JP2006346510A

JP2006346510A - 二軸混合機

Info

Publication number: JP2006346510A
Application number: JP2003419916A
Authority: JP
Inventors: Teruki Fujiki; 輝己藤木; Yoshihiro Kuroda; 義広黒田
Original assignee: Kitagawa Iron Works Co Ltd
Current assignee: Kitagawa Iron Works Co Ltd
Priority date: 2003-06-30
Filing date: 2003-12-17
Publication date: 2006-12-28
Also published as: TW200505650A; WO2005000455A1

Abstract

【課題】攪拌槽に水平且つ二つの平行な回転軸芯を設け、各々の回転軸芯回りに互いに反対方向へ回転する攪拌具を備える二軸混合機において、一方の軸から対向する軸へ材料を移動することが確実に行われる二軸混合機を提供すること。
【解決手段】攪拌具が回転軸芯に対して螺旋状に形成される混練羽根と、該混練羽根と逆方向の螺旋に形成される切返し羽根を有し、一方の攪拌具の一端に混練羽根を設け他方の攪拌具は前記一方の攪拌具の混練羽根に対向する側に切返し羽根を設け、対向する混練羽根と切返し羽根が夫々回転して攪拌槽の最下部を通過する際に、まず先に混練羽根が攪拌槽の最下部を通過し、次に切返し羽根が攪拌槽の最下部を通過するように混練羽根と切返し羽根が配設されていること
【選択図】図１

Description

本発明は、材料の混合に用いる二軸混合機に関するものである。

従来の材料の混合においては、例えば生コンクリート用の二軸混合機では攪拌槽内に回転自在で２本の水平なシャフトを平行に配置し、前記シャフトの長手方向に攪拌羽根を取り付けシャフトを回転することにより、攪拌羽根の回動で材料を上下方向に切り返しながら混合を行っていた。この際、攪拌槽内の材料の移動は攪拌槽内を円環状に水平方向へ循環移動を繰り返し行い、生コンクリートを攪拌して混合を行っていた。この材料の循環移動を高めるために攪拌羽根を螺旋形状とし、シャフトの長手方向での材料の移動を連続的に行うことで、材料の移動速度を高めることが行われていた。
さらに、攪拌羽根に攪拌搬送部と攪拌変向部を設け、攪拌搬送部によりシャフトの長手方向へ送られる材料が攪拌変向部に送られると前記攪拌搬送部とは逆方向への搬送力が付与され、行き場を失った材料は移動方向が横方向へ変更されて隣接するシャフト側へ送られるようになされている。（例えば、特許文献１参照）

しかしながら、前記のような構成では材料はシャフトの長手方向への移動は高められるが、循環移動に必要である一方のシャフトから隣接する他方のシャフトへの材料の移動は充分に行われていない。
従来の構成によると、前記のように材料をシャフトの長手方向のみに正逆両方向から移動させて材料同士の衝突が起こる一ヶ所での材料の密度を上げ、そこからあふれた材料のみが行き場を失い隣接するシャフト側へ移動するので、移動量が充分でなく材料の循環移動がスムーズに行えない。
そのため、攪拌層内の材料が均一に循環移動できずに片寄った混合となり、均一で良質な混合物の製造ができない。
特に、高強度コンクリートや高流動コンクリートなどの粘性の高い生コンクリートを混合する場合には、材料の移動は行われにくいので隣接するシャフト側への移動が少量の材料しか行われず、充分な混合ができない。材料を均一にするには長時間混合する必要があり、短時間で効率的な生コンクリートの製造が困難となる。
また、混合する材料は前記従来例のような生コンクリートに限らず、建設現場で発生する建設発生土と粉体である添加材を混合する際に用いる二軸混合機（特許文献２参照）や、圧縮成形方法に用いる粉体材料を粉体とバインダとを混合して製造する際に用いるブレードミキサ（特許文献３参照）などにおいても、前記従来例と同様に二軸混合機で混合する際には、一方の軸から対向する軸への材料の移動が行われにくく、充分な混合ができない。

特開２００３−１２６６６８号公報特開２００２−２２７２３７号公報特開２００２−１４４３２８号公報

したがって、本発明は、材料の混合に用いる二軸混合機において、一方の軸から対向する軸へ材料を移動することが確実に行われる二軸混合機を提供することを目的とする。

前述の課題を解決するために本発明は、攪拌槽に水平且つ二つの平行な回転軸芯を設け、各々の回転軸芯回りに互いに反対方向へ回転する攪拌具を備える二軸混合機において、前記攪拌具が回転軸芯に対して螺旋状に形成される混練羽根と、該混練羽根の回転軸芯方向に並列し回転軸芯に対して混練羽根の螺旋と逆方向の螺旋に形成される切返し羽根と、前記混練羽根の一端を切返し羽根の一端に連結すると共に回転軸芯に対して略放射方向に配設される連結部材と、攪拌槽内の両側壁へ僅かに突出し前記回転軸芯で回転自在に備えられ且つ前記混練羽根及び切返し羽根の連結部材で連結されない他端部を固着する回転支持部材とで構成され、一方の攪拌具の一端に混練羽根を設け他端に切返し羽根を設けると共に他方の攪拌具は前記一方の攪拌具の混練羽根に対向する側に切返し羽根を設け他端側に混練羽根を設け、対向する混練羽根と切返し羽根が夫々回転して攪拌槽の最下部を通過する際に、まず先に混練羽根が攪拌槽の最下部を通過し、次に切返し羽根が攪拌槽の最下部を通過するように混練羽根と切返し羽根が配設されていることを特徴とする。

本発明によれば、材料の混合における攪拌槽内での材料の循環移動において、一方の軸から対向する軸へ材料を移動することが確実に行われ、且つ大量に移動することができるので攪拌槽内の材料が確実に循環移動され、攪拌槽内での材料の循環移動が活発に行われ、混合物の均一な混合を行うことが可能となる。
また短時間での混合が可能となり混合効率を高めることができる。
特に混合物が生コンクリートの場合において、短時間での混合が可能となるので、生コンクリートの製造の需要が集中する朝・昼などの作業開始時期（土木工事の場合には、まず最初に生コンクリートを打設して作業を始めるため、製造プラントへ複数の作業現場から同時に生コンクリートの製造要求が集中し、短時間の内に大量の生コンクリートを製造する必要がある。）であっても生コンクリートの製造が遅れることなく製造でき、一時期に集中する大量の生コンクリートの需要に対応することができる。

本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。
図１は、本発明の二軸混合機の実施の１形態の平面図を示す。図２は、実施の１形態の斜視図を示す。
攪拌槽１は上方を開口し、材料の投入口となし、底部にゲートを開閉可能に備えた排出口を有する。また、攪拌槽１の内側には２つの水平且つ平行な回転軸芯が設けられ、この回転軸芯を回転中心とする攪拌具２が各々の回転軸芯へ備えられている。
前記２つの攪拌具２は各々回転軸芯回りに互いに反対方向へ回転するように攪拌槽１に回転自在に設けられている。

攪拌具２は回転軸芯に対して螺旋に形成される混練羽根３と、混練羽根３とは逆方向へねじる螺旋に形成される切返し羽根４を有し、前記混練羽根３と切返し羽根４は回転軸芯方向へ並べて構成されている。
並列する混練羽根３と切返し羽根４の隣り合う一端は各々を連結部材５により連結される。連結部材５は回転軸芯に対して略放射方向に配設される。
連結部材５により、回転軸芯上に連結された混練羽根３と切返し羽根４は連結されない両端部を回転支持部材７に固着させる。
回転支持部材７は攪拌槽１内の両側壁１１からわずかに突出して設けられ、回転軸芯を中心として回転自在に設けられる。
攪拌具２は前記混練羽根３と切返し羽根４と連結部材５と回転支持部材とから構成され回転軸芯で回転自在に攪拌槽１内へ水平で平行に設けられる。
攪拌槽１に設けられる２つの攪拌具２は、夫々対向する羽根が異なる構成になされている。一方の攪拌具２ａの一端に混練羽根
３が設けられ、他方の攪拌具２ｂの対向する側には、切返し羽根４が設けられる。

次に攪拌具２ａに設けられる混練羽根３とこれに対向する攪拌具２ｂに設けられる切返し羽根４の位置関係について説明する。
図３に混練羽根３とこれに対向する切返し羽根４を示す図１のＹ−Ｙ側断面図を示す。
図３において、攪拌槽１の内部に設けられた混練羽根３は、回転軸芯Ｂ１を中心に回転するようになされ、図中に混練羽根回転域９を円形で図示している。前記混練羽根３に対向して切返し羽根４が設けられており、回転軸新Ｂ２を中心に回転するようになされ、図中に切返し羽根回転域１０を円形で図示している。
また、混練羽根３が回転し攪拌槽１の最下部へ混練羽根３の外方先端部が到達する点Ａ１と同様に切返し羽根４が回転し攪拌槽１の最下部へ切返し羽根４の外方先端部が到達する点Ａ２を図３中に示す。
混練羽根３と切返し羽根４の相対的な取付角度の位置関係は、まず混練羽根３が図３において時計回りに回転され、混練羽根３の外方先端部が攪拌槽１の最下部Ａ１を通過する。
次に切返し羽根４が図３において反時計回りに回転され切返し羽根の外方先端部が攪拌槽１の最下部Ａ２を通過する。
以上のような位置関係に混練羽根３と切返し羽根４を配設し、連続する螺旋形状を互いに逆向きに形成する。

以下に本発明の作用について説明する。
図４に図３の側断面図における攪拌状態の作用図を示す。
図４（ａ）〜（ｄ）に混練羽根３と切返し羽根４が各々回転した状態を段階的に表し、図中右方の混練羽根３側の材料１２と図中左方の切返し羽根４側の材料１３の夫々の動きを示している。
図４（ａ）において、混練羽根３が攪拌槽１の最下部Ａ１を通過し、その後切返し羽根４が攪拌槽１の最下部Ａ２の位置にある状態を示す。
この状態では、混練羽根３の回転方向側の材料は、攪拌槽１の底部から上方へ回転する混練羽根３に押されて上方へ押し上げられ、密度の高い状態となる。反面、混練羽根３が通過した後の材料は、混練羽根３により回転方向へ搬送された後の密度の低い状態となる。
この時、切返し羽根４の回転方向側の材料は、前記混練羽根３と同様に回転する切返し羽根４に押されて上方へ押し上げられ、密度の高い状態となる。

図４（ｂ）において、夫々の羽根の回転が進むと、混練羽根３は略水平状態となり、切返し羽根４は先端部を攪拌槽１の最下部Ａ２を通過し、先端部は対向する混練羽根側を下方へ傾斜した状態となる。
この時、切返し羽根４の回転方向側の材料は、回転する切返し羽根４に押されて密度の高い状態で対向する混練羽根３側へ押し出される。押し出された切返し羽根４側の材料は混練羽根３の通過した後の密度の低い状態の材料の方へ送られる。
したがって、切返し羽根４側の材料１３が対向する混練羽根３側へ移動することができる。
この場合では、混練羽根３側の材料１２が低い密度状態であり、切返し羽根４側の材料１３が高い密度状態であるので切返し羽根４で押し出された高い密度の材料が混練羽根３側へ移動しやすい状態となり、攪拌層の下層部において確実に材料の移動が行われるので、大量の材料を容易に移動することができる。

図４（ｃ）で示すように、さらに回転が進むと、混練羽根３は水平位置から回転し回転方向側の面を右下方に傾斜した状態となる。
そのため混練羽根３は、回転することにより切返し羽根４によってすくい上げられた切返し羽根側にある材料１３をすくい上げ、混練羽根側へ移動させる。
図４（ｄ）の状態では、混練羽根３ですくい上げた切返し羽根４側の材料１３を混練羽根３側へ落下し移動させる。
この場合、攪拌槽の上層部において切返し羽根４側の材料１３が混練羽根３側へ移動される。

本発明は、混練羽根３と対向して配置される切返し羽根４が互いに逆方向へねじれを有する螺旋に形成され、互いに反対方向へ回転することにより、前記のように配設された混練羽根３と切返し羽根４が、前述の切返し羽根４側の材料１３を混練羽根３側へ移動させる作用を連続して作用させる。
これにより、一方の軸から対向する軸へ材料を移動することが確実に行われ、図１のＺで示すように攪拌槽１内の材料が均一に循環移動される。
本発明の実施例では、混合する材料が建設現場で発生する建設発生土と粉体である添加材を混合する場合、薬剤や固化材などの製造において複数種の粉体同士を混合する場合、小麦・大豆等の穀粒と添加物を混合し飼料を製造する場合、生コンクリートを製造する際に砂利・砂とセメントと水を混合する場合などにおいても、前記実施例における羽根の移動による羽根の移動方向前後での材料の密度変化が発生し、混練羽根３と切り返し羽根４による材料の移動が前記実施例と同様に作用する。前記各種材料においても、混練羽根３が通過した後の密度の低い状態の所へ対向する切り返し羽根４の押し出す密度の高い材料が移動し、一方の軸から対向する軸への材料の移動が確実に行われる。

図５は材料の移動作用の発生する部位の位置を示す説明図である。
図５には、前記図４（ｂ）で説明した材料の他方の軸への移動作用が発生する部位を発生点Ｘで示し、攪拌具２が回転することで発生点Ｘが連続的に移動して材料の他方の軸への移動作用が継続的に行われるのを示している。
図５（イ）において、発生した材料の移動作用は攪拌具２が回転することにより位置を変えて連続的に発生する。
図５の（イ）〜（ホ）には、攪拌具２に材料移動作用が発生する発生点Ｘを攪拌具２が３０°回転するごとに図示し、前記材料移動作用が切返し羽根の全域にわたって連続的に発生していることを表している。
これにより混練羽根３と切返し羽根４は周方向の角度を３６０°以下に亘って連続して螺旋に形成し、また、混練羽根３と対向する切返し羽根４の螺旋のひねり角が夫々同じ大きさの角度（例えば、混練羽根３のひねり角度がα°切返し羽根のひねり角度が−α°）とすると、材料の移動作用が羽根の全域で行われ、これにより均一な材料移動が実現できる。

本発明では、従来例の構成にある攪拌羽根を支持し回転させるシャフトを有していないので攪拌槽１内での材料の移動がより容易となり、移動しやすくなる。
これは、材料の水平移動に限らず、材料の上下移動にも優れた効果を奏するものである。
すなわち、混練羽根３と切返し羽根４が回転することで攪拌槽１の底部から上方へはね上げられる材料は上方より落下し、底部の材料と合わさることで混合される。
本発明は、攪拌槽１内にシャフトを有しないので上方から落下する材料に対し障害物のない状態で落下エネルギーが減衰することなく勢い良く落下し、材料がよりよく混合される。また、落下エネルギーが大きいことにより材料同士に圧縮やせん断力がより大きく作用し、混合のみならず、混練作用も大きく働く。

また、前記実施例では混練羽根３と切返し羽根４の夫々のひねり角は同じ大きさの角度としているが、これに限定するものではなく、他の実施例として、混練羽根３の長さが切返し羽根４の長さより長い場合は、攪拌槽１内の材料の循環移動において、軸方向の移動のみが活発になされ、切返し羽根４による一方の軸から他方の軸への移動が不足する。すると一方の軸側に材料が溜まることになり、攪拌槽１内の材料の循環移動がスムースに行わず、材料の混合が充分にできない。
そのため切返し羽根４による材料の軸間移動をより大量に行う必要がある。
そこで切返し羽根４のひねり角の角度の大きさを混練羽根３のひねり角の大きさより大きくし、切返し羽根４が一回転で行う材料の軸間移動量をより多くすることで、混合羽根３による軸方向の材料の移動に合わせて切返し羽根４による材料の軸間移動を行うことができる。
したがって、攪拌槽内を循環移動する材料は一方の軸側で留まることなく攪拌槽内全域をスムーズに循環移動することが可能となり、材料の混合を良好に行うことができ良質の混合物が短時間で得られる。

また、混練羽根３と切返し羽根４の回転半径方向の幅は、羽根の回転軌跡の半径の１／３〜２／３であると、より大容量の材料の搬送が可能となり、回転軸方向への材料の水平移動とともに一方の軸から対向する軸への材料の移動も大量に効率よく行うことができる。

本発明の実施例の平面図。本発明の実施例の斜視図。図１中におけるＹ−Ｙ断面図。Ｙ−Ｙ断面図における材料の移動状態を示す説明図。本発明における材料の移動作用発生点を示す説明図。

符号の説明

１攪拌槽
２攪拌具
３混練羽根
４切返し羽根
５連結部材

Claims

攪拌槽に水平且つ二つの平行な回転軸芯を設け、各々の回転軸芯回りに互いに反対方向へ回転する攪拌具を備える二軸混合機において、前記攪拌具が回転軸芯に対して螺旋状に形成される混練羽根と、該混練羽根の回転軸芯方向に並列し回転軸芯に対して混練羽根の螺旋と逆方向の螺旋に形成される切返し羽根と、前記混練羽根の一端を切返し羽根の一端に連結すると共に回転軸芯に対して略放射方向に配設される連結部材と、攪拌槽内の両側壁へ僅かに突出し前記回転軸芯で回転自在に備えられ且つ前記混練羽根及び切返し羽根の連結部材で連結されない他端部を固着する回転支持部材とで構成される二軸混合機。
前記二つの攪拌具が、一方の攪拌具の一端に混練羽根を設け他端に切返し羽根を設けると共に、他方の攪拌具は前記一方の攪拌具の混練羽根に対向する側に切返し羽根を設け他端側に混練羽根を設け、対向する混練羽根と切返し羽根が夫々回転して攪拌槽の最下部を通過する際に、まず先に混練羽根が攪拌槽の最下部を通過し、次に切返し羽根が攪拌槽の最下部を通過するように混練羽根と切返し羽根が配設されていることを特徴とする請求項１記載の二軸混合機。
前記混練羽根と切返し羽根の回転半径方向の巾が回転軌跡の半径の１／３〜２／３であることを特徴とする請求項１又は２記載の二軸混合機。
前記混練羽根と切返し羽根のひねり角が角度の大きさを同一に形成することを特徴とする請求項１又は２記載の二軸混合機。
前記切返し羽根のひねり角が対向する混練羽根のひねり角よりも角度の大きさを大きく形成することを特徴とする請求項１又は２記載の二軸混合機。
前記混練羽根と切返し羽根が回転軸芯方向の長さを同一に形成することを特徴とする請求項１又は２記載の二軸混合機。
前記混練羽根の回転軸芯方向の長さが対向する切返し羽根の長さよりも長く形成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の二軸混合機。