JP2014140818A - ミキサー - Google Patents

Abstract

【課題】液体と粉体との混合撹拌効率を高め、撹拌時間を短縮することができるミキサーを提供する。
【解決手段】撹拌槽１内の中心部に回転軸７を設け、回転軸７の少なくとも下端部に撹拌羽根８を設け、撹拌槽１内に液体と粉体を投入して撹拌羽根８の回転により撹拌混合するようにしたミキサーにおいて、撹拌槽１を角型に形成している。
【選択図】図２

Description

本発明は、液体と粉体とを混合して液状体を形成するミキサーに関する。

例えば、水（液体）とセメント（粉体）とを混合してセメントミルク（液状体）を形成する従来のミルクセメントミキサーは、円筒状拌槽内の中央部に回転軸を設け、この回転軸の少なくとも下端部に撹拌羽根を設けてなるもので、撹拌槽内に液体と粉体を投入し、回転軸をモータで回転駆動し、このモータの回転による回転軸の回転によって撹拌羽根を回転させ、液体と粉体を撹拌混合するようになっている。

上記従来のミルクセメントミキサーは、円筒状撹拌槽内の中央部に回転軸を設け、この回転軸に撹拌羽根を設けてなるもので、モータによる回転軸の回転によって撹拌羽根を高速回転させると、水とセメントとの混合物が撹拌槽内で撹拌羽根の周囲を層流状態で旋回流動するため、遠心力により水とセメントが分離しやすく、混合撹拌効率が低下し、撹拌時間を短縮することができないという問題がある。

本発明は、上記の事情に鑑み、液体と粉体との混合撹拌効率を高め、撹拌時間を短縮することができるミキサーを提供することを目的としている。

上記課題を解決するための手段を、後述する実施形態の参照符号を付して説明すると、請求項１に係る発明は、撹拌槽１内の中心部に回転軸７を設け、この回転軸７の少なくとも下端部に撹拌羽根８を設け、撹拌槽１内に液体と粉体を投入して撹拌羽根８の回転により撹拌混合するようにしたミキサーにおいて、撹拌槽１を角型に形成したことを特徴とする。

請求項２は、請求項１に記載のミキサーにおいて、回転軸７を回転駆動するモータ９を撹拌槽１の底壁部４の下側に設けたことを特徴とする。

請求項３は、請求項１又は２に記載のミキサーにおいて、回転軸７の上下両端部を上下両軸受７ｈ，７ｆにより夫々回転自在に支持すると共に、下部軸受７ｆを、撹拌槽１の底壁部４の下側で撹拌槽１内部に対し水密状態に設け、上部軸受７ｈを、撹拌槽１の上壁部３の上方で撹拌槽１内部に対し水密状態に設けたことを特徴とする。

上記解決手段による発明の効果を、後述する実施形態の参照符号を付して説明すると、請求項１に係る発明によれば、撹拌槽１を角型に形成したことにより、撹拌羽根８の先端部と撹拌槽１の内壁との間隔が周方向に一様でなく、大きく変化することから、液体と粉体の被撹拌混合物は、撹拌羽根８の回転によって乱流状態で流動し、それにより液体と粉体との混合効率が良くなり、短時間で撹拌混合されることになる。

即ち、撹拌槽１が円筒形であれば、撹拌羽根８の先端部と撹拌槽１の内壁との間隔が周方向に一様であるため、撹拌羽根８の回転により、液体と粉体の被撹拌混合物は、撹拌羽根８の周囲を一定速度で旋回流動することになって、液体と粉体とが混合し難く、混合効率が悪く、撹拌時間が長くなる。これに対し、撹拌槽１が角型である場合は、撹拌羽根８の先端部と撹拌槽１の本体周壁２との間隔は、各側壁部２ａの幅方向中央部が最も狭く、隣り合う側壁部２ａ，２ａが交差するコーナー部が最も広くなり、撹拌羽根８の回転に伴って漸次変化する。そして、撹拌羽根８の先端部と撹拌槽１の本体周壁２との間隔が最も狭いところでは、流動する被撹拌混合物の流速が速くなり、コーナー部では遅くなるから、液体と粉体の被撹拌混合物の流動状態は乱流状態となり、この乱流状態で流動することによって、液体と粉体との混合効率が良く、撹拌時間を短縮できる。

請求項２に係る発明によれば、回転軸７を回転駆動するモータ９を撹拌槽１の底壁部４の下側に設けたことにより、ミキサーを大容量にすることができる。即ち、通常、撹拌槽１の下方にこれを支持する基台１０を設けることから、基台１０内にモータ９を設置すれば、基台１０の上方には撹拌槽１の高さを制限するものがなく、高さを十分高くできて、撹拌槽１を大型化でき、ミキサーを大容量にすることができる。

請求項３に係る発明によれば、回転軸７は、軸本体７ａの上下両端部を上下両軸受７ｈ，７ｆにより夫々回転自在に支持しているが、下部７ｆは、撹拌槽１の底壁部４の下側で撹拌槽１内部に対し水密状態に設け、また上部軸受７ｈは、撹拌槽１の上壁部３の中央開口部３ａに沿って立設した筒体５の蓋板６の上面側に設けているため、各軸受７ｈ，７ｆの内部にセメント等の粉体粒子が入り込むことがなく、各軸受７ｈ，７ｆを長期にわたって正常に機能させることができる。

本発明に係るミキサーの一部断面正面図である。 図１のＸ−Ｘ線断面図である。

以下に本発明の好適な一実施形態を図面にもとづいて説明すると、本発明に係るミキサーを示す図１及び図２において、１は横断面（水平断面）正方形の角型に形成された撹拌槽で、角筒状の本体周壁２と、上壁部３と、底壁部４とからなり、本体周壁２は前後左右４つの側壁部２ａ・・・からなり、上壁部３の中央部には開口部３ａが設けられ、この中央開口部３ａの周縁に沿って立ち上がるように筒体５が突設され、この筒体５の上端には蓋板６が取り付けられる。また上壁部３の端部には、セメント等の粉体、水等の液体を投入する投入口３ｂが設けられ、この投入口３ｂには蓋３ｃが開閉自在に蝶着されている。底壁部４には底面が傾斜した排水溝部４ａが設けられ、この傾斜排水溝部４ａの下流端部に排水口４ｂが本体周壁２の下端部を貫通するように設けてある。

また、撹拌槽１内には中心部に回転軸７が設けられ、この回転軸７の下端部に撹拌羽根８が設けられ、そして回転軸７を回転駆動する減速機付きモータ９は、撹拌槽１の底壁部４の下方、即ち撹拌槽１の下方で撹拌槽１を支持する基台１０内に設置されている。

前記回転軸７は、撹拌槽１の底部中央から垂直方向に設けられたもので、下端部が撹拌槽１の底壁部４を貫通し且つ上端部が上壁部３の中央開口部３ａから筒体５を通って蓋板６を貫通する軸本体７ａと、この軸本体７ａの外周側に同心状に位置して、下端部が底壁部４に対し水密状状態で固定される円筒状の軸受パイプ７ｂと、この軸受パイプ７ｂの外周側に同心状に位置して、上端部が軸本体７ａに一体的に連結された回転パイプ７ｃとからなる。

軸本体７ａの下端部側は、底壁部４の中央部下面に補強部材７ｄを介して固定された取付部材７ｅに内装されている軸受７ｆによって回転自在に支持され、そして取付部材７ｅの下側に位置する軸本体７ａの下端部にプーリー１１が固着されている。軸本体７ａの上端部側は、前記蓋板６の上面側位置で軸本体７ａに取り付けられた取付部材７ｇに内装されている軸受７ｈによって回転自在に支持されている。

回転パイプ７ｃの上端部は、連結部材７ｉによって軸本体７ａに一体回転可能に連結されている。回転パイプ７ｃの下端部は、撹拌槽１の底壁部４上面から離間していて、この軸受パイプ７ｂの下端部に丸型の撹拌羽根８が取り付けられている。この丸型撹拌羽根８は、回転パイプ７ｃの下端に取付用リング７ｊを介して取り付けられたドーナツ状の下板８ａと、このドーナツ状下板８ａの上側に位置し、このドーナツ状下板８ａより径大のドーナツ状上板８ｂと、周方向一定間隔おきに複数配設されて、上板８ｂと下板８ａとをつなぐ複数枚（この実施形態では４枚）の中板８ｃと、からなるもので、上板８ｂと回転軸７の回転パイプ７ｃとの間に環状空間部７ｋを形成している。

基台１０内に設置された減速機付きモータ９の出力軸９ａにはプーリー１２が固着されていて、このプーリー１２と、回転軸７の軸本体７ａの下端部に固着された前記プーリー１１とにタイミングベルト１３が掛架され、モータ９の回転による出力軸９ａの回転が、プーリー１２とタイミングベルト１１と軸本体７ａ側のプーリー１１により軸本体７ａに伝達されて、回転軸７を回すようになっている。

上記のように構成されるミキサーの作用を、例えばセメントミルクを生成する場合について、以下に説明する。

先ず、水を投入口３ｂより撹拌槽１内に所定量投入し、その後にセメントの粉体を所定量投入する。図１において、Ｌは水及びセメント粉体を投入した時の撹拌槽１内の液面レベルを示す。

モータ９が回転すると、その回転は、図示しない減速機を介して出力軸９ａに伝達し、そのプーリー１２と回転軸７側のプーリー１２とタイミングベルト１３を介して軸本体７ａが回転し、この軸本体７ａの回転により回転パイプ７ｃが回転して、丸型撹拌羽根８が回転する。この撹拌羽根８が回転すると、撹拌槽１内の水とセメント粉体との被撹拌混合物は、縦垂直断面で見た場合には、図１に示すように、撹拌羽根８によって、撹拌槽１の底部側から本体周壁２の内面に沿って旋回しながら、撹拌槽１内の上部に上昇するように流れ、そして上部から撹拌羽根８の環状空間部７ｋに向かって回転軸７の回転パイプ７ｃ沿いに撹拌槽１の底部に下降するような流れを生じる一方、水平断面で見た場合は、図２に示すように、撹拌槽１が角型に形成されていて、撹拌羽根８の先端部と撹拌槽１の内壁（本体周壁２）との間隔が周方向に一様でなく、大きく変化することから、水とセメント粉体の被撹拌混合物は、撹拌羽根８の回転によって乱流状態で流動する。このように被撹拌混合物が撹拌槽１内の底部から上部へ、上部から底部へと昇降流動すると共に、特に撹拌羽根８の周囲を乱流状態で流動することによって、水とセメント粉体との混合効率が非常に良くなり、短時間で良好に撹拌混合されることになる。

撹拌槽１が角型である場合の作用効果を、撹拌槽１が円筒形である場合と比較して説明すると、撹拌槽１が円筒形であれば、撹拌羽根８の先端部と撹拌槽１の内壁との間隔が一様であるために、撹拌羽根８の回転により、水とセメント粉体の被撹拌混合物は、撹拌羽根８の周囲を一定速度で旋回流動することになって、水とセメント粉体が混合し難く、混合効率が悪く、撹拌時間が長くなる。これに対し、撹拌槽１が角型である場合は、図２から分かるように、撹拌羽根８の先端部と撹拌槽１の本体周壁２との間隔は、各側壁部２ａの幅方向中央部が最も狭く、隣り合う側壁部２ａ，２ａが交差するコーナー部が最も広くなり、撹拌羽根８の回転に伴って漸次変化する。そして、撹拌羽根８の先端部と撹拌槽１の本体周壁２との間隔が最も狭いところでは、流動する被撹拌混合物の流速が速くなり、コーナー部では遅くなるから、図２で示すような水平断面で見た撹拌羽根８周囲における被撹拌混合物の流動状態は、図示のような乱流状態となる。

しかして、撹拌槽１内に投入された水とセメント粉体は、上記のような乱流状態で撹拌羽根８の周囲を流動しつつ、拌槽１内の底部から上部へ、上部から底部へと昇降流動することによって、非常に効率良く、短時間で良好に撹拌混合されることになる。

また、上述したミキサーでは、図１及び図２に示すように、回転軸７は、軸本体７ａの上下両端部を上下両軸受７ｈ，７ｆにより夫々回転自在に支持しているが、下部７ｆは、撹拌槽１の底壁部４の下側で撹拌槽１内部に対し水密状態に設け、また上部軸受７ｈは、撹拌槽１の上壁部３の中央開口部３ａに沿って立設した筒体５の蓋板６の上面側に設けているため、各軸受７ｈ，７ｆの内部にセメント等の粉体粒子が入り込むことがなく、各軸受７ｈ，７ｆを長期にわたって正常に機能させることができる。

また、このミキサーでは、回転軸７の軸本体７ａを回転駆動するモータ９を撹拌槽１の底壁部４の下側に設けたことによって、ミキサーを大容量にすることができる。これは、通常、撹拌槽１の下方にこれを支持する基台１０を設けることから、この基台１０内にモータ９を設置すれば、基台１０の上方には撹拌槽１の高さを制限するものがなく、高さを十分高くできて、撹拌槽１を大型化することができるからである。因み、モータ９を撹拌槽１の上部に設けた場合は、モータ９自体がかなり重量物であるため、撹拌槽１の高さを高くすると、重心が高くなって不安定となり、従って撹拌槽１を大型化できなくなる。

上述した実施形態では、セメントミルクを生成するミキサーについて説明したが、このミキサーは、セメントミルクの他に、グラウト材（例えばセメントに水を加え、これにベントナイト及びガラス系添加剤を加えたもの）の製造にも使用できる。またこのミキサーで撹拌混合する液体は、水以外のものでもよく、また粉体はセメント以外のものを使用することができる。

また、撹拌羽根８は、回転軸７の少なくとも下端部に設けてあればよく、従って例えば回転軸７の中間部と下端部とに設けてもよい。

また、撹拌羽根８は、実施形態に示した丸型構造ものに限らず、どのような羽根構造でもよい。但し、実施形態に示すように、ドーナツ状の下板８ａと、このドーナツ状下板８ａの上側に位置し、このドーナツ状下板８ａより径大のドーナツ状上板８ｂと、周方向一定間隔おきに複数配設されて、上板８ｂと下板８ａとをつなぐ複数枚の中板８ｃとからなるもので、上板８ｂと回転軸７の回転パイプ７ｃとの間に環状空間部７ｋを形成する構造とすれば、撹拌槽１内に投入された液体と粉体は、撹拌羽根８の回転により、拌槽１内の底部から上部へ、上部から底部へと昇降流動することによって、混合効率が良くなる。

１ 撹拌槽
２ 本体周壁
２ａ 側壁部
３ 上壁部
４ 底壁部
７ 回転軸
８ 撹拌羽根
９ モータ

Claims (3)

1. 撹拌槽内の中心部に回転軸を設け、この回転軸の少なくとも下端部に撹拌羽根を設け、撹拌槽内に液体と粉体を投入して撹拌羽根の回転により撹拌混合するようにしたミキサーにおいて、撹拌槽を角型に形成したことを特徴とするミキサー。
2. 回転軸を回転駆動するモータを撹拌槽の底壁部の下側に設けたことを特徴とする請求項１に記載のミキサー。
3. 回転軸の上下両端部を上下両軸受により夫々回転自在に支持すると共に、下部軸受を、撹拌槽の底壁部の下側で撹拌槽内部に対し水密状態に設け、上部軸受を、撹拌槽の上壁部の上方で撹拌槽内部に対し水密状態に設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載のミキサー。

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