JP3294541B2 - 連続式混合プラント - Google Patents

連続式混合プラント

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は連続式混合プラント
に関し、更に詳細には例えば必要な材料を計量しながら
連続的に供給し、これらの材料を自重で落下させるだけ
でコンクリートを連続的に且つ短時間に製造するのに好
適な連続式混合プラントに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、コンクリートを製造する装置であ
るバッチャープラントは、コンクリートの原材料である
セメント、水、砂、砂利、混和剤などを所定の配合に計
量してミキサで練り混ぜ、固まらない状態のコンクリー
トを製造する設備であって、ダム工事、土木建築工事、
生コンクリート工場、コンクリート二次製品工場等に広
く使用されている。
【0003】従来のバッチャープラントは、大きく分け
て、材料貯蔵部、計量部、混練部及び積込部からなり、
これらの配置により各種形式に分かれ、最も一般的な形
式は、図11に示されるように塔形である。図11に示
される従来の塔形バッチャープラント1は、上部から受
材室2、材料貯蔵槽3(セメント貯蔵槽3a、砂貯蔵槽
3b、砂利貯蔵槽3c、水貯蔵槽3d)、計量部4(セ
メント計量槽4a、砂計量槽4b、砂利計量槽4c)、
コンクリートミキサ5、コンクリートホッパー6等が順
に塔状に重ね合わせた形式のものであり、操作室7が計
量又はミキサ室8から張り出した形式と、プラントと分
離した形式のものが一般的であった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】このように、従来のバ
ッチャープラントは、図11に示される塔形のものも含
めてそのほとんどがバッチ処理式(各材料を所定の量毎
に混合して撹拌し、これを何回も繰り返す処理)であっ
た。そして、各材料を1回ごとに計量して混合撹拌する
ものをバッチミキサーと呼ばれている。
【0005】しかしながら、このようなバッチ処理は、
コンクリートの製造が間欠的になり、大量のコンクリー
トを継続的に製造するにはあまり効率がよくなかった。
そのため、図11に示されるような従来の塔形バッチャ
ープラント1では、ミキサ室8内に2つのコンクリート
ミキサ5を配置して、これを交互に使用してコンクリー
ト製造の継続性即ち連続性をできるだけ確保しようと試
みられていた。
【0006】バッチ処理でも、上述のように複数のコン
クリートミキサ5を設置して、これを順次に使用すれ
ば、ある程度の連続的製造は確保できるが、ミキサ5の
設置台数が多くなればそれだけバッチャープラント全体
の設備が大きくなるという問題があった。
【0007】ところで、このようなコンクリートの製造
を連続的に行うことが望まれてはいるが、各材料を最適
に連続混合することは非常に難しく、実際に使用可能な
有効な混合装置即ちミキサは未だ実現されていない。ま
た、このような連続式のミキサが開発されたとしても、
品質の良好なコンクリートを製造する場合にはミキサに
連続的に入れる各材料の計量をどのようにするかという
問題があり、このような観点からもコンクリートの有効
な連続製造は不可能であると考えられていた。
【0008】本発明の目的は、かかる従来の問題点を解
決するためになされたもので、例えば必要な材料を計量
しながら連続的に供給し、これらの材料を自重で落下さ
せるだけで連続的に且つ短時間に混合材料を製造するの
に好適で、この混合材料がコンクリートの場合には、特
に各材料を連続的に精度よく計量してミキサに送ること
により品質の高いコンクリートを連続的に且つ短時間に
製造することができる連続式混合プラントを提供するこ
とにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は連続式混合プラ
ントであり、前述した技術的課題を解決するために以下
のような構成とされている。すなわち、本発明の連続式
混合プラントは、混合する少なくとも2種類の材料をそ
れぞれ連続的に計量しながら供給しつづける、前記各材
料に対応する数の連続計量供給手段と、この連続計量供
給手段からそれぞれ連続的に供給された各材料を混合す
る少なくとも1つの混合ボックス装置とから構成され、
前記混合ボックス装置が、それぞれ入口端と、出口端
と、前記入口端に形成された複数の入口部から前記出口
端に形成された複数の出口部へ向かってそれぞれ断面形
状が連続的に変化し且つほぼ垂直方向に伸長する複数の
変形通路を備える複数のエレメントをほぼ垂直に接続し
て構成されていると共に、前記各エレメントの接続部に
形成され、隣接する一方の前記エレメントから他方の前
記エレメントに複数種類の前記材料が流入する際に前記
各変形通路を通る前記各材料を合流し且つ分割する合流
分割手段を備え、更に前記各エレメントが、前記各変形
通路の前記入口部の配列パターンとして長方形状の開口
がY方向に並び、また前記出口部の配列パターンとして
長方形状の開口が前記Y方向に直交するX方向に並んで
形成されると共に前記各変形通路の各入口部と前記各出
口部との連通態様を異にする2種類から構成され、更に
前記合流分割手段が隣接する前記エレメントの前記出口
端と前記入口端とを密着させて接続した時に前記各エレ
メントの接続部における前記入口部と前記出口部との配
列パターンの相違により構成され、前記混合ボックス装
置が種類の異なる前記エレメントを交互に垂直に接続し
て構成され、その際前記混合ボックス装置を構成する最
下段の前記エレメントの前記出口端に開閉可能なカット
ゲートを設け、自重で落下してくる前記材料の排出量を
調整することにより前記混合ボックス装置の前記各エレ
メントにおける前記変形通路内での前記材料の充満率の
コントロールを行うことを特徴とする。
【0010】本発明の連続式混合プラントにおいては、
前記各連続計量供給手段から供給される材料を連続的に
搬送する途中で、局部的に且つ所定時間毎に搬送量を計
量する計量手段を更に備え、この計量手段からの信号を
受けて前記連続計量供給手段がフィードバック制御され
て材料の供給量の精度を高めるようにすることも好まし
い。
【0011】このような連続式混合プラントにおいて
は、混合する少なくとも2種類の前記材料が骨材とモル
タル又はセメントペーストであり、コンクリートを連続
的に製造するプラントとして適用することができる。
【0012】本発明の連続式混合プラントは、更に以下
のような構成とすることもできる。すなわち、本発明の
連続式混合プラントは、骨材を搬送する主ベルトコンベ
ヤ装置と、前記主ベルトコンベヤ装置に少なくとも1種
類の骨材を計量しながら供給し続ける連続骨材供給手段
と、前記主ベルトコンベヤ装置の搬送ベルトに乗せられ
て移動してくる前記骨材の局部的な量を所定位置で連続
的に計測して信号を出力すべく、前記搬送ベルトの下流
側位置に設置された第1の検出装置と、前記骨材が供給
された前記主ベルトコンベヤ装置の下流側に設置され、
前記主ベルトコンベヤ装置にモルタル又はセメントペー
ストを連続的に定量供給し続ける連続定量供給手段と、
前記主ベルトコンベヤ装置の搬出端の直下に配置された
少なくとも1つの混合ボックス装置とから構成され、こ
の第1の検出装置から連続的に出力される前記信号を受
けて前記連続定量供給装置がフィードバック制御されて
モルタル又はセメントペースト供給量の精度を高め、更
に、前記混合ボックス装置が、それぞれ入口端と、出口
端と、前記入口端に形成された複数の入口部から前記出
口端に形成された複数の出口部へ向かってそれぞれ断面
形状が連続的に変化し且つほぼ垂直方向に伸長する複数
の変形通路を備える複数のエレメントをほぼ垂直に接続
して構成されていると共に、前記各エレメントの接続部
に形成され、隣接する一方の前記エレメントから他方の
前記エレメントに前記骨材と前記モルタル又はセメント
ペーストからなるコンクリート形成材料が流入する際に
前記各変形通路を通る前記コンクリート形成材料を合流
し且つ分割する合流分割手段を備え、更に前記各エレメ
ントが、前記各変形通路の前記入口部の配列パターンと
して長方形状の開口がY方向に並び、また前記出口部の
配列パターンとして長方形状の開口が前記Y方向に直交
するX方向に並んで形成されると共に前記各変形通路の
各入口部と前記各出口部との連通態様を異にする2種類
から構成され、更に前記合流分割手段が隣接する前記エ
レメントの前記出口端と前記入口端とを密着させて接続
した時に前記各エレメントの接続部における前記入口部
と前記出口部との配列パターンの相違により構成され、
前記混合ボックス装置が種類の異なる前記エレメントを
交互に垂直に接続して構成され、その際前記混合ボック
ス装置を構成する最下段の前記エレメントの前記出口端
に開閉可能なカットゲートを 設け、自重で落下してくる
前記材料の排出量を調整することにより前記混合ボック
ス装置の前記各エレメントにおける前記変形通路内での
前記材料の充満率のコントロールを行うことを特徴とす
る。
【0013】<本発明における具体的構成>本発明の連
続式混合プラントは、前述した必須の構成要素からなる
が、その構成要素が具体的に以下のような場合であって
も成立する。その具体的構成要素とは、前記連続骨材供
給手段が、骨材を前記主コンベヤ装置に供給するベルト
コンベヤ装置と、前記ベルトコンベヤ装置へ前記骨材を
連続的に供給する材料切り出し装置と、前記ベルトコン
ベヤ装置の搬送ベルトに乗せられて移動する前記骨材の
量を所定位置で連続的に計測して信号を出力すべく前記
ベルトコンベヤ装置の下流側位置に設置された第2の検
出装置と、この第2の検出装置で連続的に出力される前
記信号を受けて前記材料切り出し装置をフィードバック
制御して前記ベルトコンベヤ装置へ切り出される骨材供
給量の精度を高めることを特徴とする。
【0014】また、本発明の連続式混合プラントでは、
前記材料切り出し装置が振動フィーダーを含み、前記第
2の検出装置から連続的に出力される信号に基づいて前
記振動フィーダーの振動数を変化させて前記骨材の前記
ベルトコンベヤ装置への切り出し量をフィードバック制
御することを特徴とする。
【0015】更に、本発明の連続式混合プラントでは、
前記第1及び第2の検出装置のいずれか一方又は双方
が、所定位置において搬送ベルトごとその重量を連続的
に計測するベルトスケール装置から構成されていること
を特徴とする。
【0016】
【0017】
【0018】更に、本発明の連続式混合プラントでは、
混合ボックス装置を構成する最下段のエレメント出口に
開閉可能なカットゲートを設け、自重で落下してくる材
料の排出量を調整することにより混合ボックス装置の各
エレメントにおける変形通路内での材料の充満率のコン
トロールを行うようにすることも好ましい。
【0019】前述したように構成された本発明の連続式
混合プラントによると、各材料がそれぞれ連続供給手段
から連続的に計量されながら供給され、混合ボックス装
置に落される。すなわち、複数の変形通路が混合ボック
ス装置における上方の入口端から内部の変形通路内に各
材料を連続的に投入すると、これらはその自重により落
下して各変形通路内を落下する。
【0020】各変形通路は、その長手方向において連続
的にその断面形状が変化しているため、この変形通路内
を落下するこれらの材料は圧縮的な変形作用が与えられ
て混合される。しかも、これらの材料がこの変形通路を
落下中に、分割合流手段を通ることにより各変形通路を
通過している材料が合流し、そして再び各変形通路に分
かれ(分割)て落下し、好ましくはこれを繰り返すこと
によってよりよく混合がなされる。
【0021】このような混合ボックス装置において、一
般的には、複数のエレメントを積み重ねるように縦方向
に接続することで、この分割合流作用は必然的に得るこ
とができる。そのエレメントとは、前述したようにそれ
ぞれ入口端と、出口端と、これら入口端から出口端へ至
る複数の変形通路とを備え、入口端に形成された各変形
通路の入口部の配列パターンと出口端に形成された各変
形通路の出口部の配列パターンとを異にしたものであ
る。
【0022】このようなエレメント同士を隣接するエレ
メントの出口端と入口端とで密着させて接続させれば、
各エレメントにおける各変形通路の入口部と出口部との
接続部が合流分割手段となる。なお、各変形通路の入口
部の配列パターンとして長方形状の開口が左右に並び、
また出口部の配列パターンとして長方形状の開口が上下
に並んで形成されたエレメントを使用する場合には、各
変形通路の各入口部と各出口部との連通態様を異にする
少なくとも2種類のエレメントを製作し、これら種類の
異なるエレメントを交互に縦方向に接続して混合ボック
ス装置を構成すれば、混合ボックス装置の上方入口端か
ら下方出口端までに至る直線的連通部が少なくなるか、
又はなくなるため上方から落下する材料の混合効果はよ
り向上する。
【0023】例えば、この連続式混合プラントをコンク
リート製造のためのプラントとして使用することができ
る。その場合であって特に品質の高いコンクリートを得
る必要がある時には、連続骨材供給手段を構成する材料
切り出し装置から送り出される骨材の供給量を検出装置
によって検出してフィードバック制御をすることにより
供給量の精度を高めたり、或いは少なくとも1種類以上
の骨材を主コンベヤ装置によって混合ボックス装置に送
る場合には主コンベヤ装置で連続的に送られる骨材の量
を逐次に検出装置で検出して、その搬送量に見合った量
のモルタル又はセメントペーストを連続定量供給装置か
ら主コンベヤ装置に供給するようにすることが好まし
い。
【0024】
【発明の実施の形態】以下、本発明の連続式混合プラン
トを図に示される実施形態に沿って更に詳細に説明す
る。図1は本発明の一実施形態に係る連続式コンクリー
ト製造プラントを概略的に示す構成説明図、図2は主コ
ンベヤ装置にモルタル又はセメントペーストを供給する
連続定量供給装置を部分的に破断して示す正面図であ
る。
【0025】また、図3は図1に示される連続式コンク
リート製造プラントで使用する混合ボックス装置につい
て種類の異なる2つのエレメントを接続した状態で示す
斜視図、図4は2つのエレメントを接続した場合におけ
る被混合材料の断面の変化態様を、各エレメントの入口
側端部、中間部、出口側端部の領域についてモデル図的
に示す工程図である。
【0026】更に、図5は混合ボックス装置において1
つの種類のエレメントを入口側端部から内部の各変形通
路を見た状態を概略的に示す平面図、図6は他の1つの
種類のエレメントを入口側端部から内部の各変形通路を
見た状態を概略的に示す平面図、図7は本発明に係る連
続式コンクリート製造プラントに使用可能な別な混合ボ
ックス装置におけるエレメント即ち内部に4つの変形通
路を備えるエレメントを示す斜視図である。
【0027】更にまた、図8は図7に示されるエレメン
トを2つ接続した場合における被混合材料の断面の変化
態様を、各エレメントの入口側端部、中間部、出口側端
部の領域についてモデル図的に示す工程図、図9は本発
明の連続式混合プラントの別な実施形態を上方から見て
概略的に示す構成説明図、図10はこの発明の連続式混
合プラントの更に別な実施形態を概略的に示す構成説明
図、図11は従来のバッチ処理式のバッチャープラント
を概略的に示す構成説明図である。
【0028】この実施形態に係る連続式コンクリート製
造プラント10は、傾斜して設置された第1の主ベルト
コンベヤ装置11と水平に設置された第2の主ベルトコ
ンベヤ装置12とを含み、これら2つの主ベルトコンベ
ヤ装置11、12は、材料を連続して乗り継ぎ搬送し得
るように設置されている。
【0029】第1の主ベルトコンベヤ装置11には、3
種類の骨材を連続的に計量しながら供給し続ける3つの
連続骨材供給手段としての装置13、14、15がその
主ベルトコンベヤ装置11の搬送方向に沿って順次に設
置されている。各連続骨材供給装置13〜15は、実質
的に同一のものであるので、その1つについて説明す
る。
【0030】連続骨材供給装置13は、ベルトコンベヤ
装置13aを備え、このベルトコンベヤ装置13aの搬
入端側には材料切り出し装置としての振動フィーダー1
3bが設置され、更にこの振動フィーダー13bの上部
には当該フィーダー13bに骨材を供給するホッパー1
3cが設置されている。ベルトコンベヤ装置13aにお
ける振動フィーダー13bより下流側には、骨材を乗せ
て連続的に移動してくる搬送ベルトの局部的な重量を計
測するベルトスケール装置13dが設置されている。
【0031】このベルトスケール装置13dは、骨材を
乗せて移動している搬送ベルトの局部的な重量をロード
セル(図示せず)により継続的に検出すると共に電気的
信号として制御装置(図示せず)に出力するものであ
る。制御装置は、ロードセルにより検出され且つ出力さ
れた信号から重量値を継続的に計算し、これに搬送ベル
トの速度を乗じて現在送り出されている骨材の例えば数
分ごとの量を算出する。
【0032】骨材の供給量が予め設定された量以下又は
以上である時には、制御装置が振動フィーダー13bの
作動周波数を変えてその振動数を変化させ、これにより
骨材の切り出し量即ち送り出し量をフィードバック制御
する。このようにして、3つの連続骨材供給装置13〜
15からは、例えば大きさの異なる2種類の砂利、及び
砂等の3種類の骨材が単位時間当たりの所定供給量をコ
ントロールされながら第1の主ベルトコンベヤ装置11
に順次に供給される。
【0033】第1の主ベルトコンベヤ装置11の搬送ベ
ルト上に順次に積層状態に乗せられて搬送される3種類
の骨材が、水平に設置された第2の主コンベヤ装置12
に乗り移ってその搬出端に移動させられる時、その途中
に設置されたモルタルを連続的に定量供給する装置16
によりモルタル又はセメントペーストがその搬送ベルト
上に連続的に供給される。
【0034】この連続定量供給装置16は、図2に詳細
に示されているように筒状のケーシング16aの内部に
回転可能に配置されたスクリュー軸16bを備え、この
スクリュー軸16bは架台16cに設置された駆動モー
タ16dにより回転される。ケーシング16aの一端側
における上部にはホッパー16eが配置され、その下端
の出口部はケーシング16aに形成された投入口に接続
されている。
【0035】これにより、ホッパー16eに入れられた
モルタル又はセメントペーストはケーシング16aの投
入口から内部に入り、回転するスクリュー軸16bによ
ってケーシング16a内を押し出され、他端の出口から
供給管16fを介して搬送ベルト上に供給される。この
モルタル又はセメントペーストの供給に際して、搬送ベ
ルトで送られてくる3種類の骨材の総量に比例した更に
好適な量のモルタル又はセメントペーストを連続して供
給するため、供給管16fの供給口よりも上流側におい
てベルトスケール装置17が設置されている。
【0036】このベルトスケール装置17は、前述のベ
ルトスケール装置13dと実質的に同一のものであるの
で、その構成の説明は省略するが、その作用としては3
種類の骨材を乗せて移送している第2の主コンベヤベル
ト装置12における搬送ベルトの局部的な重量をベルト
スケール装置17のロードセル(図示せず)により継続
的に検出すると共に電気的信号として制御装置18に出
力するものである。
【0037】制御装置18は、ロードセルにより検出さ
れ且つ出力された信号から3種類の骨材の例えば単位時
間当たりの総供給量を継続的に計算し、この計算結果か
らモルタルの単位時間当たりの更に適正な供給量を算出
する。そして、骨材の単位時間当たりの総供給量に応じ
て、制御装置18が駆動モータ16dの回転数を変えて
スクリュー軸16bの回転速度を変化させ、これにより
モルタル又はセメントペーストの供給を制御する。
【0038】これにより第2の主ベルトコンベヤ装置1
2における搬送ベルト上に乗せられて移送される3種類
の骨材の単位時間当たりの総供給量に変化があったとし
ても(即ち搬送ベルト上の骨材が多少多くなったり或い
は少なくなったりした場合でも)供給管16fの出口部
下を通過する搬送ベルト上の骨材総供給量に見合った適
正量のモルタル又はセメントペーストを供給することが
でき、その結果製造されるコンクリートの品質がより向
上する。
【0039】第2の主ベルトコンベヤ装置12の搬出端
の直下には、1つの混合ボックス装置20が設置されて
いる。この混合ボックス装置20は、基本的には2種類
のエレメント21A、21Bを計6つ交互に縦方向に接
続して構成されている。図3は、説明の便宜上、この2
種類のエレメント21A、21Bを接続した状態で示さ
れている。
【0040】各エレメント21A、21Bの具体的構成
について説明すると、最初に一方の種類のエレメント2
1Aは、正方形をした両端部を備え、これら両端部には
当該エレメントを相互に接続するためのフランジFが形
成されている。
【0041】このフランジF、Fには、複数のボルト穴
f1が形成され、隣接するエレメント同士はこのボルト
穴f1を利用して端部同士がボルト止めされて接続され
る。エレメント21Aは、同じ方向に並んで配置された
2つの変形通路22、23を備えている。このエレメン
ト21Aの一方の端部には、縦長の開口を左右に形成す
るように中央に仕切り壁24が設けられている。
【0042】この縦長の左右の開口が2つの変形通路2
2、23の各入口部22a、23aとなる。エレメント
21Aの他方の端部には、横長の開口を上下に形成する
ように中央に仕切り壁25が設けられている。この横長
の上下の開口が2つの変形通路22、23の各出口部2
2b、23bとなる。すなわち、エレメント21Aの入
口側端部における仕切り壁24と出口側端部における仕
切り壁25とは互いに90度方向を異にして配置されて
いる。
【0043】従って、変形通路22、23の2つの入口
部22a、23aの配列パターンは、長方形状の開口が
左右に並んで形成され、また2つの出口部22b、23
bの配列パターンは、長方形状の開口が上下に並んで形
成されている。変形通路22、23の具体的形状につい
て説明すると、各変形通路22、23は、その断面形状
が入口部22a、23aから出口部22b、23bに向
かって連続的に変化している。
【0044】その変化の態様については、各変形通路2
2、23とも、任意の位置での断面積は入口部22a、
23aから出口部22b、23bまで同じであり、断面
の形状のみが連続的に変化している。つまり、入口部2
2a、23aはX方向に長い長方形であり、入口部22
a、23aと出口部22b、23bの中間部においては
その断面形状が正方形となり、出口部22b、23bに
おいてはX方向に対して直交するY方向に長い長方形に
なるように形成されている(図3参照)。そして、変形
通路22、23の長さは同じである。
【0045】従って、各変形通路22、23を通る被混
合材料は、その断面形状がX方向に長い長方形から徐々
に正方形に変化させられ、そこから更にY方向に長い長
方形に徐々に変化させられることになる。このエレメン
ト21Aでは、図3で見て左側に位置する入口部22a
と上方に位置する出口部22bとが変形通路22で連通
し、右側に位置する入口部23aと下方に位置する出口
部23bとが変形通路23で連通している。
【0046】次に、もう1つの種類のエレメント21B
は、基本的には前述したエレメント21Aと同じである
が、このエレメント21Bでは図3で見て左側に位置す
る入口部26aと下方に位置する出口部26bとが変形
通路26で連通し、右側に位置する入口部27aと上方
に位置する出口部27bとが変形通路27で連通してい
る。すなわち、このエレメント21Bは、エレメント2
1Aと各変形通路の各入口部と各出口部との連通態様を
異にしている。
【0047】このような2種類のエレメント21A、2
1Bを交互に接続した状態を示す図が図3である。すな
わち、前述した2種類のエレメント21A、21Bは、
一方のエレメント21Aの出口側端部に他方のエレメン
ト21Bの入口側端部を、フランジF同士を密着させて
ボルトで接続される。
【0048】従って、2種類のエレメント21A、21
Bの接続部では、一方のエレメント21Aにおける変形
通路22の出口部22bが、他方のエレメント21Bに
おける変形通路26の入口部26aの半分と他の変形通
路27の入口部27aの半分とに連通し、また一方のエ
レメント21Aにおける変形通路23の出口部23b
は、他方のエレメント21Bにおける変形通路26の入
口部26aの残りの半分と他の変形通路27の入口部2
7aの残りの半分とに連通することになる。
【0049】そのため、一方のエレメント21Aにおけ
る各変形通路22、23を通過した被混合材料の半分づ
つが、他方のエレメント21Bのそれぞれの変形通路2
6、27内に入ることにより実質的に合流することにな
り、しかし1つの変形通路を通った被混合材料について
みると2つのエレメントの接続部で半分づつに分割され
ることになる。
【0050】従って、2つのエレメント21A、21B
の接続部である出口側端部と入口側端部とに形成されて
いる各変形通路の各出口部と各入口部とが被混合材料の
合流分割手段を構成することになる。このようなエレメ
ント21A、21Bを図1に示されるように交互に直列
に接続すれば、それぞれの接続部に被混合材料の合流分
割手段が構成されることになる。
【0051】第2のベルトコンベヤ装置12により搬送
されてきた骨材とモルタルは、その搬出端からホッパー
19内に連続的に落される。骨材とモルタルは、第2の
ベルトコンベヤ装置12からホッパー19内に落ちる際
にラフ即ち粗に混合され、その状態で混合ボックス装置
20の最初のエレメント21Aにおける2つの入口部2
2a、23aから各変形通路22、23に入り、当該混
合ボックス装置20内を自重で落下する。
【0052】次に、この混合ボックス装置20を通過す
る骨材とモルタルとの混合過程について、その工程図を
示す図4を参照しながら以下に説明する。なお、この工
程図は、エレメント21A、21Bを2個(2段)接続
した場合における被混合材料即ち骨材とモルタルとの変
化態様を、各エレメント21A、21Bの入口側端部、
中間部、出口側端部の領域についてモデル図的に示して
いる。
【0053】この図4から理解できるように、ホッパー
19に投入された3種類の骨材とモルタルとは、1段目
のエレメント21Aにおける入口側端部で2つの変形通
路22、23に入り、その流れは結果的にA、Bの二つ
に分割される。この分割された被混合材料の各流状体断
面形状は共にX方向に長い長方形である。
【0054】次に、この1段目の中間部においては、被
混合材料A、Bの流状体断面形状は共に正方形に変化
し、さらに、1段目の出口側端部においては、共に入口
側の長手方向Xとは90度異にするY方向に長い長方形
に変化する。従って、被混合材料A、Bの各流状体断面
形状は、X方向に長い長方形→正方形→Y方向に長い長
方形、と変化する。
【0055】この変化する過程において、各変形通路2
2、23の内壁面によって連続的な圧縮作用を受けるこ
とになる。その結果、被混合材料の流状体自体に、特に
断面の径方向についての連続的な対流現象が発生し、こ
れにより第1次の混合作用が行われる。
【0056】次に、2段目のエレメント21Bの入口側
端部における仕切り壁28は、1段目のエレメントの出
口側端部の仕切り壁15と直角に交差しているため、1
段目のエレメント21Aの出口端部から出た被混合材料
A、Bは、図4に示されるようにそれぞれ左右に分割さ
れてA/Bと、A/Bとに分けられる。
【0057】そして、各変形通路26、27のそれぞれ
について、被混合材料A/Bが流れることになる。すな
わち、2段目のエレメント21Bの入口側端部では、被
混合材料A、Bの一部がそれぞれ各変形通路26、27
内で合流し、各通路内の被混合材料における流状体断面
形状は共にX方向に長い長方形となる。
【0058】次に、2段目の中間部においては、被混合
材料A/Bの流状体断面形状が全体として正方形状に変
化させられ、そして出口側端部においては共にY方向に
長い長方形に変化させられる。この2段目においても、
被混合材料A/Bは、X方向に長い長方形→正方形→Y
方向に長い長方形、と変化する。
【0059】そして、その変化過程において、各変形通
路26、27の内壁面によって連続的な圧縮作用を受け
ることになる。その結果、被混合材料の流状体自体に、
特に断面の内外方向について連続的な対流現象が発生
し、これにより第2次の混合作用が行われる。
【0060】3段目については、特に図示していない
が、3段目の入口側端部では、図4に示される2段目の
出口側端部における最終の被混合材料に、仮想線X1を
加えて示すように左右に分割され、A/B/A/Bのよ
うに合流する。以降は1段目、2段目と同様にして混合
される。
【0061】ところで、この実施形態では、前述したよ
うに種類の異なる2つのエレメント21A、21Bを交
互に接続しているが、その理由について説明する。図3
に示されるエレメント21Aをその一方の端部から各変
形通路内を覗くと、図5に示されるように影線を除いた
部分が直通した即ちストレートな貫通路として見える。
【0062】これは、前述したように入口側端部におけ
る右側の入口部22aが出口側端部における上部の出口
部22bに連通し、入口側端部における左側の入口部2
3aが出口側端部における下部の出口部23bに連通し
ていることから、それらがそれぞれ部分的に重なる領域
は入口部から出口部が直視できることは当然ではある。
【0063】とすると、エレメント21Aの長手方向か
ら見たときに入口部22a、23aと出口部22b、2
3bとがそれぞれ部分的に重なる領域に存在する通路部
分については、被混合材料の流状体に変形をほとんど与
えることなく通過させることになる。そして、同じ形状
のエレメント21Aを複数接続しても端部から変形通路
を覗いたときの状態は図5に示された状態と全く変わら
ない。従って、同じ形状のエレメント14を複数接続し
ても混合効果はあまりよくない。
【0064】他方、エレメント21Bについては、前述
のエレメント21Aの説明と同じ理屈により入口部26
a、27aと出口部26b、27bとが重なる領域は図
6に示される影線を除いた部分となる。これは、エレメ
ント21Aとは異なって、入口側端部における左側の入
口部26aが出口側端部における下部の出口部26bに
連通し、入口側端部における右側の入口部27aが出口
側端部における上部の出口部27bに連通していること
から明らかである。
【0065】そこで、この2種類のエレメント21A、
21Bを図3に示されるように接続したとして、その入
口側端部から変形通路を覗くと、図5と図6とを重ねた
ような状態となり、その結果入口部から出口部を直視す
ることはできなくなる。ということは、入口部から入っ
た被混合材料が、所謂ストレートに出口部に流れること
はなくなり、その結果混合効果をより高めることにな
る。
【0066】なお、前述した実施形態で用いたエレメン
トは、2つの変形通路22、23又は26、27を備え
たものであったが、図7に示されるように4つの変形通
路31、32、33、34を備えるエレメント30を接
続して混合ボックス装置を構成することもできる。
【0067】このエレメント30も考え方は前述したエ
レメント21A、21Bと同じで、端部側の開口が全体
として正方形で且つ周囲に接続用のフランジFを備え、
更に入口側端部がX方向に長い4つの開口を形成するよ
うに3つの仕切り壁35、36、37により仕切られ、
4つの変形通路31〜34の入口部31a、32a、3
3a、34aとされている。
【0068】他方、このエレメント30の出口側端部
は、入口側端部の各入口部とは90度方向を異にするY
方向に長い開口を形成するように3つの仕切り壁38、
39、40により仕切られ、各変形通路の出口部31
b、32b、33b、34bとされている。
【0069】そして、図7で見て、変形通路31の入口
部31aは、上から2番目の出口部31bに連通し、変
形通路32の入口部32aは、最上部の出口部32bに
連通し、変形通路33の入口部33aは、最下部の出口
部33bに連通し、変形通路34の入口部34aは、上
から3番目の出口部34bに連通している。
【0070】各変形通路31、32、33、34のそれ
ぞれの長手方向における断面形状の変化については、先
の実施例で示したエレメント21A、21Bの場合と基
本的に同じである。ただ、エレメント30全体の輪郭と
しては、4つの変形通路を備えている関係で相違してい
る。
【0071】図8は、このエレメント30を2つ接続
(この例では同一形状のエレメント30を接続)して構
成された混合ボックス装置を用いた混合方法の工程図を
示す。1段目のエレメント30の入口側端部におけるX
方向に長い長方形状の入口部31a〜34aに入った被
混合材料は出口部31b〜34bを出る時にはB、A、
D、C、に分割され、2段目のエレメント30の出ロ側
端部においては各列がX方向に長い16層の状態で合流
される。ここで、仮想線X3は次の3段目の分割線を示
している。
【0072】このようにして適正に計量された骨材とモ
ルタル又はセメントペーストが連続的に混合ボックス装
置20に投入され且つ最適に混合される結果として非常
に品質の高いコンクリートを連続的に製造することがで
きる。前述した実施形態の連続式コンクリート製造プラ
ント10は、上述したように比較的に品質の高いコンク
リートを製造するために連続骨材供給装置13〜15に
ベルトスケール装置を設置して骨材の供給量を継続的に
監視し且つフィードバック制御するようにし、また同様
にしてモルタルの供給も搬送されてくる骨材の総量に比
例するように極めて精度よく調整するようにしたが、こ
のようなベルトスケール装置は要求されるコンクリート
の品質に応じて適宜設置すればよい。
【0073】なお、混合ボックス装置20に骨材やモル
タル等の材料を通過させる場合、これらの材料が必ずし
も各エレメントの変形通路内に充満しながら通過すると
は限らない。もし、被混合材料が各エレメントの変形通
路内に充満しながら通過しない場合、これら材料の種類
の違いによっては混合ボックス装置を通過中に剪断や圧
縮を効率的に受けないことも考えられ、その結果混練状
態に違いが生じる可能性がある。
【0074】そのため、混合ボックス装置20を構成す
る最下段のエレメント出口に開閉可能なカットゲート
(図示せず)を設け、自重で落下してくる材料の排出量
を調整することにより混合ボックス装置の各エレメント
における変形通路内での材料の充満率のコントロールを
行って練り混ぜをより効果的に行わせるようにすること
も好ましい。
【0075】また、骨材及びモルタル又はセメントペー
ストの供給を調整するための手段としては、ベルトスケ
ール装置以外にも種々の公知の手段、例えば搬送ベルト
によって連続的に移送されてくる骨材の単位時間当たり
の分量(体積)を逐次、複数の光電管装置によって検出
するようにすることもできるし、或いは公知のフィード
コンベヤ装置を使用して材料の供給量を精度よく制御す
ることができる。
【0076】更に、前述した実施形態における連続式混
合プラントは、主コンベヤ装置の搬送ベルトに1種類又
はそれ以上の材料を順次積み重ねるように乗せて搬送
し、更にこれら各材料の総量を見極めて最後の材料を搬
送ベルト上に乗せ、これらを混合ボックス装置に投入す
るようにしたが、本発明はこのような実施形態に限定さ
れるものではない。
【0077】すなわち、例えば、図9に示されるように
混合ボックス装置20の上部に設置されたホッパー19
の周囲に各連続骨材供給装置13、14、15及びモル
タル又はセメントペーストを供給する連続定量供給装置
16を独立して設置し、これらの各装置から各材料を計
量しながら連続的にホッパー19に投入してもよい。そ
して必要ならば各連続骨材供給装置13、14、15及
び連続定量供給装置16からホッパー19までの搬送経
路にスケールを設置して前述したように各連続骨材供給
装置13、14、15及び連続定量供給装置16をフィ
ードバック制御してその材料供給精度を高めるようにす
ることもできる。
【0078】また、前述した本発明の実施形態では、骨
材とモルタルを混合してコンクリートを製造することを
例として説明したが、本発明はこのような材料に限定さ
れるものではなく、骨材とセメントペーストとをそれぞ
れ連続的に計量しながら供給して混合ボックス装置に投
入するようにしてもよい。
【0079】また、前述した実施形態では「骨材」とい
う用語を使用して被混合材料を説明しているが、ここで
言う「骨材」とは砂とか砂利などのようなそれぞれ独立
した種類のものに限定されない。すなわち、砂や砂利な
どのを予め混合したもの、或いは砂や砂利など又はこれ
らの混合物に更にセメント粉を予め混合したものをプレ
ミックスと呼んでいるが、このようなプレミックスをも
含む概念で使用している。従って、このようなプレミッ
クスを連続的に計量しながら供給して混合ボックス装置
に投入するようにしてもよい。
【0080】特に、砂や砂利などの混合物に更にセメン
ト粉を予め混合したプレミックスを連続的に計量しなが
ら供給して混合ボックス装置に投入する場合には、図1
0に示されるように2つの混合ボックス装置20を段階
的に設置して行うことができる。すなわち、細骨材であ
る砂、粗骨材である砂利、及びセメント粉をそれぞれ計
量供給装置113、114、115で連続的に供給して
第1段階の混合ボックス装置20で混合してプレミック
スを製造する。
【0081】次いで、このプレミックスに水供給装置1
16により水を連続的に加えて第2段階の混合ボックス
20で混合する。このような工程を経るようにしても、
連続的にコンクリートを製造することができる。このこ
とからも理解されるように、本発明では、必要に応じて
複数の混合ボックス装置を段階的に設置して各材料を順
次に材料を供給しながら混合させるようにすることもで
きる。
【0082】なお、前述したプレミックスに水を加える
場合も含めて、粗骨材や細骨材の表面水の管理は、品質
の高いコンクリートを製造する場合に必要であり、従っ
て前述した本発明の連続式混合プラントに水供給制御装
置や水分検知手段などを必要に応じて付加することも好
ましい。
【0083】なお、前述した本発明の各実施形態は、コ
ンクリートを連続的に製造するためのプラントであった
が、本発明は混合する各材料を計量しながら供給して、
それらを連続的に混合撹拌して製品を得るような種々の
場合にも使用することができることはいうまでもない。
このような用途としては、例えば、家畜の配合飼料の製
造、或いは園芸用土(土と鶏糞等の混合土)等を挙げる
ことができる。
【0084】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の連続式混
合プラントによれば、混合材料の製造を比較的に簡素な
装置で連続的に且つ比較的に速い速度で行うことができ
ることから混合材料の製造効率が著しく向上し、その結
果この種の混合材料の大量生産を可能とすることができ
る。
【0085】また、本発明の連続式混合プラントによれ
ば、これをコンクリートの連続的製造に用いることがで
き、その場合、コンクリートの連続的製造では従来困難
であった各材料の計量を連続的に精度よく行って独特な
構成のミキサに送るようにしているため品質の高いコン
クリートを連続的に且つ高速で製造することもできると
いう優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係る連続式コンクリート
製造プラントを概略的に示す構成説明図である。
【図2】図1に示される連続式コンクリート製造プラン
トにおいて第2の主ベルトコンベヤ装置にモルタル又は
セメントペーストを定量供給する装置を部分的に破断し
て示す正面図である。
【図3】図1に示される連続式コンクリート製造プラン
トで使用する混合ボックス装置について種類の異なる2
つのエレメントを接続した状態で示す斜視図である。
【図4】図3に示されるように2つのエレメントを接続
した場合における被混合材料の断面の変化態様を、各エ
レメントの入口側端部、中間部、出口側端部の領域につ
いてモデル図的に示す工程図である。
【図5】図3に示される1つの種類のエレメントを入口
側端部から内部の各変形通路を見た状態を概略的に示す
平面図である。
【図6】図3に示される他の1つの種類のエレメントを
入口側端部から内部の各変形通路を見た状態を概略的に
示す平面図である。
【図7】本発明に係る連続式コンクリート製造プラント
に使用可能な別な混合ボックス装置におけるエレメント
即ち内部に4つの変形通路を備えるエレメントを示す斜
視図である。
【図8】図7に示されるエレメントを2つ接続した場合
における被混合材料の断面の変化態様を、各エレメント
の入口側端部、中間部、出口側端部の領域についてモデ
ル図的に示す工程図である。
【図9】本発明の連続式混合プラントの別な実施形態を
上方から見て概略的に示す構成説明図である。
【図10】本発明の連続式混合プラントの更に別な実施
形態を概略的に示す構成説明図である。
【図11】従来のバッチ処理式バッチャープラントを概
略的に示す構成説明図である。
【符号の説明】
10 連続式コンクリート製造プラント 11 第1の主ベルトコンベヤ装置 12 第2の主ベルトコンベヤ装置 13 連続骨材供給手段(連続計量供給手段) 13a ベルトコンベヤ装置 13b 振動フィーダー(材料切り出し装置) 13c ホッパー 13d ベルトスケール 14 連続骨材供給手段(連続計量供給手段) 15 連続骨材供給手段(連続計量供給手段) 16 連続定量供給装置(連続計量供給手段) 16a 筒状のケーシング 16b スクリュー軸 16c 架台 16d 駆動モータ 16e ホッパー 16f 供給管 17 ベルトスケール装置(計量手段) 18 制御装置 20 混合ボックス装置 21A エレメント 21B エレメント 22、23 変形通路 24 仕切り壁 22a、23a 入口部 22b、23b 出口部 25 仕切り壁 26、27 変形通路 26a、27a 入口部 26b、27b 出口部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭50−120055(JP,A) 特開 平6−328430(JP,A) 特開 平6−322738(JP,A) 特開 昭58−81117(JP,A) 特開 昭60−229715(JP,A) 実開 昭52−133007(JP,U) 実開 平5−80526(JP,U) 実開 昭59−115424(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B28C 9/00 B28C 5/04

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 混合する少なくとも2種類の材料をそれ
    ぞれ連続的に計量しながら供給し続ける、前記各材料に
    対応する数の連続計量供給手段と、この連続計量供給手
    段からそれぞれ連続的に供給された各材料を混合する少
    なくとも1つの混合ボックス装置とから構成され、 前記混合ボックス装置が、それぞれ入口端と、出口端
    と、前記入口端に形成された複数の入口部から前記出口
    端に形成された複数の出口部へ向かってそれぞれ断面形
    状が連続的に変化し且つほぼ垂直方向に伸長する複数の
    変形通路を備える複数のエレメントをほぼ垂直に接続し
    て構成されていると共に、前記各エレメントの接続部に
    形成され、隣接する一方の前記エレメントから他方の前
    記エレメントに複数種類の前記材料が流入する際に前記
    各変形通路を通る前記各材料を合流し且つ分割する合流
    分割手段を備え、更に前記各エレメントが、前記各変形
    通路の前記入口部の配列パターンとして長方形状の開口
    がY方向に並び、また前記出口部の配列パターンとして
    長方形状の開口が前記Y方向に直交するX方向に並んで
    形成されると共に前記各変形通路の各入口部と前記各出
    口部との連通態様を異にする2種類から構成され、更に
    前記合流分割手段が隣接する前記エレメントの前記出口
    端と前記入口端とを密着させて接続した時に前記各エレ
    メントの接続部における前記入口部と前記出口部との配
    列パターンの相違により構成され、 前記混合ボックス装置が種類の異なる前記エレメントを
    交互に垂直に接続して構成され、その際前記混合ボック
    ス装置を構成する最下段の前記エレメントの前記出口端
    に開閉可能なカットゲートを設け、自重で落下してくる
    前記材料の排出量を調整することにより前記混合ボック
    ス装置の前記各エレメントにおける前記変形通路内での
    前記材料の充満率のコントロールを行うことを特徴とす
    る連続式混合プラント。
  2. 【請求項2】 前記各連続計量供給手段から供給される
    材料を連続的に搬送する途中で、局部的に且つ所定時間
    毎に搬送量を計量する計量手段を更に備え、この計量手
    段からの信号を受けて前記連続計量供給手段がフィード
    バック制御されて材料供給量の精度を高めることを特徴
    とする請求項1に記載の連続式混合プラント。
  3. 【請求項3】 混合する少なくとも2種類の前記材料が
    骨材とモルタル又はセメントペーストであり、コンクリ
    ートを連続的に製造するプラントとして適用することを
    特徴とする請求項1又は2に記載の連続式混合プラン
    ト。
  4. 【請求項4】 骨材を搬送する主ベルトコンベヤ装置
    と、前記主ベルトコンベヤ装置に少なくとも1種類の骨
    材を計量しながら供給し続ける連続骨材供給手段と、前
    記主ベルトコンベヤ装置の搬送ベルトに乗せられて移動
    してくる前記骨材の局部的な量を所定位置で連続的に計
    測して信号を出力すべく、前記搬送ベルトの下流側位置
    に設置された第1の検出装置と、前記骨材が供給された
    前記主ベルトコンベヤ装置の下流側に設置され、前記主
    ベルトコンベヤ装置にモルタル又はセメントペーストを
    連続的に定量供給し続ける連続定量供給手段と、前記主
    ベルトコンベヤ装置の搬出端の直下に配置された少なく
    とも1つの混合ボックス装置とから構成され、 この第1の検出装置から連続的に出力される前記信号を
    受けて前記連続定量供給装置がフィードバック制御され
    てモルタル又はセメントペースト供給量の精度を高め、 更に、前記混合ボックス装置が、それぞれ入口端と、出
    口端と、前記入口端に形成された複数の入口部から前記
    出口端に形成された複数の出口部へ向かってそれぞれ断
    面形状が連続的に変化し且つほぼ垂直方向に伸長する複
    数の変形通路を備える複数のエレメントをほぼ垂直に接
    続して構成されていると共に、前記各エレメントの接続
    部に形成され、隣接する一方の前記エレメントから他方
    の前記エレメントに前記骨材と前記モルタル又はセメン
    トペーストからなるコンクリート形成材料が流入する際
    に前記各変形通路を通る前記コンクリート形成材料を合
    流し且つ分割する合流分割手段を備え、更に前記各エレ
    メントが、前記各変形通路の前記入口部の配列パターン
    として長方形状の開口がY方向に並び、また前記出口部
    の配列パターンとして長方形状の開口が前記Y方向に直
    交するX方向に並んで形成されると共に前記各変形通路
    の各入口部と前記各出口部との連通態様を異にする2種
    類から構成され、更に前記合流分割手段が隣接する前記
    エレメントの前記出口端と前記入口端とを密着させて接
    続した時に前記各エレメントの接続部における前記入口
    部と前記出口部との配列パターンの相違により構成さ
    れ、 前記混合ボックス装置が種類の異なる前記エレメントを
    交互に垂直に接続して構成され、その際前記混合ボック
    ス装置を構成する最下段の前記エレメントの前記出口端
    に開閉可能なカットゲートを設け、自重で落下してくる
    前記材料の排出量を調整することにより前記混合ボック
    ス装置の前記各エレメントにおける前記変形通路内での
    前記材料の充満率のコントロールを行うことを特徴とす
    る連続式混合プラント。
  5. 【請求項5】 前記連続骨材供給手段が、骨材を前記主
    コンベヤ装置に供給するベルトコンベヤ装置と、前記ベ
    ルトコンベヤ装置へ前記骨材を連続的に供給する材料切
    り出し装置と、前記ベルトコンベヤ装置の搬送ベルトに
    乗せられて移動する前記骨材の量を所定位置で連続的に
    計測して信号を出力すべく前記ベルトコンベヤ装置の下
    流側位置に設置された第2の検出装置と、この第2の検
    出装置で連続的に出力される前記信号を受けて前記材料
    切り出し装置をフィードバック制御して前記ベルトコン
    ベヤ装置へ切り出される骨材供給量の精度を高めること
    を特徴とする請求項4に記載の連続式混合プラント。
  6. 【請求項6】 前記材料切り出し装置が振動フィーダー
    を含み、前記第2の検出装置から連続的に出力される信
    号に基づいて前記振動フィーダーの振動数を変化させて
    前記骨材の前記ベルトコンベヤ装置への切り出し量をフ
    ィードバック制御することを特徴とする請求項5に記載
    の連続式混合プラント。
  7. 【請求項7】 前記第1及び第2の検出装置のいずれか
    一方又は双方が、所定位置において搬送ベルトごとその
    重量を連続的に計測するベルトスケール装置から構成さ
    れていることを特徴とする請求項5又は6に記載の連続
    式混合プラント。
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