練される領域ｆの境となる。詳しくは、領域ｆでは混練部材７ｂの移動により、混練部材７ｂの移動方向の前方から後方に回り込んだ混練物が２回目の混練を受け軸方向に送られてくる混練物が初めての混練を受ける。

図４に示すようにロータ１９，２１が０位置から４５度回転すると混練部材６ｂと７ａは長さが等しいので先端が接近する。このとき、回転軸４，５の中心を結ぶ線ＣＬに対して混練部材６ｂ，７ａは共に４５度をなしている。混練部材６ｂと７ａの先端が互いに干渉しないように混練部材６ｂと７ａの先端間に回転軸４，５の中心を結ぶ線ＣＬ方向で隙間ｔを設けてある。混練部材６ｂの移動の軌跡上には混練部材７ａが混練部材７ａの前進側の混練物を押し出すと共に入口２ａ側から出口２ｂ側方向の軸方向から送られる混練物が進入する。混練部材６ａ，７ｂは離れているので互に作用し合うことなく夫々混練を行う。

図５に示すように、図４の位置から、ロータ１９，２１がわずかに回転すると、混練部材６ｂの先端の移動の軌跡の回転軸４の中心を中心とする円弧ｇ上の点ｈに混練部材７ａの先端がくる。

図５に示すようにロータ１９，２１が０位置から６７．５度回転すると、混練部材６ｂの移動した軌跡ｉ内に混練部材７ａが入り込んで来るので、混練部材６ｂの移動方向の前面から後方に回り込んだ混練物の一部及び混練部材６ｂの移動した軌跡ｉ内へ入口２ａ側から出口２ｂ側方向の軸方向から送られて来る混練物の一部は混練部材６ｂに混練された後に混練部材７ａにより混練される。混練部材６ａと７ａは離れているので互いに作用し合うことなく夫々混練を行う。

図５において混練部材６ｂの先端の軌跡である回転軸４を中心とする円弧ｇよりも該円弧ｇ内へ、混練部材７ａは進入を深くして行く。図５にｊで示す点ｈから始まる混練部材７ａの先端の軌跡である曲線よりも混練部材６ｂに近い側は混練部材７ａの移動の軌跡外となる。単純にいえば曲線ｊと混練部材６ｂとの間は混練部材６ｂのみが作用し混練部材７ａは進入せず混練の作用もしない。

図６に示すようにロータ１９，２１が０位置から９０度回転すると、混練部材６ｂも９０度回転し、その移動の軌跡ｉの限界である円弧ｇ内の面へ混練部材７ａの９０度回転の移動の軌跡の一部ｌ（エル）が入り込む。そこで図４から図６までに混練部材７ａが混練部材６ｂの移動の軌跡ｉの限界の円弧ｇ内へ入り込んだときの混練部材７ａが作用した範囲と作用しない範囲は図６に画く曲線ｊが境となる。

図２から図６の説明で分かるように図６に示す混練部材６ａ，６ｂの右側に示す曲線ｊの回転軸４側の領域は１つの混練部材ｂによって混練物が１回混練される領域であり、曲線ｊと円弧ｇの間の領域が２つの混練部材６ｂ，７ａによって混練物が重ねて混練される領域である。ただし、重ねて混練されるのは、混練部材６ｂの移動方向の前面から後方に回り込んだ混練物であり、軸方向に送られる混練物は始めて混練される。

図７に示すようにロータ１９，２１が図２の状態から１１２．５度、図６の状態から２２．５度回転する際、混練部材７ａは回転軸４，５の中心を結ぶ線ＣＬからは混練部材６ｂの移動の軌跡への入り込み長さを減少させて行く。

図８に示すようにロータ１９，２１が図２に示す０位置から１３５度回転すると、混練部材６ａと７ａは長さが等しいので先端が接近する。このとき、回転軸４，５の中心を結ぶ線ＣＬに対して混練部材６ａ，７ａは共に４５度の角度をなしている。混練部材６ａと７ａの先端が互に干渉しないように混練部材６ａと７ａの先端間に回転軸４，５の中心を結ぶ線ＣＬの方向で隙間ｔを設けてある。この関係は図４と同様である。混練部材６ｂと７ａ、６ａと７ａ、６ａと７ｂ、６ｂと７ｂの接近時は同様に隙間ｔである。混練部材７ａの移動の軌跡ｍ上には混練部材６ａが混練部材６ａの前進側の混練物を押し出すと共に入口２ａ側から出口２ｂ方向の軸方向から送られる混練物が進入する。混練部材６ｂ，７ｂは離れているので互に作用し合うことなく夫々混練を行う。

図９に示すように、図８の位置からロータ１９，２１がわずかに回転すると、混練部材７ａの先端の移動の軌跡の回転軸５の中心を中心とする円弧ｎ上の点ｏ（オー）に混練部材６ａの先端が来る。

図９に示すようにロータ１９，２１が０位置から１５７．５度回転すると、混練部材７ａの移動した軌跡ｍ内に混練部材６ａが入り込んでくるので混練部材７ａの移動した軌跡ｍ内へ混練部材７ａの移動方向の前面から後方へ回り込んだ混練物の一部及び入口２ａ側から出口２ｂ側方向の軸方向から来る混練物の一部は混練部材６ａにより混練される。混練部材６ｂ，７ｂは離れているので互いに作用しあうことなく混練を行う。

図９において混練部材７ａの先端の軌跡である回転軸５を中心とする円弧ｎよりも該円弧内へ、混練部材６ａは進入を深くして行くので図９にｐで示す曲線よりも混練部材７ａに近い側は混練部材６ａの移動の軌跡外となる。単純にいえば曲線ｐと混練部材７aとの間は混練部材７ａのみが作用し混練部材６ａは進入せず混練の作用もしない。

図１０に示すようにロータ１９，２１が０位置から１８０度回転すると、混練部材７ａも１８０度回転し、その移動の軌跡ｍへ混練部材６ａの１８０度回転の移動の軌跡ｑの一部が入り込む。そこで図８から図１０までに混練部材６ａが混練部材７ａの移動の軌跡ｍへ入り込むときの混練部材６ａが作用した範囲と作用しない範囲は図１０に画く曲線ｐが境となる。

図２、図１０を見れば分かるように、図２において、混練部材６ａは回転軸４から回転軸５とは反対方向を向いて回転軸４，５の中心を結ぶ線ＣＬの延長線上にある。図１０において混練部材６ａは線ＣＬ上にあって回転軸４から回転軸５の方を向いている。即ち、混練部材６ａと６ｂは軸４を中心にして線ＣＬ及びその延長線上で図２と図１０では左右に入替っている。同様に混練部材７ａ，７ｂは図２と図１０では上下に入替っている。

図１０から図１８への混練部材６ａ，６ｂと７ａ，７ｂの関係は図２から図１０までの混練部材６ａ，６ｂと７ａ，７ｂの関係において混練部材６ａと６ｂを入替えると共に混練部材７ａと７ｂを入替えて考えると分かるように同様である。

かくして図１８に示すように混練部材６ａ，６ｂ，７ａ，７ｂが図２から図１８まで３６０度回転すると、混練部材６ａ，６ｂの移動の軌跡は夫々が回転軸４を除いた円ｓ内となる。同様に混練部材７ａ，７ｂの移動の軌跡は夫々が回転軸５を除いた円ｕ内となる。

そして、ロータ１９，２１が一回転する間に円ｓ内の軌跡に対して円ｕ内の軌跡が重なる部分においては、混練部材６ａと７ａ，６ａと７ｂ，６ｂと７ａ，６ｂと７ｂの何れかの組合せが混練を行うので、この範囲の混練物は回転軸４，５の軸方向において同一位置にある異なる２本の混練部材によって混練される。混練部材６ａ，６ｂ，７ａ，７ｂが１回転する間の混練物が異なる２本の混練部材により混練する範囲は図１８に示すように９０度位相を異にするこばん形の同一の曲線ｖ，ｗの外側の範囲の如くになる。この曲線ｖ，ｗ内の夫々の長径ａは混練部材６ａの半径と６ｂの半径又は７ａの半径と７ｂの半径を加えた値である。また短径ｂは回転軸４，５の軸間距離ＣＤから混練部材６ａ，６ｂ，７ａ，７ｂの半径を減じた値の２倍である。

曲線ｖ内の混練物は混練部材６ａ，６ｂによってのみ混練される。又、曲線ｗ内の混練物は混練部材７ａ，７ｂによってのみ混練される。円ｓと曲線ｖで囲まれた範囲ｘ及び円ｕと曲線ｗで囲まれた範囲ｙにおいて混練物は
（１）混練部材６ｂが混練した後に混練部材７ａが混練する（図４〜図８参照）。

（２）混練部材７ａが混練した後に混練部材６ａが混練する（図８〜図１２参照）。

（３）混練部材６ａが混練した後に混練部材７ｂが混練する（図１２〜図１６参照）。

（４）混練部材７ｂが混練した後に混練部材６ｂが混練する（図１６〜図１８参照）。

と異なる混練部材６ｂと７ａ、６ａと７ａ、６ａと７ｂ、６ｂと７ｂにより混練される。この混練の態様は先に混練を行った混練部材が混練した混練物の一部が先ず混練した混練部材の軌跡に入り込む混練部材により混練されるものである。
図１に示すように、入口２ａの端板２ｆ寄りには入口２ａの平面への投影面外に混練部材６ａ−１，６ｂ−１，７ａ−１，７ｂ−１，６ａ−２，６ｂ−２，７ａ−２，７ｂ−２が存在する。これらの混練部材は混練部材６ａ−２０、６ｂ−２０，７ａー２０，７ｂ−２０まで回転軸４，５を中心とする右ねじりのスパイラル面上に位置する混練部材６ａ−１から６ａ−２０，６ｂ−１から６ｂ−２０、７ａ−１から７ａ−２０、７ｂ−１から７ｂ−２０の一部であるから、入口２ａから投入された原料は入口直下の混練部材によって出口側へ送られる。仮に軸封部材１２側へ原料が行こうとしても、混練部材６ａ−１，６ｂ−１，７ａ−１，７ｂ−１，６ａ−２，６ｂ−２，７ａ−２，７ｂ−２によって端板２ｆ側から入口２ａ側へ押されるので軸封部材１２の耐久性を増すのに寄与する。
混練部材６−２０，７−２０から６−２３，７−２３まではこれらの混練部材が回転軸４，５を中心とする左ねじれのスパイラル面上にある。混練部材６−２３，７−２３は出口２ｂの入口側寄りの縁の真下にある。混練部材６−２０，７−２０から６−２３，７−２３は入口２ａ側から出口２ｂ側へ軸方向に送られて来る混練物に抗して逆方向に押し返す力を生ずるので入口側の混練物を密にする。そこで混練部材６−３，７−３から６−２０，７−２０で送られてくる混練物が疎になって混練効果が低下するのを防止することができる。従って、混練部材６−２０，７−２０から６−２３，７−２３では密な混練物が入口２ａ側から出口２ｂ側へ向う。
混練部材６−２３，７−２３から６−２６，７−２６まではこれらの混練部材が回転軸４，５を中心とする右ねじれのスパイラル面上にあるので、混練物は図１において右方へ送る力を受けて、ばらけさせられて出口２ｂから落下する。

出口２ｂ側では混練部材６−２６，７−２６から６−２８，７−２８まではこれらの混練部材が回転軸４，５を中心とする左ねじれのスパイラル面上にあるので混練物は少なくとも軸封部材８を加圧することなく出口２ｂに向かって落下する。これによって軸封部材８に向って混練部材が押し込まれてくることなく、軸封部材８の耐久性を増すことができる。

混練効果をみると本発明の実施例では、二本の回転軸の夫々において軸方向で同一位置にある混練部材が９０度位相を異にして同回転速度で同方向に回転するため、混練物が混ぜ合わせられる効果が大きい。特に混練部材の先端側で混練物の一部を２本の混練部材で混ぜ合わせるため混練の効果は大である。

上述において各混練部材６，７は軸方向に間隔を置いて設けてある。そして、回転軸４，５の回転速度は同一で同方向に回転する。そして各混練部材６，７は長さも大きさも同一にすることができる。尚、太さは軸方向の場所において異にすることもできる。製作上の点からは各混練部材６，７は長さ及び太さを同一にすることでコスト低減となる。混練部材６，７の断面は丸棒が製作上有利であるが角棒その他の断面でもよい。また、混練部材６，７としては回転軸４，５に固定した半径方向の柄の先に攪拌部材例えば平板を設けてもよい。この平板の面が回転して移動する方向に対して直角又は交叉する方向である。

混練部材６，７の回転軸４，５への取付けは混練部材６，７の根本は少なくとも丸棒としてこの丸棒におねじを設け、回転軸４，５に設けためねじにねじ込むようにする。又は混練部材６，７の根本に回転軸４，５の外面に接するフランジを設け、このフランジに取付穴を設け、この取付穴を挿通するボルトを回転軸４，５にねじ込むようにしてもよい。

実施例ではトラフ２を箱形のトラフ本体２ｄとし、トラフ本体２ｄにロータ１９，２０があるようにして回転軸４，５をトラフ２を挿通してトラフ外で軸受支持した。そして、トラフ蓋２ｅをトラフ本体２ｄに開閉できるように取り付けたので、混練部材６，７の摩耗、損傷に対する保守はトラフ蓋２ｅを開くだけで総て行うことができ、保守が容易である。

最良の実施の形態は第１の回転軸に設ける第１の混練部材の長さと、第２の回転軸に設ける第２の混練部材の長さを等しくしてある。しかし、図２３に示すように第１の混練部材６と第２の混練部材７の長さを異にしてもよい。この第１、第２混練部材６，７の長さが不等長の場合も、第１の混練部材６と第２の混練部材７の夫々の長さである回転軸４，５を中心とする半径の和は第１、第２の回転軸４，５の軸間距離ＣＤよりも大きく、第１、第２の混練部材６，７の先端が互いに干渉しない及び長い方の混練部材が相手混練部材を取り付けてある回転軸に干渉しない長さである。

また、図２４に示すように第１の混練部材６ａと６ｂの長さ及び７ａと７ｂの長さを夫々異にし、混練部材６ａと７ａの長さ及び６ｂと７ｂの長さを等しくしてもよい。

ただし、図２４において異なる長さの混練部材の長さの差は大きくはできない。短い混練部材６ｂ，６ａがトラフ２の内面から離れるからである。

このような２本の横軸の軸方向同一位置に混練部材を備えた実施の形態の混練機は、軸方向同一個所を軸方向に送られる混練物に異なる軸を設けた混練部材によって２度かきまぜられる混練が軸方向において逐次行われるのでよく混練されるとという効果を有する。

実施の形態の混練部材はトラフ断面が軸方向で一定で各混練部材の長さを等しくしてあり、混練部材を軸方向において等間隔で配設してあるので、軸方向において混練物は平均して混練されるので混練の効果が大きい。

実施の形態のように軸方向で混練部材間に間隙を設けることにより、混練物中に砂利のような塊状物があっても砂利を圧潰しないので過大な負荷が生ずることなく混練できる。それ故、ＥＰ灰、飛灰に塊状物が混入していても混練部材の損傷のおそれはない。従って、この混練機は砂利、砂、セメントを混合するのに用いることもできる。

軸直角断面を付記したロータの平面図である。 ０位置のロータの軸直角断面図である。 ２２．５度回転位置のロータの軸直角断面図である。 ４５度回転位置のロータの軸直角断面図である。 ６７．５度回転位置のロータの軸直角断面図である。 ９０度回転位置のロータの軸直角断面図である。 １１２．５度回転位置のロータの軸直角断面図である。 １３５度回転位置のロータの軸直角断面図である。 １５７．５度回転位置のロータの軸直角断面図である。 １８０度回転位置のロータの軸直角断面図である。 ２０２．５度回転位置のロータの軸直角断面図である。 ２２５度回転位置のロータの軸直角断面図である。 ２４７．５度回転位置のロータの軸直角断面図である。 ２７０度回転位置のロータの軸直角断面図である。 ２９２．５度回転位置のロータの軸直角断面図である。 ３１５度回転位置のロータの軸直角断面図である。 ３３７．５度回転位置のロータの軸直角断面図である。 ３６０度回転位置のロータの軸直角断面図である。 混練機の側面図である。 図１９のＡ−Ａ断面図である。 混練機の平面図である。 図１９のＢ−Ｂ断面図である。 ロータの他の実施例の軸直角断面図である。 ロータの他の実施例の軸直角断面図である。

符号の説明

ｃ…円弧 ｄ…曲線 ｅ，ｆ…領域 ｇ…円弧 ｉ…軌跡 ｊ…曲線 ｌ（エル）…軌跡 ｍ…軌跡 ｎ…円弧 ｏ…点 ｐ…曲線 ｔ…隙間 ｖ，ｗ…曲線 ｘ…円ｓと曲線ｖで囲まれた範囲 ｙ…円ｕと曲線ｗで囲まれた範囲
１…混練機
２…トラフ ２ａ…入口 ２ｂ…出口 ２ｃ…上部開口部 ２ｄ…トラフ本体 ２ｅ…トラフ蓋 ２ｆ，２ｇ…端板
３…電動機
４，５…回転軸
６…混練部材 ６ａ，６ｂ…混練部材 ６ａ−１〜６ａ−２０…混練部材 ６ｂ−１〜６ｂ−２０…混練部材 ６−ｎ（ｎ；１，２，３・・・２８）…混練部材
７…混練部材 ７ａ，７ｂ…混練部材 ７ａ−１〜７ａ−２０…混練部材 ７ｂ−１〜７ｂ−２０…混練部材 ７−ｎ（ｎ；１，２，３・・・２８）…混練部材
８…軸封部材
９，１１…軸受ユニット
１２…軸封部材
１３…ベッド
１４，１５…軸受装置
１６，１７，１８…ギア
１９，２１…ロータ

Claims (5)

1. 一方の端部に原料の入口を有し、他方の端部に原料を混練した混練物の出口を有するトラフ中に電動機で同方向に同回転速度で駆動される平行する２本の横軸の回転軸に回転軸の中心線を中心として同じねじれ方向にねじれたスパイラル面上で軸方向において多数の混練部材を備えた混練機において、
   該混練部材は第１の回転軸と第２の回転軸の軸方向において同一の位置に設けられて各回転軸の直径をわたる両側に突出し、軸方向において同一位置にある第１の回転軸に設けられた第１の混練部材と第２の回転軸に設けられた第２の混練部材は回転軸の回転方向において９０度位相を異にしており、第１の混練部材の第１の回転軸を中心とする半径方向の長さと第２の混練部材の第２の回転軸を中心とする半径方向の長さはその長さの和が第１、第２の回転軸の軸間距離よりも大で、回転中第１、第２の混練部材が互に干渉しない長さで且つ第１の混練部材と第２の回転軸と干渉しない長さ、又は第２の混練部材が第１の回転軸と干渉しない長さを有することを特徴とする混練機。
2. 各回転軸の軸方向で同一位置にある第１の混練部材と第２の混練部材は半径方向の長さが等しいことを特徴とする請求項１に記載の混練機。
3. 軸方向で同一位置にある第１、第２の混練部材が第１、第２の回転軸の中心を結ぶ線に対して夫々４５度の角度をなした際に互に干渉しない長さを有することを特徴とする請求項２に記載の混練機。
4. 混練部材は棒状であって各回転軸に取外し可能に固定されていることを特徴とする請求項１から３の何れか１つに記載の混練機。
5. 軸方向に隣り合う混練部材間に軸方向に間隙を有することを特徴とする請求項１から４の何れか１つに記載の混練機。