JP3138689B2 - 混合材料の製造装置 - Google Patents

混合材料の製造装置

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JP3138689B2 JP10240845A JP24084598A JP3138689B2 JP 3138689 B2 JP3138689 B2 JP 3138689B2 JP 10240845 A JP10240845 A JP 10240845A JP 24084598 A JP24084598 A JP 24084598A JP 3138689 B2 JP3138689 B2 JP 3138689B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、粗粒材や細粒材
等、粒度の異なる複数種類の材料を混合して粒度調整し
た混合材料を得るための混合材料の製造装置に関し、特
に、ダムのフィルター材を連続混合して得るのに好適な
混合材料の製造装置に関する。
【0002】
【従来の技術】例えば、ロックフィルダムの築造におい
ては、その提体材料として、通常、ダムサイト付近で採
取した岩石、砂利、砂、土質材料等を使用し、これらを
盛り立てて築造している。
【0003】図11は、ロックフィルダムの断面構造例
を示す。同図において、1は基礎地盤2上に築造した提
体であり、中央部分のコア領域(遮水ゾーン)3、その
外側のフィルター領域(半透水ゾーン)4、さらに外側
の内部ロック5a、外部ロック5b(透水ゾーン)等を
備えた構造である。
【0004】こうしたロックフィルダムの築造におい
て、特に、提体自体の重要な機能を担うコア領域3やフ
ィルター領域4は、それぞれの領域造成に適したコア材
やフィルター材を用いて造成する必要がある。
【0005】一般的に、フィルター材には流用材(掘削
ズリや河床砂礫)を利用した方が経済的である。しか
し、フィルター材としての必要な特性について質的要求
が多く、流用材のみではダム築造が困難な場合も多くな
ってきている。
【0006】このような場合、材料供給できる適地を選
定するか、図12に示すように、粗粒材(DM×80以
下のロック材)6と細粒材(砂)7とを層状に盛り立て
(仮置き)してパイリング(混合)する方法等がある。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】この図12に示す方法
においては、粒度調整のために、層状に盛り立て(仮置
き)して混合するが、仮置きであるため、広い仮置き場
所が必要となる問題がある。
【0008】しかも、混合及び粒度調整のために層状に
盛り立てる、いわゆる造成工事が必要となり、多大な造
成費がかかる問題がある。
【0009】さらに、こうして盛り立てた材料を提体築
造場所まで運搬する際、盛り立てた材料を切り崩す作
業、それを運搬車へ積み込む作業等が発生し、この点か
らも作業効率が悪い上に施工費も嵩む問題がある。
【0010】また、広い仮置き場所を提体築造場所付近
に確保するのも困難な場合が多く、運搬距離が長くなる
問題まで生じる。
【0011】また、粗粒材と細粒材とを層状に盛り立て
て混合する既存の方法では、粒度調整による品質確保の
点からも、十分に満足できるフィルター材を得ることが
困難であった。
【0012】本発明は、以上のような点を考慮してなさ
れたもので、仮置き場の確保やそこでの造成工事を無く
して造成費用を不要にし、しかも、能率向上、品質確保
等も十分に行え、運搬にも便利な混合材料の製造装置を
提供することを課題とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明では、粗粒材や細粒材等、粒度の異なる複数
種類の被混合材料をその自重を利用して複数の変形通路
内を流下させることにより混合して粒度調整する混合装
置と、その混合装置へ被混合材料を供給する材料供給装
置とを備えた混合材料の製造装置であって、混合装置
は、縦型配置とした複数基の装置本体を含み、各装置本
体は複数の変形通路を有し、その変形通路への入口側端
部と出口側端部との間に、各変形通路内を流下する被混
合材料に合流と分割を起こさせる合流分割手段を設け、
各装置本体と材料供給装置との間に、被混合材料を各装
置本体への材料投入口へ切替供給する切替供給装置を設
けた構成とした。
【0014】ここで、装置本体の下部に、その装置本体
から排出される混合済みの材料を貯留するホッパーを設
けた構成とするのが大変好適である。
【0015】その場合、ホッパーの排出口の下に、運搬
車が進入できるスペースを設けてある構成とするが望ま
しい。
【0016】また、装置本体は、上下に直列に接続され
る複数個のエレメントからなり、各エレメントは複数の
変形通路を有し、各エレメントの入口側端部には、ある
配列パターンで変形通路の各入口部が形成され、各エレ
メントの出口側端部には入口部の配列パターンとは異な
る別の配列パターンで変形通路の各出口部が形成され、
各変形通路の各入口部から各出口部へ至る間にその断面
形状及び断面積が漸次変化している構成とすることもで
きる。
【0017】さらに、被混合材料としては、ロックフィ
ルダムのフィルター領域部分を築造するためのフィルタ
ー材に適用するのが大変好適である。
【0018】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
について、添付の図1〜図7を参照して説明する。
【0019】図1は、本発明に係る混合材料の製造装置
を示す全体構成図であり、図2は被混合材料の流れを示
すフロー図、図3は混合装置の正面図、図4及び図5は
混合装置と材料供給装置の側面図、図6はエレメントの
構造を示す斜視図、図7(a)、(b)、(c)は変形
通路の各部の断面形状を示す断面図である。
【0020】図示例の製造装置は、本発明をロックフィ
ルダムのフィルター材の製造装置に適用した例を示して
いる。まず、図1に示す製造装置の概略構成について説
明すると、この例では、材料供給装置Aと、その材料供
給装置Aにて供給する被混合材料を切り替え供給する切
替供給装置Bと、複数基の混合装置Cとを備える。
【0021】材料供給装置Aは、以下の構成からなる。
混合すべき材料の粒径によって区分けした複数の貯留区
画11、12、13、14を有する。これらの貯留区画
には、貯留材料の粒径がそれぞれ40〜80mm、5〜
20mm、20〜40mm、0〜5mmの範囲のものが
収容されている。ここではフイルター材として好適な掘
削ズリや河床砂礫等、あるいは、ダムサイト以外の領域
から搬入した砂利、砂、土質材料といった種類のものが
収容されている。
【0022】各貯留区画11〜14の下部には、フィル
ター材排出口111、121、131、141がそれぞ
れ設けられている。各フイルター材排出口には、排出量
自動調整機構112、122、132、142がそれぞ
れ設けられ、その下方位置には各フイルター材排出口か
ら排出される被混合材料を搬送するための、第1コンベ
ア15が配置されている。なお、排出量自動調整機構
は、1つの貯留区画について複数基装備されている。そ
れを図1において破線で示す。
【0023】第1コンベア15の上流側先端部には第2
コンベア16が配置され、さらにその先端側には第3コ
ンベア17および第4コンベア18が配置されている。
そして、第2コンベア16と第3コンベア17および第
4コンベア18との間に、第1の切替供給装置19が配
置されている。
【0024】この第1の切替供給装置19は、第2コン
ベア16にて搬送される被混練材料を第3コンベア17
と第4コンベア18の何れかに切り替え供給するための
機能を有する。即ち、エアーシリンダにより動作する切
替ダンパ191、ダンパエアシリンダ用のリミットスイ
ッチ192等を備える。この第1の切替供給装置19
は、切替ボックス151により交互に切り替えられる。
【0025】第3コンベア17は、図示しないバッチャ
ープラント(コンクリート製造装置)への材料供給経路
であり、第4コンベア18は混合装置Cへ材料の供給経
路となる。
【0026】図1において、151は第1の切替供給装
置19の切り替え操作用BOX、161は切替供給装置
Bの切り替え操作用BOXである。また、155は材料
計量用のベルトスケールである。
【0027】次に、切替供給装置Bについて説明する。
この切替供給装置Bは、図1に示す製造装置の中では、
第1の切替供給装置19とほぼ同一の構成であるため、
ここでは第2の切替供給装置として位置付けすることが
できる。即ち、切替供給装置Bも、エアーシリンダにて
動作する切替ダンパ201、ダンパエアシリンダ用のリ
ミットスイッチ202等を備える。
【0028】ただ、この切替供給装置Bの主管21から
分かれた分岐管211、212は、後述する混合装置C
の2基の装置本体30、30に連続させるのに必要な長
さに形成されている。
【0029】次に、混合装置Cについて説明する。混合
装置Cは、縦型配置となった2基の装置本体30、30
を備える。この装置本体30は、同一構成のものを直列
に接続した複数個(図では6個)のエレメント31から
なる。そして、被混合材料はこの装置本体30の各エレ
メント内を連続的に通過することで混合され、排出口3
4部分から排出される。
【0030】各エレメント31の端部には、図6に示す
ように、隣り合うエレメント31、31どうしを接続す
るためのフランジFが必要に応じて設けられる。エレメ
ント31が金属製の場合には、溶接により接続すること
もできるので、このフランジは必ずしも必要ないが、組
み立て作業性等の点からは、ボルト孔を有するフランジ
を設けるのが好適である。
【0031】各エレメントは、本実施の形態では並行配
置された複数(2つ)の変形通路1a、2aを備え、そ
れら各変形通路1a、2aの入口部と出口部のうち、互
いに隣り合う―方のエレメント31の出口部に対して他
方のエレメント31の入口部が接続される。そして、そ
れら出口部と入口部との接続部分に、被混合材料の合流
と分割を行うための合流分割手段がそれぞれ構成され
る。この状態を示したのが図6の中央に示す破線部分で
ある。
【0032】すなわち、2つの変形通路1a、2aの入
口部どうしおよび出口部どうしはそれぞれ並べられ、そ
の端面側から見ると、図6に示すように入口部どうしお
よび出口部どうしはいずれも全体として正方形の輪郭に
形成され、中央に仕切り3a、4aをそれぞれ設けたよ
うな形状である。しかし、入口側の仕切り3aと出口側
の仕切り4aとは互いに90度交差する形態となるよう
に配慮している。
【0033】このように互いに直交する形態とするため
には、図示例のように同じ構成のエレメント31、31
を直列に接続して用いれば良い。これにより、互いに隣
り合うエレメント31、31どうしが接続された状態で
は、その接続部において、被混合材料の合流分割手段が
構成されることになる。
【0034】次に、変形通路1a、2aの具体的形状に
ついて説明すると、各変形通路1a、2aは、その断面
形状が入口部から出口部に向かって連続的に変化してい
る。その変化の態様については、図示例の場合、各変形
通路1a、2aとも断面形状のみが変化し、断面積の大
きさ関してはほぼ同一である。
【0035】断面形状については、各変形通路1a、2
aの入口部は図7(a)に示すように縦長の長方形であ
り、入口と出口の中間部分においては(b)に示すよう
に正方形になり、出口においては(c)に示すように横
長の長方形になるように形成されている。
【0036】なお、断面積の大きさについては、各変形
通路1a、2aの入口部、中間部、出口部とも同じ断面
積であるが、入り口部と出口部との間において、あるい
は入り口部から出口部に向かうにしたがって断面積が漸
次変化する形態のエレメントを用いても良い。
【0037】また、各装置本体30については、図3に
示すように、標準的な長さ寸法のエレメント31を4
個、短尺寸法のエレメント31を下側に2個連結した例
を示している。これは、変形通路の長手方向の傾斜角度
(仕切板3a、4aの角度)に関し、標準寸法のものを
30度、短尺寸法のものを45度としたことで、エレメ
ント31自体の長さ寸法が相違しているものである。
【0038】このように短尺寸法のエレメント31を下
側に連結したのは、その短尺寸法のエレメント31内を
流下する被混合材料の速度が標準寸法のエレメント31
内を流下する速度よりも遅くなることによる効果を狙っ
たものである。こうすることで、標準寸法の複数のエレ
メント31の変形通路内に被混合材料が充満した状態で
流下し、混合効率が良くなるからである。
【0039】この混合装置Cにおける装置本体30、3
0は、縦型配置とするために、図3に示すように複数の
支柱40および梁41等を用いた骨組み構造からなる支
持構台Eにて鉛直に支持されている。また、中央の支柱
40によって上記切替供給装置Bも縦に支持されてい
る。48はステップ(階段)を示す。
【0040】両装置本体30、30の下方には、ホッパ
ーD、Dがそれぞれ配置されている。この両ホッパー
D、Dも支持構台Eにより支持されている。両ホッパー
Dの下方にはダンプトラック等の大型運搬車50が進入
して荷積み作業するためのスペースSが設けられてい
る。
【0041】ホッパーDは、装置本体30の排出口34
から排出される混合済みの材料(混合材料)を一次貯留
する機能を有する。さらにホッパーDは、貯留した混合
材料を運搬車50の荷台へ向けて上から排出するための
開閉機構60を備えている。この開閉機構60は、開閉
板61を開閉するためのシリンダ62を有し、ホッパー
操作盤(図1参照)63、64によりそれぞれ開閉操作
される。
【0042】なお、装置本体30の上端部には、切替供
給装置Bの分岐管211、212を介して供給される被
混合材料を装置本体30内へ導くための導入用ホッパー
35、35が連結されている。
【0043】図4及び図5は、第4コンベア18の高架
構造を示している。この第4コンベア18は縦型配置の
混合装置Cに被混合材料を直接供給するコンベアである
ため、間隔をおいて配置した複数の支持脚65によって
高架構造としている。
【0044】混合装置Cを配置する地形にもよるが、平
坦な地形である場合には、第4コンベア18は例えば図
4のように左肩上がりとなり、その先端から被混合材料
を切替供給装置Bに対して供給する構造としている。そ
の際の材料供給を確実にするため、第4コンベア18の
先端部と切替供給装置Bとの間にガイドホッパー25を
設けている。70は引き出し側設置となる監視盤で、カ
メラ監視盤、動力操作盤等が含まれている。
【0045】このような構成とした製造装置の動作につ
いて、フロー図を示す図2等を参照して説明する。
【0046】各貯留区画11〜14内の粒度の異なるフ
ィルター材が、それぞれのフィルター材排出口および排
出量調整機構112、122、132、142を経由し
て第1コンベア15に対して連続的に排出される。排出
されるタイミングは同時でも良いが、各粒度の材料がコ
ンベア15上で重なるようにタイミング調整するのが好
ましい。
【0047】第1コンベア15上の被混合材料は、第2
コンベア16へと順次搬送され、その先端の第1の切替
供給装置19によって、第3コンベア17又は第4コン
ベア18の何れかへ供給される。第3コンベア17はバ
ッチャープラントへ導くコンベアであるので、以降、コ
ンベア18へ供給される場合について説明する。
【0048】第4コンベア18に供給された被混合材料
は、ガイドホッパー25を介して第2の切替供給装置
(切替供給装置)Bへと送られる。ここで、図3におい
て右側の装置本体30を使用して混合する場合には切替
ダンパ201を図1のように作動させて、分岐管211
側を閉じ、分岐管212側を解放する。
【0049】これにより、被混合材料は、装置本体30
の上端部の導入用ホッパー35を介して装置本体30内
へと投入される。投入された被混合材料は、各エレメン
ト31内の変形通路1a、2aを自重により落下してい
く際に、変形通路1a、2aの断面形状の変化による作
用、およびエレメント31間において、仕切り3a、4
aが交差していることによる合流と分割の両作用を受け
て混合作用を繰り返しつつ落下し、排出口34から混合
済みの材料(混合材料)として排出され、ホッパーDに
貯留される。
【0050】ホッパーDに貯留された混合材料は、下方
のスペースSに進入している運搬車60の荷台上に落下
させるが、この操作は、ホッパー操作盤63の操作によ
り、開閉機構60を操作して行う。即ち、操作盤63の
開ボタンを押すことにより、シリンダ62が作動し、開
閉板61が解放状態になる。
【0051】そのホッパーD内がほぼ定量となった状態
で、切替供給装置Bの切替ダンパ201が反対方向に切
り替えられ、今度は分岐管211が解放される。
【0052】これにより、被混合材料は、対応する装置
本体30(図3において左側の装置本体30)内を落下
して上述のように混合され、ホッパー排出口34から混
合済みの材料(混合材料)として排出され、対応するホ
ッパーDに貯留される。
【0053】そのホッパーDに貯留された混合材料は、
下方のスペースFに進入している運搬車60の荷台上に
落下させるが、この操作は、対応するホッパー操作盤6
2の操作により、開閉機構60を操作して行う。即ち、
操作盤64の開ボタンを押すことにより、シリンダ62
が作動し、開閉板61が解放状態になる。
【0054】そのホッパーD内がほぼ定量となった状態
で、切替供給手段Bの切替ダンパ201が反対方向に切
り替えられ、今度は分岐管212が解放される。こうし
た操作を順次繰り返して、複数の運搬車への荷積みをほ
ぼ連続的に行う。
【0055】本実施の形態によれば、混合装置Cは2基
の装置本体30を備え、両装置本体30に対して切替供
給装置Bにより交互に供給される被混合材料を混合する
構成としているので、混合材料の連続的な製造が可能と
なる。さらに、その下方にホッパを装備し、その下方に
運搬車の進入スペースSを設けているので、混合材料の
荷積みも自重を利用して行える。従って、混合材料の製
造から運搬までを効率的に行え、大量に使用するダムの
フィルター材の製造に適したシステムとなる。
【0056】そして、このように混合材料を機械的に混
合するので、従来のように仮置き場の確保やそこでの造
成工事を無くして造成費用を不要にすることが可能にな
る。
【0057】しかも、混合装置は自重を利用して機械的
に混合するので、連続混合が可能になるだけでなく、変
形通路の形状や分割合流手段の作用によって混合効率が
きわめてよく、能率向上、品質確保等も十分なものとな
る。
【0058】図8は、単体の粒度分布をもとに、フイル
ター材の粒度規格に基づき、構成材料(被混合材料)の
配合比率を設定した例を示す。複数のエレメントを主体
とする混合装置Cの性能を評価する上で特に重要な点と
して、(1)混合装置Cによりブレンドされた材料が、
設定通りの粒度になっているか、(2)粒度のバラツキ
がないか、という点を挙げることができる。
【0059】この点、図9及び図10に示す、設定粒度
と試験実施粒度の比較例から明らかなように、ブレンド
直後の材料の粒度は、設定した粒度と一致しており、バ
ラツキも小さい。なお、図9及び図10においては、混
合装置Cに対応する名称として「MY−BOX」の記載
を用いた。
【0060】なお、例示した実施の形態においては、エ
レメントを6段(図1において5個)設けた例を示して
いるが、必要に応じてそれ以上接続する構成とすること
ができることは勿論である。また、2つの変形通路1
a、2aを有するエレメント31を使用した例を示して
いるが、3つ以上の変形通路を有するエレメントを使用
することもできる。その場合、混合効率がさらに向上す
るので、接続するエレメントの個数を少なくすることも
可能である。
【0061】また、実施の形態では、2つの変形通路を
有するエレメントを複数接続するようにしたが、構成の
異なる二種類のエレメントを交互に、あるいは構成の異
なる三種類以上のエレメントを順次接続して用いるよう
にしても良い。
【0062】また、実施の形態では、2基の装置本体3
0を備える混合装置Cとしたが、3基以上の装置本体3
0を備える構成とすることもできる。また、装置本体3
0はエレメントを複数接続する構成としたが、初めから
一体物として構成することもできる。また、被混合材料
としては、適度な流動性を有するものであれば、モルタ
ルやコンクリート材料あるいはそれ以外の混合を必要と
する種々のものに適用することが可能である。
【0063】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、混合装
置は縦型配置とした複数基の装置本体を含み、各装置本
体は複数の変形通路を有し、その変形通路への入口側端
部と出口側端部との間に合流分割手段を設け、各装置本
体と材料供給装置との間に、被混合材料を各装置本体へ
の材料投入口へ切替供給する切替供給装置を設けた構成
としたので、機械的に連続混合することができ、これに
より仮置き場の確保やそこでの造成工事を無くして造成
費用を不要にし、しかも、能率向上、品質確保等も十分
に行うことができる。
【0064】また、装置本体の下部に、その装置本体か
ら排出される混合済みの材料を貯留するホッパーを設
け、ホッパーの排出口の下に、運搬車が進入できるスペ
ースを設けてある構成とすることによって、運搬にも便
利な混合材料の製造装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る混合材料の製造装置を示す概略構
成図である。
【図2】本発明に係る混合材料の製造装置を示すフロー
図である。
【図3】本発明に係る混合装置の正面図である。
【図4】本発明に係る混合装置及び材料供給装置の側面
図である。
【図5】本発明に係る材料供給装置を示す側面図であ
る。
【図6】本発明に係るエレメントの接続状態を示す斜視
図である。
【図7】本発明に係るエレメントの変形通路の断面形状
を示す図であり、(a)は入口部の正面図、(b)は中
央部の断面図、(c)は出口部の正面図である。
【図8】本発明に係る被混合材料の設定粒度分布を示す
グラフである。
【図9】本発明に係る被混合材料の設定粒度と試験実施
粒度の比較を示す説明図である。
【図10】本発明に係る被混合材料の設定粒度と試験実
施粒度の比較を示すグラフである。
【図11】ロックフィルダムの構造を示す断面図であ
る。
【図12】従来のダム用フイルター材の混合方法を示す
説明図である。
【符号の説明】
1a、2a 変形通路 3a、4a 仕切り A 材料供給装置 B 切替供給装置 C 混合装置 D ホッパー E 支持構台 S スペース F フランジ 11、12、12、14 貯留区画 15 第1コンベア 16 第2コンベア 17 第3コンベア 18 第4コンベア 21 主管 211、212 分岐管 31 エレメント 34 排出口
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平9−253467(JP,A) 特開 昭50−120055(JP,A) 特開 昭50−79516(JP,A) 特開 平1−215272(JP,A) 特開 平9−220715(JP,A) 特開 平10−237816(JP,A) 特開 平6−8232(JP,A) 実開 平3−94954(JP,U) 登録実用新案3025756(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B01F 5/00 - 5/26

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 粗粒材や細粒材等、粒度の異なる複数種
    類の被混合材料をその自重を利用して複数の変形通路内
    を流下させることにより混合して粒度調整する混合装置
    と、その混合装置へ被混合材料を供給する材料供給装置
    とを備えた混合材料の製造装置であって、前記混合装置
    は縦型配置とした複数基の装置本体を含み、各装置本体
    は、前記複数の変形通路を有し、その変形通路への入口
    側端部と出口側端部との間に、各変形通路内を流下する
    被混合材料に合流と分割を起こさせる合流分割手段を設
    け、前記各装置本体と前記材料供給装置との間に、被混
    合材料を各装置本体への材料投入口へそれぞれ切替供給
    する切替供給装置を設けたことを特徴とする、混合材料
    の製造装置。
  2. 【請求項2】 前記装置本体の下部に、その装置本体か
    ら排出される混合済みの材料を貯留するホッパーを設け
    たことを特徴とする、請求項1記載の混合材料の製造装
    置。
  3. 【請求項3】 前記ホッパーの排出口の下に、運搬車が
    進入できるスペースを設けてあることを特徴とする、請
    求項2記載の混合材料の製造装置。
  4. 【請求項4】 前記装置本体は、上下に直列に接続され
    る複数個のエレメントからなり、各エレメントは複数の
    変形通路を有し、各エレメントの入口側端部にはある配
    列パターンで前記変形通路の各入口部が形成され、各エ
    レメントの出口側端部には前記入口部の配列パターンと
    は異なる別の配列パターンで前記変形通路の各出口部が
    形成され、各変形通路の各入口部から各出口部へ至る間
    にその断面形状及び断面積が漸次変化していることを特
    徴とする、請求項1記載の混合材料の製造装置。
  5. 【請求項5】 前記被混合材料が、ロックフィルダムの
    フィルター領域部分を築造するためのフィルター材であ
    ることを特徴とする、請求項1〜4の何れかに記載の混
    合材料の製造装置。
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