JP2014054583A - 混合手段を備える連続式混合装置 - Google Patents

Abstract

【課題】スクリュ羽根やパドルを備える連続ミキサにおいて、十分な混合能力を有し混合不足を解消するとともに、材料の搬送はスムーズに行ない、混合材料を一定量で連続的に供給することを妨げない構造の安定した供給量を確保する連続式混合装置を提供することを目的とする。
【解決手段】スクリュー羽根やパドルで構成される複数の混合手段が混合軸の回転軸芯方向へ隣接して備えられ、回転軸芯方向に隣り合う混合手段が材料の搬送能力に違いを有して設けることにより、材料同士の衝突を発生させ混合作用を促す。
【選択図】 図４

Description

本発明は、セメントやフライアッシュ等のセメント類似物の粉粒物と、水と、粘土や砂利、砂等の土壌系材料などの各種材料を連続的に混合して、セメント系混合物を得る連続ミキサに関する。

建設工事などで発生する建設発生土または浚渫土砂等の土壌系材料を有効活用するために建設現場では、前記土壌系材料と、セメントおよびセメント類似物等の固化材、水を連続ミキサに投入し、連続ミキサの混合手段を用いて、混合を行ない、再利用混合物として建設現場の埋め戻し材に再利用されている。
図１に一般的な連続ミキサの側断面図を示している。
一般に連続ミキサは、ケース１０内にスクリュ羽根やパドル１２を回転軸１１に備えている。回転軸１１は、両端を回転可能に支持されており、モーター１３の駆動力により回転駆動する。ケース１０には一端側に材料が供給される材料投入口１４と、材料投入口１４の他方側へ材料排出口１５を設けている。
材料投入口１４から供給された材料は、回転軸１１の回転によりケース１０の他方側へ送られながら、スクリュ羽根やパドル１２の回転動作により材料の対流、拡散及びせん断、圧縮の作用を受けながら材料同士の混合が行なわれる。

ところが、材料を送りながらの混合作用では、材料の十分な混合を行なうことは容易にできない。
本出願人は、この点を鑑み、混合不足を解消する連続ミキサを用いた混合方法を提案している。（特許文献１参照）
この連続ミキサは、混合材料の送り方向に対して、材料を反対方向へ逆送させる戻し手段を設けている。これにより、送り側のスクリュ羽根やパドル１２ａで送られる材料と、戻し手段のスクリュ羽根やパドル１２ｂで逆送される材料との衝突を起こし、相互に圧縮、せん断作用を発生させて混合を行なうものである。
図２にこの連続ミキサの作用説明図を示す。
回転軸に設けられた送り側のパドル１２ａにより、材料は送り方向へ順次送られていく。（図２の矢印Ａ方向）
これに対して、材料を反対方向へ逆送させる戻し手段が設けられ、リードの方向を異なるパドル１２ｂを取り付けているので、材料の移動方向が逆方向へ変換される。（図２の矢印Ｂ方向）
そのため、送り方向へ送られる材料と、逆方向へ送られる材料同士が衝突を起こし、混合が行なわれる。

特開２０００−３３６１５号公報

しかしながら、前述の連続ミキサは、材料を逆送させることで混合を促進させるものであるから、必然的に材料を供給側とは逆に送らなければならない。
そのため、材料を供給方向へ送る際には、材料を逆送するスクリュー羽根やパドルが材料の搬送の邪魔をし、順当に材料を送ることができない。
戻り手段であるスクリュー羽根やパドルの羽根の間をすり抜けた材料のみが供給方向へ送られることとなる。
材料を逆送することは、材料同士の衝突による混合作用は、十分に行なわれ、確実な混合を得ることができるが、材料の搬送はスムーズに行なわれず、混合材料を一定量で連続的に供給することの妨げとなる。

したがって、本発明は、前述の問題点を解決するため、連続ミキサにおいて、十分な混合能力を有し混合不足を解消するとともに、材料の搬送能力を妨げない構造の安定した供給量を確保できる連続ミキサを提供することを目的とする。

前記課題を解決するため、本発明は、混合槽と、該混合槽へ略水平に設けられる回転可能になされた混合軸を有し、異種材料の混合を行なう連続式混合装置において、前記混合軸が、材料を軸方向へ搬送しつつ混合する複数の混合手段を有し、複数の混合手段が混合軸の回転軸芯方向へ隣接して備えられ、回転軸芯方向に隣り合う混合手段が材料の搬送能力に違いを有して設けられることを特徴とする。

また、前記混合手段が、回転半径外方へ向けて放射状に設けられたアームと、該アームの外方へ取り付けられた板状のパドルから構成され、前記回転軸芯方向へ隣り合うパドルが、回転軸芯に対するパドルの取付け角度を互いに異なる事によって材料の搬送能力に違いを有して設けられることを特徴とする。

また、前記混合手段が、回転半径外方へ向けて放射状に設けられたアームと、該アームの外方へ取り付けられた板状のパドルから構成され、前記回転軸芯方向へ隣り合うパドルが、回転軸芯に対するパドルの幅の大きさを互いに異なる事によって材料の搬送能力に違いを有して設けられることを特徴とする。

また、前記混合手段が、回転半径外方へ向けて放射状に設けられたアームと、該アームの外方へ取り付けられた板状のパドルから構成され、前記回転軸芯方向へ隣り合うパドルが、半径方向の大きさを互いに異なる事によって材料の搬送能力に違いを有して設けられることを特徴とする。

また、前記混合手段が、複数のらせん状のスクリュ羽根で構成され、前記回転軸芯方向へ隣り合うスクリュ羽根の半径方向の大きさを互いに異なる事によって材料の搬送能力に違いを有して設けられることを特徴とする。

本発明によれば、連続式混合装置において、材料の搬送に対して、これを妨げることなく材料の混合を効率よく行うことができ、従来の混合装置に比べて、材料の混合や、搬送にための動力を小さく設定することが可能となり、設備のコンパクト化や低コスト化が実現できる。

また本発明によれば、材料の混合時に材料の逆送が発生しないで、材料の搬送がスムーズに行われ、混合材料を安定した量で供給することができ、継続して一定量の材料を得ることができる。

従来の連続ミキサの側断面図。 従来の別の連続ミキサの作用説明図。 本発明の第一実施例における連続ミキサの側断面図。 第一実施例における作用説明図。 本発明の第二実施例における連続ミキサの回転軸断面部を示す図。 本発明の第三実施例における連続ミキサの縦断面図。

以下に、本発明の実施例を図に示しながら、実施の形態について説明する。
図３は、本発明の第一実施例における連続式混合装置である連続ミキサの側断面図を示している。
本発明における連続式混合装置である連続ミキサは、混合槽１と、混合槽１内に平行な２本の回転軸２が水平に配置されている。
混合槽１は、中空の円筒形状で構成され内部に空間を形成しており、この空間に開口する材料投入口３と、材料排出口４が設けられている。
混合する材料が供給される材料投入口３は、混合槽１の長手方向における一端側の上方にあって、混合槽１の上壁を開口し、材料を投入しやすいように筒状に上方へ立ち上げたシュート形状に構成されている。
混合槽１の内部空間には、混合槽１の長手方向に相対する両側の壁を貫く平行な２本の回転軸２が軸受５を介して回転可能に混合槽１へ水平に取り付けられている。

回転軸２には、混合手段として混合羽根６が設けられ、回転軸２の回転軸芯を中心に回転可能になされている。
混合羽根６は、回転軸２から半径方向の外方へ放射状に突出して設けられる軸状のアーム７と、このアーム７の半径方向外方端へ備えられる板状のパドル８で構成されている。
アーム７の外方端部には、パドル８を取り付ける傾斜面９が設けられ、この傾斜面９へボルトを用いてパドル８が取り付けられている。

アーム７へのパドル８の取付け角度（リード角：α）は、略水平に設けられる回転軸２に対して垂直方向の角度で規定され、この混合羽根６のリード角αの大きさにより、回転軸２の回転による混合材料の回転軸芯方向への移動力が決定される。

混合槽１の材料投入口３と対向する側の端部には、下方へ向けて開口する材料排出口４が設けられている。混合槽１内で混合されながら移動した材料を連続ミキサの下方へ排出する材料排出口４は、
送られてくる混合された材料を下方へ排出し、途切れることなく連続的に混合された材料を排出する。

本実施例の連続ミキサは、軸方向に隣り合うパドル８の各々の取り付け角度αを異なる角度で取り付けることにより、回転によってパドル８から材料へ加えられる作用力の大きさをパドル８毎に異なるようになされている。
これにより、材料へ加わる軸方向の移動力が異なることになり、材料間にせん断作用や、押圧作用が発生し、材料の混合が促されることになる。

本実施例における、作用説明を図４を用いて説明する。
図４は、本実施例における側断面図である。

回転軸には、回転軸芯方向へ複数のパドル８が取り付けられており、各パドルのリード角Ａは、回転軸芯方向に隣り合うパドル８同士が互いに異なるリード角でアームに取り付けられている。
図４で示す実施例においては、材料投入口側（図４中の左側）から材料排出口（図４中の右側）へ材料が搬送されながら混合されるが、軸方向に隣接するパドル８のリード角が材料投入口側から４５°、５５°、７５°、６０°と異なるリード角になされている。

連続ミキサの場合、パドル８のリード角の大きさの違いによって、パドル８の回転による材料の搬送量が大きく異なる。
つまり、本発明の実施例のように隣り合うパドル８のリード角を変えることにより、連続ミキサ内の材料の搬送量が、ひとつのパドル域毎に異なることになる。
隣接するパドル域の材料の搬送量が異なると、軸方向への材料の移動が一定にならず、送られる材料同士の衝突が発生する。
例えば図４に示すように、リード角が水平に対して４５°になされているパドル８ａと、リード角が水平に対して５５°になされているパドル８ｂが回転軸方向に隣接して設けられている場合には、パドル８ａは、パドル８ｂに比べてリード角が小さいため、パドル８ａにより送り出される材料の搬送量Ｐ１の方がパドル８ｂにより送り出される材料の搬送量Ｐ２より大きくなる。
したがって、パドル８ａとパドル８ｂとの間では、パドル８ｂ域で滞留する材料とパドル８ａから送られる材料とが衝突し、そこで材料同士のぶつかり合いが発生し、そこで材料の混合作用が生じることとなる。

本発明によれば、材料の回転軸方向の移動の流れが、連続ミキサ内全体で均等な移動の流れとならず、各々のパドル域毎に材料の移動の流れの違いが発生し、その材料の流れの違いにより材料の移動量の差が生じる。
この移動量の差によって、材料同士の衝突が発生し、材料同士が衝突することで材料の混合が行われる。

前述の実施例において、図３に示すように隣り合うパドル８は、リード角が不規則に並ぶように配置されているが、本発明においては、リード角の小さいパドルの材料搬送方向側へ隣接するようにリード角の大きいパドルを配置することにより、より大きな混合作用を得ることが可能となる。

また、本発明のパドル８の配置については、前述の実施例における配置と異なり材料の搬送も滞りなくスムーズに行うために搬送量の大きなリード角が小さいパドルを適宜配置してもよい。
本実施例のパドルのリード角は望ましくは、１５〜６５°とすると材料の搬送及び混合に適している。

本発明の他の実施例について、図を用いて説明する。
図５は、本発明の第２実施例の回転軸断面部を示す図である。
図５に示すように、本発明の第２実施例においては、パドル毎の材料の搬送量を変えるために、パドル８の羽根の大きさが異なるようになされている。
回転により材料へ搬送作用力を与えるパドル８の大きさを変えることにより、パドル毎の材料搬送量を変更し、前述の第１実施例と同様の効果が得られる。

図５には、第２実施例に用いるパドル８の外形寸法である巾寸法Ｈと、横寸法Ｌが示されている。
パドル８の巾寸法Ｈはパドル８の傾斜側の寸法を示しており、パドル８の横寸法Ｌはパドル８の半径方向側の寸法を示している。
パドルの巾寸法Ｈや横寸法Ｌが大きくなることでパドル８によって押し出される材料量が大きくなる。つまりは、連続ミキサに並設され隣り合うパドル８の大きさを変えることにより、前述の第１実施例と同じ作用を生じ、搬送される材料同士の衝突が発生し、材料の混合を促す。

次に本発明の第３実施例について説明する。
図６は本発明の第３実施例断面図を示す。
図６に示すように、本実施例においては、パドル８毎の材料の搬送量を変えるために、パドル８の半径方向の取り付け長さが一様でなく、異なった位置に設けられている。
回転軸２の回転により材料へ搬送作用力を与える対象面積を変えることによって、パドル８毎の材料搬送量を変更し、前述の実施例と同様の効果を得るものである。

図６に示すように、パドル８Ａの半径方向の取り付け位置を半径Ｒ１（図６中の右側）とし、別のパドル８Ｂの半径方向の取り付け位置Ｒ２（図６中の左側）とする。
パドル８の半径方向の取り付け位置が、半径Ｒ１＜半径Ｒ２と成されていると、材料へ与える搬送作用力は、対象面積と比例することになるので、各パドル８域の材料搬送量は、半径Ｒ１のパドル８Ａの搬送量＜半径Ｒ２のパドル８Ａの搬送量となる。
これらの半径の異なるパドル８が軸方向で隣り合って配置されることにより、パドル域毎に材料の搬送量が異なってくる。これにより、材料同士が衝突し、材料の混合作用が促される。

本発明は、前述の混合手段としてパドル８を連続ミキサに限定されるものではない。例えば、前記パドル８に替えて回転軸２へらせん状のスクリュ羽根を構成した混合手段を用いた連続ミキサであっても、前述のパドル構造と同様の作用を発現し、同様の効果を奏するものである。

１ 混合槽
２ 回転軸
３ 材料投入口
４ 材料排出口
６ 混合羽根
７ アーム
８ パドル

Claims (5)

1. 混合槽と、
   該混合槽へ略水平に設けられる回転可能になされた混合軸を有し、
   異種材料の混合を行なう
   連続式混合装置において、
   前記混合軸が、
   材料を軸方向へ搬送しつつ混合する複数の混合手段を有し、
   複数の混合手段が混合軸の回転軸芯方向へ隣接して備えられ、
   回転軸芯方向に隣り合う混合手段が材料の搬送能力に違いを有して設けられること
   を特徴とする連続式混合装置。
2. 前記混合手段が、
   回転半径外方へ向けて放射状に設けられたアームと、
   該アームの外方へ取り付けられた板状のパドルから構成され、
   前記回転軸芯方向へ隣り合うパドルが、
   回転軸芯に対するパドルの取付け角度を互いに異なる事によって
   材料の搬送能力に違いを有して設けられること
   を特徴とする請求項１に記載の連続式混合装置。
3. 前記混合手段が、
   回転半径外方へ向けて放射状に設けられたアームと、
   該アームの外方へ取り付けられた板状のパドルから構成され、
   前記回転軸芯方向へ隣り合うパドルが、
   回転軸芯に対するパドルの幅の大きさを互いに異なる事によって
   材料の搬送能力に違いを有して設けられること
   を特徴とする請求項１に記載の連続式混合装置。
4. 前記混合手段が、
   回転半径外方へ向けて放射状に設けられたアームと、
   該アームの外方へ取り付けられた板状のパドルから構成され、
   前記回転軸芯方向へ隣り合うパドルが、
   半径方向の大きさを互いに異なる事によって
   材料の搬送能力に違いを有して設けられること
   を特徴とする請求項１に記載の連続式混合装置。
5. 前記混合手段が、
   複数のらせん状のスクリュ羽根で構成され、
   前記回転軸芯方向へ隣り合うスクリュ羽根の半径方向の大きさを互いに異なる事によって
   材料の搬送能力に違いを有して設けられること
   を特徴とする請求項１に記載の連続式混合装置。