JP2007038192A - 混練装置及びこれに用いる攪拌ミキサー - Google Patents

Abstract

【課題】 混練対象物を全体的に均等に混練することができると共に、かかる混練時における搬送量の増加を図ることができ、混練効率の向上を図ること。
【解決手段】 混練槽１と、この混練槽１の内部に設置され当該混練槽１に搬入された固形あるいは半固形の混練対象物を攪拌すると共に搬出口に向かって搬送する攪拌ミキサー２と、を備え、この攪拌ミキサー２が、回転軸２１と、回転方向と軸方向との間に羽面を向けて回転軸２１と共に回転するよう当該回転軸２１に固定装備された送り羽２３と、を備えた混練装置であって、攪拌ミキサー２の回転軸２１に、回転時に混練対象物を破砕する破砕手段２４を備えた。
【選択図】図１

Description

本発明は、混練装置にかかり、特に、泥土やごみなどの混練対象物を攪拌して搬送する混練装置に関する。また、これに用いる攪拌ミキサーに関する。

従来、汚泥やごみなどの廃棄物は、その多くが焼却処理されており、かかる焼却に伴い大量のＣＯ_２が発生することから、地球温暖化などの環境悪化が懸念されていた。このため、近年では、汚泥などの廃棄物からコンポスト（堆肥）を生産する技術が盛んに開発されている。その工程の一例を、図４に示す。

この図に示すように、まず、トラック１０１などから搬入された原料となる廃棄物を貯留槽１０２にて受け入れ、これをベルトコンベアなどで混練装置１０３に搬送する。そして、混練装置１０３では、廃棄物を攪拌し、コンベアで半製品置場１０４へと搬送する。なお、混練装置１０３内では、廃棄物に発酵に必要な添加物が添加された状態で攪拌されてもよい。その後は、図示しない発酵槽に搬送され、かかる発酵槽で設定された発酵環境下において発酵され、コンポストが製造される。

ここで、高品質なコンポストを生成するためには、混練装置にて廃棄物を全体的に均等によく混ぜ合わせることが必要となる。さらには、廃棄物の増加に伴い、単位時間当たりの処理量を増加させること、つまり、大量に混練しつつ搬送することも必要となっている。

一方、廃棄物の性質からコンポストを生成できないものについては、廃棄物から処理が容易な燃料を生成することも行われている。かかる場合には、廃棄物に所定の材料を混合する必要があり、上述同様に全体的に均等に混ぜ合わせることができ、かつ、処理量の多い混練装置が望まれている。

さらには、工事現場などにおいては、泥土を所定の場所に埋めて用いる際に、当該泥土に固化剤を混ぜることも行われている。その場合にも、上述同様に、固化剤が泥土全体に均等に混ぜることができ、かつ、単位時間当たりの処理量の多い混練装置が望まれている。

これに対し、従来例における混練装置には、例えば、特許文献１に示すように、パドルミキサーが用いられている。パドルミキサーの詳細な構成の一例を、図５に示す。図５は、パドルミキサーを側方から見た断面図である。この混練装置１０３は、混練槽１３１内にパドルミキサー１３２が備えられており、回転軸１３２ａに複数の送り羽１３２ｂが設けられている。この送り羽１３２ｂは、回転軸１３２ａの回転方向Ｙ１と廃棄物の搬送方向Ｙ２との間に面を向く板状部材にて形成されている。具体的に、この図に示す装置では、送り羽１３２ｂの面は、回転軸１３２ａの回転方向からやや搬送方向である回転軸の一端部側に傾いた状態で設置されている。これにより、搬入口１３１ａから混練槽１３１に搬入された廃棄物は（矢印Ｙ３参照）、パドルミキサー１３２によって回転方向Ｙ１に向かって押し出されると共に、搬出口１３１ｂが形成された方向（Ｙ２）に向かっても押し出して、搬送される。そして、搬出口１３１ｂから混練された廃棄物を押し出され、次の工程へと進む（矢印Ｙ４参照）。

特開平１１−３２４０１２号公報

しかしながら、上述した従来例におけるパドルミキサーでは、送り羽の羽面によって固体物あるいは半固体物である廃棄物や泥土（以下、「混練対象物」と言う）を、混練装置内を搬送方向に円滑に搬送することは困難である。つまり、羽面の面積が大きいため混練槽内で混練対象物の目詰まりが生じ、混練対象物自体の攪拌、あるいは、他の材料との混ぜ合わせが困難になると共に、搬出口への搬送を円滑に行うことができない、という問題が生じる。また、仮に混ぜ合わせられて搬送できたとしても、その単位時間当たりの送り量は少なく、混練作業の遅延、さらには、混練対象物の処理効率が低下する、という問題が生じる。

このため、本発明では、上記従来例の有する不都合を改善し、特に、混練対象物を全体的に均等に混練することができると共に、かかる混練時における搬送量の増加を図ることができ、混練効率の向上を図ることができる混練装置を提供すること、をその目的とする。

そこで、本発明である混練装置は、
混練槽と、この混練槽の内部に設置され当該混練槽に搬入された固形あるいは半固形の混練対象物を攪拌すると共に搬出口に向かって搬送する攪拌ミキサーと、を備え、
この攪拌ミキサーが、回転軸と、回転方向と軸方向との間に羽面を向けて回転軸と共に回転するよう当該回転軸に固定装備された送り羽と、を備えた混練装置であって、
攪拌ミキサーの回転軸に、回転時に混練対象物を破砕する破砕手段を備えた、
ことを特徴とする混練装置。

上記発明によると、混練槽内に搬入された混練対象物は、攪拌ミキサーが回転することにより同時に回転する破砕手段にて破砕されつつ、送り羽の羽面によって搬送方向に押し出される。このとき、破砕手段による破砕時に、混練対象物の攪拌が促進されると共に、羽面によって押し出される際にも攪拌が促進される。このように、混練槽内で混練対象物を破砕することで、固体物や半固体物などの流動しにくい物体であっても、全体的により均等に攪拌することができ、また、容易に搬送することができるため、その混練効率の向上を図ることができる。

また、破砕手段を、回転軸から突出して当該回転軸に固定装備され、回転方向に向く部分の面積が送り羽の羽面よりも小さくなるよう設定された部材にて形成した、ことを特徴としている。例えば、破砕手段を、回転軸の軸方向に板面を向けると共に回転方向に側端面を向けて配設された破砕板にて形成した、ことを特徴としている。このとき、破砕板の外形のうち回転端付近の回転方向に向く側端部分を、回転方向とは反対方向に向かって反るよう曲線状に形成した、ことを特徴としている。さらに、破砕板のうち回転方向とは反対側に位置する一部分を、板面が回転方向と搬送方向との間に向くように曲折した、ことを特徴としている。

このように、破砕手段を回転軸から突出する板状の部材にて形成し、その側端面で破砕するよう配置することで、当該側端面の面積は小さいため、回転方向に向かって単位面積当たり高い押圧力が生じることとなり、混練対象物の破砕効果及び混練効率の向上を図ることができる。そして、その構成も容易となり、製造コストの削減を図ることができる。また、回転方向の側端部分を曲線状に形成して丸みを持たせることで、破砕板にて混練対象物を押圧する際の抵抗力を容易に逃がすことができ、円滑な回転を実現でき、混練量（搬送量）の増大を図ることができる。さらには、破砕板の一部が送り羽と同様に回転方向と搬送方向との間に向くよう曲折させているため、破砕板による搬送効果も向上させることができる。

本発明は、以上のように構成され機能するので、これによると、混練槽内に搬入された混練対象物は、破砕手段にて破砕されつつ、送り羽の羽面によって搬送方向に押し出されるため、混練対象物が固体物や半固体物などの流動しにくい物体であっても、全体的により均等に攪拌することができ、また、容易に搬送することができるため、その混練効率の向上を図ることができる、という従来にない優れた効果を有する。

本発明の混練装置は、生ごみや汚泥からコンポストを生成するために当該汚泥を攪拌したり、あるいは、泥土を固化部材として利用するために所定の添加剤を添加して攪拌するなど、流動しにくい固形物あるいは半固形物を効率よく攪拌し、かつ、搬送可能な構造であることに特徴を有する。以下、その構成について実施例にて詳述する。なお、本発明である混練装置にて混練する物体は、上述したものに限定されない。

本発明の第１の実施例を、図１乃至図３を参照して説明する。図１は、混練装置の構成を示す斜視図である。図２は、攪拌ミキサーの構成を示す説明図である。図３は、破砕板の構成を示す斜視図である。

［構成］
図１に示すように、本実施例における混練装置は、混練槽１と、この内部に設置された攪拌ミキサー２と、を備えている。そして、攪拌ミキサー２は、混練槽１内に２軸備えられており、各軸に設けられた送り羽２２や破砕板２３が相互に当接しないよう配置されている。以下、図２乃至図３を参照して、各構成について詳述する。なお、図２（ａ）は混練槽１を正面から見た断面図であり、図２（ｂ）はその側方（右側方）から見た断面図である。

混練槽１は、上面に開口部を有する断面コ字状の槽体であって、開口部の形状は長方形である。また、深さ方向もほぼ同様の形状にて形成されているが、内底面部分は下方に向かって円弧を描く、長辺に沿った２つの半円筒形状が並んだ形状に形成されている。これは、後述する攪拌ミキサー２の送り羽２２の回転端の軌跡に対応するためである。

また、混練槽１の一端側（図２（ａ）の右側）の底面には、外部に通ずる搬出口１１が形成されている。そして、混練槽１の開口部の他端側（図２（ａ）に左側）から、後述するように、混練対象物（図示せず）が搬入されて一端側（２（ａ）右側）に向かって搬送されつつ、混練槽１内で攪拌され、上記搬出口１１から搬出される。

次に、混練槽１内に２つ装備された攪拌ミキサー２について説明する。攪拌ミキサー２は、開口部が略長方形の混練槽１の長辺に沿って配置された回転軸２１と、搬入された混練対象物を搬送方向に搬送する送り羽２３と、回転時に混練対象物を破砕する破砕板２４と、を備えている。

回転軸２１は、断面正方形の軸部材であって、図２（ｂ）に示すように、混練槽１内のほぼ同じ深さの位置に２本が平行に配置されている。そして、図示しない回転駆動装置から回転力が付勢される。この回転軸２１には、その外周に環状部材２２が所定の間隔で複数固定装備される。この環状部材２２は、具体的には、略円環状であって内部空間部が軸に合わせて正方形に形成されており、その中心で２つに分割されている。そして、分割された２つの部材にて回転軸２１を挟んで、ボルト・ナットで一体化することで、回転軸２１の周囲に固定される。また、環状部材２２の外周面には、外周方向に突出する送り羽２３と破砕板２４とがそれぞれ１つずつ備えられている。なお、図２（ａ）では、回転軸２１の中央部分に備えられている環状部材２２とこれに装備されている送り羽２３及び破砕板２４を省略して図示しているが、図１に示すように、回転軸２１にほぼ等間隔に一様に備えられている。

送り羽２３は、従来例において説明したものとほぼ同様の構成を採っており、混練槽１内で混練対象物を攪拌しつつ搬送方向（図２（ａ）の左から右に向かう方向）に送り出すよう、羽面が傾いて設置されている。具体的には、回転軸２１の軸方向に対して垂直な面から回転方向に所定の角度（例えば、４５度）だけ傾いて配置されている。なお、羽面の角度は上記角度に限定されず、回転方向と軸方向との間に羽面を向け配置されていればよい。これにより、混練対象物を回転方向に押し出して攪拌を促進すると同時に、搬送方向にも押し出して、搬出口１１に向かって搬送することを促進できる。但し、回転軸２１の搬送口１１側である一端側の端部に装備された送り羽２３は、搬送方向とは逆向きに羽面を向いて配置されている。これは、一端部まで搬送された混練対象物を搬出口１１に搬出させるためである。

また、破砕板２４は、上記環状部材２２の外周に、上記送り羽２３とは反対側の位置に固定装備されている。この破砕板２４は、略板状の部材であって、その板面が回転軸２２の軸方向を向くよう配置される。つまり、その板厚部分となる側端面が回転方向に向くよう配置される。ここで、破砕板２４の具体的な形状を、図３を参照して説明する。図３は、破砕板２４を示す斜視図である。

図３に示す破砕板２４は、略長方形に形成されており２つの孔が形成されている端部（図３の下側端部）が環状部材２２に固定される端部であり、符号２３ａ，２３ｂにて示す側が回転端部である。この図に示すように、破砕板２４は、固定箇所付近から回転端に向かうにつれて回転方向とは反対方向に曲折して形成されている。つまり、回転方向を向く側端面の回転端付近の外形（符号２３ａにて示す部分）は、回転方向とは反対側に向かって反るよう円弧形状に形成されている。また、さらにその先の回転端付近、具体的には、破砕板２４の回転方向とは反対側の一部（符号２３ｂに示す部分）が、その板面が回転方向Ａ１と搬送方向Ａ２との間を向くよう曲折されて形成されている。

そして、上述した送り羽２３と破砕板２４とが固定装備された環状部材２２が、回転軸２１に所定の間隔にて装備される。このとき、隣り合う各送り羽２３と各破砕板２４とが同様の位置とはならないよう配置する。例えば、４分の１回転ずつずらして配置される。なお、上述した本発明の混練装置及びこれを構成する各部材の形状等は一例であって、必ずしも上述した形状等に限定されない。

［動作］
次に、上記構成の混練装置の動作を説明する。まず、混練槽１の開口部の左端側から混練対象物がベルトコンベアなどにより搬入される。このとき、混練対象物に応じて、必要な添加剤を混練槽１内に添加する。そして、混練槽１内では攪拌ミキサーが回転することにより、送り羽２３の羽面によって混練対象物が回転方向Ａ１に押し出されると共に、搬送方向Ａ２にも押し出される。これにより、混練対象物の攪拌が行われると同時に、混練槽１への搬入口となった左端側とは反対側の右端側に形成されている搬出口１１に向かって、混練対象物を搬送することができる。

これと同時に、攪拌ミキサー２が回転することにより破砕板２４も回転しており、この破砕板２４によってさらに混練対象物の攪拌が促進されている。具体的には、破砕板２４が回転するとその側端面が混練対象物を押圧する面となるが、この押圧面は先に説明した送り羽２３の羽面と比べると面積が小さい。このため、回転時には、単位面積当たりでは送り羽２３に比べて大きな力で押圧することができるため、より効率よく混練端対象物を押圧して破砕し、攪拌させることができる。従って、混練対象物が固体物や半固体物などの流動しにくい物体であっても、攪拌及び搬送が容易となる。そして、本実施例では、特に、破砕板２４の回転端となる部分の側端面が円弧状あるいは曲線状に形成されているため、混練対象物を押圧する際の抵抗力を低減させることができ、円滑な回転を実現できる。さらには、破砕板２４の一部が送り羽２３と同様に回転方向と搬送方向との間に向くよう曲折させているため、破砕板２４による搬送効果も発生させることができる。

以上より、本発明によると、混練対象物が固体物や半固体物などの流動しにくい物体であっても、混練時に混練対象物を破砕板２４によって破砕を同時に行っているため、攪拌が容易になると共に、その搬送が円滑となり、攪拌処理量が増加する。従って、攪拌処理効率の向上を図ることができると共に、混練装置を用いて生成する製品の製造コストの低減を図ることができる。

本発明である混練装置は、生ごみや汚泥からコンポストを生成するために必要な攪拌工程や、泥土などに固化剤を添加して攪拌する工程において利用することができ、産業上の利用可能性を有する。

混練装置の構成を示す斜視図である。 混練槽及び攪拌ミキサーの構成を示す図である。図２（ａ）は正面から見た断面図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）を右側方から見た断面図である。 攪拌ミキサーを構成する破砕板の構成を示す斜視図である。 コンポストを生成する工程の一部を説明する説明図である。 従来例における混練装置の構成を示す断面図である。

符号の説明

１ 混練槽
２ 攪拌ミキサー
１１ 搬出口
２１ 回転軸
２２ 環状部材
２３ 送り羽
２４ 破砕板（破砕手段）

Claims (6)

1. 混練槽と、この混練槽の内部に設置され当該混練槽に搬入された固形あるいは半固形の混練対象物を攪拌すると共に搬出口に向かって搬送する攪拌ミキサーと、を備え、
   この攪拌ミキサーが、回転軸と、回転方向と軸方向との間に羽面を向けて前記回転軸と共に回転するよう当該回転軸に固定装備された送り羽と、を備えた混練装置であって、
   前記攪拌ミキサーの回転軸に、回転時に前記混練対象物を破砕する破砕手段を備えた、
   ことを特徴とする混練装置。
2. 前記破砕手段を、前記回転軸から突出して当該回転軸に固定装備され、回転方向に向く部分の面積が前記送り羽の羽面よりも小さくなるよう設定された部材にて形成した、ことを特徴とする請求項１記載の混練装置。
3. 前記破砕手段を、前記回転軸の軸方向に板面を向けると共に回転方向に側端面を向けて配設された破砕板にて形成した、ことを特徴とする請求項１又は２記載の混練装置。
4. 前記破砕板の外形のうち回転端付近の回転方向に向く側端部分を、回転方向とは反対方向に向かって反るよう曲線状に形成した、ことを特徴とする請求項３記載の混練装置。
5. 前記破砕板のうち回転方向とは反対側に位置する一部分を、板面が回転方向と搬送方向との間に向くように曲折した、ことを特徴とする請求項３又は４記載の混練装置。
6. 固形あるいは半固形の混練対象物が搬入され攪拌後に搬出する搬出口を備えた混練槽の内部に設置され、回転軸と、回転方向と軸方向との間に羽面を向けて前記回転軸と共に回転するよう当該回転軸に固定装備された送り羽と、を備え、回転することにより前記混練対象物を攪拌すると共に搬出口に向かって搬送する攪拌ミキサーであって、
   前記回転軸に、当該回転軸の軸方向に板面を向けると共に回転方向に側端面を向けて配設された破砕板を設けた、ことを特徴とする混練ミキサー。
   
   

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