JP3842062B2

JP3842062B2 - 破砕混合装置

Info

Publication number: JP3842062B2
Application number: JP2001088058A
Authority: JP
Inventors: 征四郎水野; 元英赤神; 潤一佐藤; 博志小幡
Original assignee: JDC Corp
Current assignee: JDC Corp
Priority date: 2001-03-26
Filing date: 2001-03-26
Publication date: 2006-11-08
Anticipated expiration: 2021-03-26
Also published as: JP2002282723A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は土質材料を製造するための技術分野に属するものであって、主に土木・建築・農林・水産・水処理・小動物飼育・小動物養殖・微生物培養などの分野で用いられる土質材料を製造するための破砕混合装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
土質材料は土構造物の構成材料である。土質材料としては玉石・砂利・砂・シルト・粘土やこれらの複合したものが広く知られている。土質材料の集合体である土構造物は、通常、多くの間隙があってここに水分・空気・その他を含んでいる。したがって土構造物は、固体・液体・気体の混合物であるといえる。
【０００３】
土木分野・建築分野における土構造物については、圧縮性・圧密性・剪断抵抗・破壊強度などの力学的性質とか、粒度分布・含水量・比重などの物理的性質や透水性とかが工学的に重要であり、これらが土質力学の基本をなしている。ちなみに工学的観点からみた土構造物は、固体・液体・気体の割合によって力学的性質が著しく変化し、ときに弾性を、ときに塑性を、ときに流動性を示すという複雑なものである。農林分野で取り扱う土構造物については、力学的性質よりも化学的性質や植物栄養上の特性で定まる肥沃度にウエイトがおかれる。魚介類の養殖を行う水産分野では、養殖場（水底）に敷き込んで形成する砂層や礫層について適切な材質のものを選定しなければならないし、水処理用の濾床なども、その材質が処理効果を左右するのでこれの選定が重要になる。また土中をコロニーとする微生物の培養や小動物の飼育・養殖などでは、これら生存率を高めたり旺盛な繁殖性を示したりすることが土構造物に要求される。
【０００４】
特開平１０−２６３４２４号公報に開示された土質材料の製造手段は、不良土・廃棄物・ヘドロ・風化岩・下水汚泥・甲殻類の残骸・火砕流堆積土・建設発生土など低級な原材料を用いる場合でも、高品質・高生産・作業性・経済性・汎用性などを満足させて土質材料を製造することができるという。したがって当該公知技術は、この種の土質材料を製造するための手段として有用で有益なものといえる。
【０００５】
しかしながら上記公知技術において、不良土のように含水比や粘性の高い原材料を用いるときは、土質材料の製造中に原材料が処理容器の内周面に付着堆積するという事態が発生する。しかも付着堆積物が強固な壁状を呈して処理容器の内周面に強密着するため、種々の不都合が生じる。その一つは回転部材の早期損耗である。すなわち高速回転する回転部材が付着堆積物と接触摩擦を起こして早期に摩滅する。他の一つはモータ保護や安全確保のために設けられた過負荷防止装置との関連により生じるもので、これについては下記▲１▼〜▲３▼のような原因究明がなされている。▲１▼付着堆積物は適時取り除くといえども一定時間ごとに成長する。▲２▼付着堆積物が一定の厚さになる都度、回転動力系が過負荷状態なる。▲３▼過負荷を検知した過負荷防止装置が土質材料の製造装置を自動停止させる。▲４▼当該自動停止が数回となく起こる。その結果、下記▲５▼〜▲７▼のような不都合が生じると指摘されている。▲５▼停止回数が多いために土質材料の生産性が低下する。▲６▼付着堆積物が回転部材の攪拌力を低下させるので均質で高品質の土質材料が得がたくなる。▲７▼付着堆積物を取り除くための作業が人的面や時間上のロスや負担になる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
かかる対策として、起振機による打撃振動などを処理容器に与えるという提案がある。こうした場合は処理容器が定常的に振動するから、処理容器内周面への原材料付着が生じないかのごとくである。しかしながら付着堆積物は、既述のとおり強固なものであって処理容器の内周面に強密着しているから、この程度の振動では支障のない状態にまで剥落しない。ゆえに上述した▲５▼〜▲７▼の不都合を満足に解決することができない。
【０００７】
【発明の目的】
本発明はこのような技術的課題に鑑み、破砕混合時に弊害をきたす付着堆積物を処理容器内周面から合理的に取り除いて回転部材の早期損耗防止、回転動力の過負荷防止、生産性の高維持、土質材料の品質保持などをはかることのできる破砕混合装置を提供しようとするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に記載された破砕混合装置は所期の目的を達成するために下記の課題解決手段を特徴とする。すなわち請求項１の破砕混合装置は、上部に入口かつ下部に出口を有する円筒形のものであって円筒状の内周面を保持している縦型処理容器と、縦型処理容器内の中心領域に配置されて上下方向に沿う回転軸と、回転軸の周囲に放射状に取り付けられた複数本の長い回転部材と、回転軸に連結された回転駆動系の機械と、上下方向に長い掻取部材を有するスクレーパとを備えていること、および、縦型処理容器内において、スクレーパの掻取部材が回転軸や回転部材と相対分離しているとともに縦型処理容器の内周面に近接して配置されていること、および、縦型処理容器と掻取部材とのうちの少なくとも一方が縦型処理容器の垂直軸線を中心にして水平回転自在に設けられていることを特徴とする。
【０００９】
本発明の請求項２に記載された破砕混合装置は、請求項１に記載されたものにおいて、縦型処理容器がその垂直軸線を中心にして水平回転自在に設けられたものからなり、スクレーパの掻取部材が縦型処理容器内の定位置に配置されていることを特徴とする。
【００１０】
本発明の請求項３に記載された破砕混合装置は、請求項１に記載されたものにおいて、縦型処理容器がその垂直軸線を中心にして水平回転自在に設けられたものからなり、スクレーパの掻取部材が上下動自在に設けられたものからなることを特徴とする。
【００１１】
本発明の請求項４に記載された破砕混合装置は、請求項１に記載されたものにおいて、縦型処理容器がその垂直軸線を中心にして水平回転自在に設けられたものからなり、スクレーパの掻取部材が上下方向にエンドレス回転自在に設けられたものからなることを特徴とする。
【００１２】
【作用】
本発明に係る破砕混合装置においては、縦型処理容器内で回転部材を高速回転させ、その容器上部の入口から縦型処理容器内に原材料を投入する。縦型処理容器内に投入された原材料は、高速回転中の回転部材により打撃されて破砕混合される。それが土質材料となって容器下部の出口から縦型処理容器外に落下する。原材料に添加物を添加してこれを破砕混合するときも上記と同じである。
【００１３】
かかる破砕混合で土質材料を製造しているとき、縦型処理容器の内周面には原材料が付着する。これをそのまま放置すると、付着物が堆積成長して既述の弊害を惹き起こす。
【００１４】
本発明に係る破砕混合装置では、スクレーパの掻取部材が縦型処理容器の内周面に近接してその容器内に配置されている。しかも縦型処理容器と掻取部材とのうちの少なくとも一方が縦型処理容器の軸線を中心にして回転自在に設けられている。したがって上記の破砕混合を行うときに縦型処理容器と掻取部材とを相対回転させればよい。このようにすると、縦型処理容器の内周面に近接した掻取部材が、縦型処理容器の内周面に付着した付着物を掻き取る。ゆえに縦型処理容器の内周面では、原材料が付着するとしてもこれが堆積成長するようなことがなく、原材料の破砕混合が正常に行われることとなる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明に係る破砕混合装置について、これの実施形態を添付の図面に基づき説明する。
【００１６】
本発明の第１実施態様に係る破砕混合装置は図１〜図３を参照して明らかなように、ケーシング１１・支持台１４・上蓋２０・その他を外殻用の構成部材にしているとともに、電動機（モータ）２１・縦型処理容器２４・回転軸３１・回転部材３３・電動機（モータ）４１・伝動系４２・その他を主要な構成部材にしている。さらにスクレーパ５１とこれに関連する部品も当該装置の主要な構成部材である。
【００１７】
図１で明らかなように、ケーシング１１は下部筒１２と上部筒１３とが上下に連結されたものである。下部筒１２と上部筒１３は円筒形または角筒形をしている。支持台１４は段差のある円形の開口１５が中央部に形成されているほか、その内周面から突出した円形環状の鍔部１６や、その上面から突出した円形環状の起立壁１８も有する。鍔部１６には等間隔または不等間隔で周方向に分布する複数の保持孔１７がある。起立壁１８には、それぞれ水平軸を中心にして回転する複数の支持ローラ１９が周方向に等間隔または不等間隔で配置されて取り付けられている。支持台１４は上部筒１３内に配置されて下部筒１２の上端面で支持され、これら両筒１２・１３に組み付けられている。上蓋２０は上部筒１３の上面を覆うことのできる大きさの板材からなり、これが上部筒１３の上面にあてがわれてそこに取り付けられている。複数の電動機２１はそれらの回転軸にピニオン２２が取り付けられたものである。各電動機２１は上部筒１３内に配置され、それぞれブラケットのような取付部材２３を介して上部筒１３の内周面に取り付けられている。これらの電動機２１も周方向に等間隔または不等間隔で分布している。
【００１８】
図１・図２の縦型処理容器２４は上下両面が開放された円筒形のものである。縦型処理容器２４の外周面にはレール２５と歯車２６とが設けられている。レール２５や歯車２６は縦型処理容器２４の外周面に沿うエンドレスのものである。レール２５と歯車２６との相対関係でいうと、レール２５が下位で歯車２６が上位にある。かかる構成の縦型処理容器２４はケーシング１１の上部筒１３内において、支持台１４側の各支持ローラ１９上にレール２５が載せられることで回転自在に支持される。この場合に縦型処理容器２４側の歯車２６と各電動機２１側のピニオン２２とが互いに噛み合う。
【００１９】
ケーシング１１内には、上記以外に上部シュート２７や下部シュート３０も配置される。上部シュート２７は縦型処理容器２４よりも一回り径の小さい円筒形からなり、フランジ状に張り出した鍔２８を下端に有する。下部シュート３０は、その上端外径が縦型処理容器２４よりも一回り大きい逆円錐筒形をしている。上部シュート２７は縦型処理容器２４の上位に配置されて上蓋２０の裏面に取り付けられている。この場合、上部シュート２７の下端にある鍔２８が縦型処理容器２４の上端面と同一レベルになり、該容器の上端内周面と鍔外周面との間に環状の間隙２９が介在する。下部シュート３０は、縦型処理容器２４の下位に配置されて支持台１４に取り付けられるかまたは他の手段で所定の位置に保持される。
【００２０】
回転軸３１は図１・図２のごとく、上下方向に並んだ多数の取付部３２を外周面に有する。図１・図２に例示された回転部材３３は多数のリングを鎖のごとく屈伸自在に長く連結してなる。こうした回転部材３３は、各リング一つひとつが剛体部分になり、各リング相互の連結部が屈伸自在なフレキシブル部分になるから、これをフレキシブル剛体ということもできる。回転軸３１に対して回転部材３３は、多数本のものが放射配列かつ上下多段の態様で取り付けられる。具体的には各回転部材３３の基端部をそれぞれ上下一対の取付部３２間に挿入した後、これら取付部３２・回転部材３３を上下に貫通する複数本の各取付棒３４で各回転部材３３を回転軸３１の外周部に枢着する。このときの各取付棒３４は脱落しないように、これらの両端をたとえばナットのような止具で止める。かかる回転軸３１は各回転部材３３を縦型処理容器２４内に納めるために該容器２４の軸心部に配置される。この場合に上蓋２０を貫通する回転軸３１の上端部は、その上蓋２０上に取り付けられた軸受３５で回転自在に支持され、回転軸３１の下端部も図示しない軸受で同様に支持される。
【００２１】
図１・図２において回転軸３１を高速回転させるための回転駆動系の機械は、電動機４１と伝動系４２とからなる。電動機４１はケーシング１１の上部側に配置されて図示しない手段でそこに保持されている。伝動系４２はたとえばベルト伝動式のもので、一対のプーリ４３・４４とエンドレスのベルト４５からなる。これらのうちで、一方のプーリ４３は電動機４１の出力軸に取り付けられ、他方のプーリ４４は回転軸３１の上端に取り付けられ、さらにベルト４５は両プーリ４３・４４にわたって掛けわたされる。
【００２２】
図１〜図３に例示されたスクレーパ５１は、掻取部材５２・電動機（モータ）５３・クランク盤５４・クランク軸５５などの組み合わせからなり、細長いブレード状の掻取部材５２を上下に往復運動させるというものである。この図示例でスクレーパ５１は複数基ある。
【００２３】
図１〜図３の各スクレーパ５１において、それぞれの電動機５３はこれらの支持スタンド５６を介してケーシング１１の上蓋２０上に設置されている。各クランク盤５４はそれぞれ電動機５３の出力軸に取り付けられている。各クランク軸５５はこれらの上端部が各クランク盤５４の盤面にピンで枢着され、それらの各下端部側が上蓋２０を貫通してケーシング１１内に引き込まれている。一方で各掻取部材５１は、それぞれ支持台１４の保持孔１７と前記間隙２８とを上下に貫通して縦型処理容器２４内に配置され、それら掻取部材５２の上端部が各クランク軸５５の下端部とピンで枢着されている。かくて縦型処理容器２４に内装された各掻取部材５２は、その容器２４の内周面に近接している。ここでいう縦型処理容器２４の内周面と掻取部材５２との「近接」は、両者が微間隙を介在して非接触状態を呈することだけでなく、掻取部材５２が縦型処理容器２４の内周面に軽く接触することをも意味する語である。以降の説明において両者の「近接」をいう場合もこれと同義である。
【００２４】
図１〜図３の実施形態において、各電動機２１・４１・５３は周知のものであり、ベルト伝動式の伝動系４１も周知のものである。他の構成部材も殆どのものが金属などの周知材料からなる。とくにスクレーパ５１の掻取部材５２はハイテンション鋼からなる。
【００２５】
本発明装置で破砕混合処理される土質材料用の原材料は泥・土・砂・礫・石・岩などのうちから選ばれた一以上のものであったり、また、泥を含む二種以上の混合物・土を含む二種以上の混合物・砂を含む二種以上の混合物・礫を含む二種以上の混合物・石を含む二種以上の混合物・岩を含む二種以上の混合物などのうちから選択された一以上のものであったりする。これらについては天然物や人造物を問わない。かかる原材料の具体的なものとして、ヘドロ・泥土・粘性土・砂質土・礫質土・粘性土塊（ロームや浚渫土）・風化した珊瑚礫混じり土・風化岩（泥岩・凝灰岩・花崗岩など）・風化岩塊混じり土・玉石（河川・湖沼・海岸などでみられるもの）・砕石（市販品）・下水汚泥スラッジ・有機質土・弱溶結堆積物・火砕流堆積土・崖錐土・建設発生土などをあげることができる。弱溶結堆積物の一つとして「しらす」と俗称されているものがある。これは主として南九州に広く分布する火砕流堆積物・降下火砕堆積物・それらの二次堆積物などであって軽石質ないし火山灰質の白色を帯びたものである。「しらす」は降雨により斜面崩壊しやすい特殊土の一つでもある。
【００２６】
上記の原材料には、必要に応じて添加物（添加材・添加剤）も添加される。その場合の添加物は、固体・液体・気体などのうちから選択される一以上のものである。このような添加物は無機物であったり有機物であったりする。添加物の具体的なものとして、生石灰（粉状・塊状）・消石灰（粉状・塊状）・セメント系固化材（粉状・塊状・液状）・石灰系固化材（粉状・塊状・液状）・高分子系安定剤（粉状・液状）・土質安定用ポリマ（粉状・液状）・増粘剤（粉状・液状）・ピート・藁・チップ状生木・農業用肥料（粉状・液状）・貝殻類（牡蛎殻・帆立貝殻・アコヤ貝殻）・廃棄石炭灰（粉状・液状）・ベントナイトその他の止水材（粉状・液状）・廃棄コンクリート塊・短繊維（金属系のもの・炭素系のもの・石油材料系のもの）・一般廃棄物焼却灰スラグ・土工用軽量発砲ビーズ・土工用水砕スラグ・分離防止剤（粉状・液状）・水・海水・空気・酸素・中和剤・アルカリ性ガス・酸性ガスなどをあげることができる。
【００２７】
図１〜図３に例示された本発明装置を用いて原材料または原材料と添加物とを破砕混合するとき、すなわち、土質材料をつくるときは、一例として以下のようになる。
【００２８】
図１において各電動機２１・４１・５３をスイッチオンすると各部がつぎのように作動する。レール２５の部分を支持ローラ１９で支持されている縦型処理容器２４は、電動機２１の回転がピニオン２２を介して歯車２６へ伝達されるため低速で自転する。縦型処理容器２４内では、電動機４１の回転を伝動系４２で受けた回転軸３１が高速回転するので、自重で垂れ下がっていた各回転部材３３が遠心力により水平浮揚して高速回転する。さらに電動機５３が回転するスクレーパ５１では、クランク盤５４の回転運動がクランク軸５５により直線運動に変換されてそれが掻取部材５２に伝わるので、掻取部材５２が縦型処理容器２４内を上下方向に往復運動する。
【００２９】
ケーシング１１の上部前面または上部後面には図示しない投入口があり、それが上部シュート２７の上部側と通じている。したがって上記の運転状態において、コンベアベルトのような供給系で運ばれてくる原材料（または原材料と添加物）は、その投入口から上部シュート２７を通じて縦型処理容器２４内に投入される。こうした原材料等は、縦型処理容器２４内を落下してここを通過するまでの間、多数本かつ多段の高速回転体（各回転部材３３）により強打されて粉砕混合される。とくに各回転部材３３は、これが５００〜２０００回転／分のように高速回転しているから、処理物に対する破砕能力や均質混合能力がきわめて高い。このように破砕混合される原材料（または原材料と添加物）は縦型処理容器２４を通過した時点で土質材料になる。
【００３０】
上記の破砕混合を連続実施しているとき、原材料（または原材料と添加物）の一部が縦型処理容器２４の内周面に付着して堆積成長しようとするが、これに対しては、自転運動している縦型処理容器２４と上下運動しているスクレーパ５１の掻取部材５２とが協働してその堆積成長を防止する。すなわち、掻取部材５２が縦型処理容器２４の内周面に近接して上下運動し、縦型処理容器２４が自転しているのであるから、その容器内周面に付着した付着物が掻取部材５２で掻き取られる。したがって縦型処理容器２４の内周面に原材料などが付着するとしてもこれが堆積成長することはなく、破砕混合に際して既述の不都合が生じない。
【００３１】
図１〜図３の実施例で用いられる掻取部材５２については、図４の各図で例示されるようなナイフエッジや鋸歯を有するものもある。これらのうちで図４(A1)(A2)の掻取部材５２は、一側縁のみにナイフエッジを有する片刃形状のものである。図４(B1)(B2)の掻取部材５２も一側縁のみにナイフエッジを有する片刃形状であるが、これはナイフエッジの部分が台形（または三角形）の鋸歯状にもなっている。図４(C1)(C2)の掻取部材５２はナイフエッジの鋸歯状部分が円弧形の凹部によって形成されている。図４(D1)(D2)の掻取部材５２は両側縁にナイフエッジを有する両刃形状のもので、その断面形状は同図(D2)のごとき三角形である。図４(E1)(E2)の掻取部材５２も両側縁にナイフエッジを有する両刃形状のもので、その断面形状は同図(E2)のごとき台形である。図４(F1)(F2)の両刃形掻取部材５２は、両ナイフエッジの部分が略三角形（または台形）の鋸歯状になっている。図４(G1)(G2)の両刃形掻取部材５２は、両ナイフエッジの部分が円弧形の凹部によって形成されている。
【００３２】
図４に示された各掻取部材５２は、ナイフエッジや鋸歯を有するので付着物の掻き取り効果が高い。さらにナイフエッジ側の部分が傾斜面であることも望ましい。それは図２の縦型処理容器２４において破砕物Ｓがナイフエッジ側の傾斜面に衝突したとき、これを中心部側へ跳ね返し回転部材３３側へと導くからである。この種の傾斜面がない場合、破砕物は縦型処理容器２４の内周面の接線方向へ飛散しがちになる。
【００３３】
図１〜図３の実施形態でスクレーパ５１の掻取部材５２は、これが上下に往復運動しないものもある。そのような場合は、たとえば掻取部材５２の上下両端部を支持台１４や上部シュート２７に固定してこれを保持する。上下動しない掻取部材５２については、これをバネで縦型処理容器２４の内周面に押し付けることもある。図５はそのようなケースの一例を示している。
【００３４】
図５(A)(B)(C) を参照して上下一対の保持具６１・６５は、下記のような構成を有する。一方の保持具６１は取付板６２と保持板６３が直角に交差して一体化されたものである。保持板６３の先端部側には四角形をした切欠部６４が形成されている。他方の保持具６５も取付板６６と保持板６７が直角に交差して一体化されたものであり、保持板６７の先端部側にも四角形をした切欠部６８が形成されている。取付板６６の板面の下部には、上向きにフック状に折れ曲がった取付部材６９が固着されている。一対のバネ７１・７２はそれぞれ曲げ形状を有する板バネからなる。これらのうちで一方のバネ７１は、一方の保持具６１の保持板６３上にあてがわれ、そこにボルトナットで止められている。他方のバネ７２は他方の保持具６５において取付部材６９の上部前面にあてがわれ、そこにボルトナットで止められている。図５(A) を参照して、一方の保持具６１は上部シュート２７の下部外周面にあてがわれ、そこにボルトナットで止められる。他方の保持具６５は図５(A) のごとく、支持台１４の下部内周面にあてがわれてそこにボルトナットで止められる。このようにして取り付けられた両保持具６１・６５の切欠部６４・６８は一つの垂直線上に並び、上下に対応する。したがって掻取部材５２は、上下の切欠部６４・６８にわたって、しかも、縦型処理容器２４の内周面に近接して配置されるのである。この場合に二つの切欠部６４・６８で両端保持された掻取部材５２は、一対のバネ７１・７２を介して縦型処理容器２４の内周面に押し付けられる。掻取部材５２は、また、これの下端が保持具６５の取付部材６９で支持されるから脱落することがない。
【００３５】
これまでの各実施形態において縦型処理容器２４を固定したときは、スクレーパ５１の掻取部材５２を縦型処理容器２４の周方向沿いに回転させる。縦型処理容器２４が正回転で掻取部材５２が逆回転というように、両者を同時回転させることもある。掻取部材５２を回転させるための手段としては、たとえば縦型処理容器２４の上下に、これと同期回転するリング状のターンテーブルをそれぞれ配置し、それらのターンテーブルで掻取部材５２の上下両端部を保持すればよい。縦型処理容器２４については歯車伝動方式のほか、ベルト伝動方式・チェーン伝動方式・接触ローラ方式などでも回転させることができる。
【００３６】
これまでの各実施形態で回転部材３３は、鎖または伝動用のチェーンベルトに類したものが代表例になる。その一方で、多数のリンク片を屈伸自在に長く連結したもの・単数〜多数（複数）の打撃部材（例：鉄板・ハンマヘッド・斧など）を可撓性のある金属ワイヤに固着したものも有効である。本発明装置は、回転部材３３の本数や段数を多くするにしたがい高能力化する。したがって本発明装置の破砕混合能力は、回転軸３１に対して、二本〜多数本（三本以上）の回転部材３３を一段・二段・多段（三段以上）などいずれかの態様で取り付けることにより定まる。
【００３７】
本発明の第２実施態様に係る破砕混合装置は図６を参照して明らかなように、スクレーパ５１の構成が前記実施形態と異なる。以下その具体的構成を説明する。
【００３８】
図６の実施形態でスクレーパ５１はチェーンソー型である。図６のスクレーパ５１を構成している主な部材は掻取部材５２・電動機５７・スプロケットギア５８・ガイドバー５９などであり、スクレーパ５１を支持するための部材は受台１４ａである。受台１４ａはケーシング１１の上部筒１３の内面に設けられている。電動機５７は受台１４ａ上に設置されて周知の手段でそこに固定されている。スプロケットギア５８は電動機５７の出力軸に取り付けられている。ガイドバー５９は掻取部材５２のエンドレス回転を支持するためのもので長円形の板状部材からなる。かかるガイドバー５９はスプロケットギア５８と隣接して配置され、サポート部材で電動機５７の非回転部に固定される。掻取部材５２はエンドレス状のチェーンからなり、これがスプロケットギア５８とガイドバー５９とにわたって掛け回されている。図６においてスクレーパ５１は、複数のものが周方向に等間隔または不等間隔で配置されるものである。したがっ上部筒１３内には複数の受台１４ａが設けられ、これらを利用して複数のスクレーパ５１が装備される。この場合に掻取部材５２は、スプロケットギア５８やガイドバー５９に保持された状態で縦型処理容器２４に内装され、その内周面に近接することとなる。
【００３９】
図６の実施形態において、縦型処理容器２４は前例と同様に回転するものである。この縦型処理容器２４内に上部シュート２７の下端部が入り込んでいる。図６の実施形態におけるその他の技術事項は、既述の内容と実質的に同じかそれに準ずる。
【００４０】
図６の本発明装置を用いて原材料または原材料と添加物とを破砕混合するときも各電動機２１・４１・５３をスイッチオンする。それで各部がつぎのように作動する。縦型処理容器２４は前述したと同様に、電動機２１の回転を伝達されて低速で自転する。各スクレーパ５１では、電動機５７の回転にともない、掻取部材５２が縦型処理容器２４の内周面近くで上下方向にエンドレス回転する。縦型処理容器２４内では既述のとおり、電動機４１の回転で回転軸３１が高速回転するので、各回転部材３３が水平浮揚しながら高速回転する。したがってこの運転状態において縦型処理容器２４内に投入された原材料等は、縦型処理容器２４内を落下してここを通過するまでの間、多数本かつ多段の高速回転体（各回転部材３３）により強打されて粉砕混合され、前述したと同様の土質材料になる。
【００４１】
上記の破砕混合時、原料等の一部が縦型処理容器２４の内周面に付着かつ堆積成長することに対しては、スクレーパ５１の掻取部材５２がこれを防止する。すなわち、縦型処理容器２４の内周面に近接して上下方向にエンドレス回転しながら回転体８１にて縦型処理容器２４の内周面沿いに周回する掻取部材５２が、その容器内周面の付着物を掻き取るのである。したがって縦型処理容器２４の内周面に原材料などが付着するとしてもこれが堆積成長することはなく、破砕混合に際して既述の不都合が生じない。
【００４２】
本発明の第３実施態様に係る破砕混合装置は図７を参照して明らかなように、スクレーパ５１の構成が図６の実施形態と同じである。けれどもこの実施形態のものは、縦型処理容器２４が固定（非回転）でスクレーパ５１が回転という点において前記実施形態と相違する。以下それらの構成を具体的に説明する。
【００４３】
図７において縦型処理容器２４は、ケーシング１１の上部筒１３内に配置され、そのケーシング１１の下部筒１２側にある支持台１４に取り付けられている。したがって縦型処理容器２４は回転しない。縦型処理容器２４の外周面には、上下二本のレール２５ａ・２５ｂがあるものの、前記のような歯車２５はない。二本のレール２５ａ・２５ｂも縦型処理容器２４の外周面に沿うエンドレスのものである。両レール２５ａ・２５ｂは縦型処理容器２４の外周面において、上面開放型の環状溝と下面開放型の環状溝と周面開放型の環状溝とを形成している。
【００４４】
図７を参照して、回転体８１は内周面に溝を有する平面円形かつ環状の溝形部材からなる。回転体８１は上壁・底壁・周壁の各内面に複数のローラ８２・８３・８４を備えている。それぞれ複数のローラ８２〜８４は回転体８１の周方向に等間隔で分布するものである。回転体８１は、さらに、上面に歯の刻まれた円形の歯車（ラック）８５を外周面の下部側に備えている。回転体８１は縦型処理容器２４の両レール２５を覆うようにしてこれらと掛かり合っている。この場合にローラ８２・８３が両レール２５ａ・２５ｂの溝内に嵌まり込み、ローラ８４が両レール２５ａ・２５ｂ間の溝内に嵌まり込む。前記実施形態で電動機２１の出力軸に取り付けられたピニオン２２は、図７の実施形態において回転体８１の歯車８５と対応するものである。それで支持台１４の張り出し部上に電動機２１が搭載され、ピニオン２２が歯車８５と噛み合っている。
【００４５】
図７の実施形態でスクレーパ５１はチェーンソー型である。図６のスクレーパ５１を構成している主な部材は、図６で述べたところの掻取部材５２・電動機５７・スプロケットギア５８・ガイドバー５９などである。スプロケットギア５８は電動機５７の出力軸に取り付けられている。ガイドバー５９は掻取部材５２のエンドレス回転を支持するためのもので長円形の板状部材からなる。ガイドバー５９はスプロケットギア５８と隣接して配置され、サポート部材で電動機５７の非回転部に固定される。掻取部材５２はエンドレス状のチェーンからなり、これがスプロケットギア５８とガイドバー５９とにわたって掛け回されている。図７の実施形態でもスクレーパ５１は、複数のものが周方向に等間隔または不等間隔で回転体８１上に設置される。この場合に掻取部材５２は、スプロケットギア５８やガイドバー５９に保持された状態で縦型処理容器２４に内装され、その内周面に近接する。
【００４６】
図７の実施形態において、上部シュート２７は上部側が擂り鉢形で下部側が円筒形をしており、下部シュート３０は上部側が円筒形で下部側が擂り鉢形をしている。上部シュート２７は下部側が縦型処理容器２４内に入り込んでおり、下部シュート３０は縦型処理容器２４の下部側を受け入れている。図７の実施形態で回転体８１が一回転ごとに逆転する場合は、電動機５３の給電方式として通常の電線が使用できる。回転体８１が一方向回転する場合は、電動機５３の給電方式として架線（環状）とポールなどトロリ方式を採用する。スクレーパ５１の動力源としては、もちろん電動機５３に代わるエンジンも採用することができる。図７の実施形態におけるその他の技術事項は、既述の内容と実質的に同じかそれに準ずる。
【００４７】
図７の本発明装置を用いて原材料または原材料と添加物とを破砕混合するときも各電動機２１・４１・５７をスイッチオンする。それで各部がつぎのように作動する。縦型処理容器２４の外周部にあって両レール２５ａ・２５ｂや各ローラ８２〜８４で回転自在に支持されている回転体８１は、電動機２１の回転がピニオン２２を介して歯車８５に伝達されるために所定の方向へ低速回転する。この回転体８１上にある各スクレーパ５１では、電動機５７の回転にともない、掻取部材５２が縦型処理容器２４の内周面近くで上下方向にエンドレス回転する。縦型処理容器２４内では既述のとおり、電動機４１の回転で回転軸３１が高速回転するので、各回転部材３３が水平浮揚しながら高速回転する。したがってこの運転状態において縦型処理容器２４内に投入された原材料等は、縦型処理容器２４内を落下してここを通過するまでの間、多数本かつ多段の高速回転体（各回転部材３３）により強打されて粉砕混合され、前述したと同様の土質材料になる。
【００４８】
上記の破砕混合時、原料等の一部が縦型処理容器２４の内周面に付着かつ堆積成長することに対しては、スクレーパ５１の掻取部材５２がこれを防止する。すなわち、縦型処理容器２４の内周面に近接して上下方向にエンドレス回転しながら回転体８１にて縦型処理容器２４の内周面沿いに周回する掻取部材５２が、その容器内周面の付着物を掻き取るのである。したがって縦型処理容器２４の内周面に原材料などが付着するとしてもこれが堆積成長することはなく、破砕混合に際して既述の不都合が生じない。
【００４９】
本発明の第４実施態様に係る破砕混合装置は図８・図９を参照して明らかなように、スクレーパ５１の構成が前記各実施形態と異なる。この第４実施態様では、また、第１実施形態と同様に縦型処理容器２４が回転するものである。以下それらの構成を具体的に説明する。
【００５０】
図８・図９において縦型処理容器２４は、図７のケースと同様のレール２５ａ・２５ｂを外周面に備えており、その容器外周面の下部には、上面に歯の刻まれた円形の歯車（ラック）２６が設けられている。図８・図９における保持体９１は縦型処理容器２４を回転自在に保持するためのもので、これは図６の回転体８１から歯車８５を省略したと同様の構造を有する。したがって保持体９１は、上壁・底壁・周壁の各内面に複数のローラ９２・９３・９４を備えている。それぞれ複数のローラ９２〜９４は保持体９１の周方向に等間隔で分布している。図９で明らかなように、保持体９１はケーシング１１内において上部筒１３の内周面に取り付けられている。縦型処理容器２４は保持体９１と内外に相対嵌合し、当該保持体９１によって回転自在に保持されている。この相対関係において、ローラ９２・９３が両レール２５ａ・２５ｂの溝内に嵌まり込み、ローラ９４が両レール２５ａ・２５ｂ間の溝内に嵌まり込んでいる。
【００５１】
図８・図９の実施形態におけるスクレーパ５１はウインチ型のものであり、これは掻取部材５２・巻取ドラム１０１・複数のシーブ１０２・１０３・テンショナー１０４などで構成されるものである。これらのうちで、掻取部材５２はワイヤーとかピアノ線とかのような線状体からなる。その場合の線状体としては円形や多角形など任意の断面形状のものが選定できる。また、表面を粗面化した線状材たとえば金属（合金）その他の溶射物を付着させて粗面化した金属線なども掻取部材５２として採用できる。巻取ドラム１０１はウインチの主要部をなす周知のものであり、これについては電動機や伝動系を介してドラムが正逆回転する。各シーブ１０２・１０３やテンショナー１０４も周知のローラからなる。図７・図８のスクレーパ５１はつぎのように組み立てられるから、掻取部材５２はケーシング１１内の縦型処理容器２４とつぎのように対応する。巻取ドラム１０１はケーシング１１の外部側方に、シーブ１０２はケーシング１１の上蓋２０上に、シーブ１０３はケーシング１１の下部筒１２側にそれぞれ配置され、適当な手段でそれらの位置に保持される。巻取ドラム１０１で両端部を巻き取られる掻取部材５２はケーシング１１の内外にわたるものである。この場合に、各シーブ１０２・１０３に掛け回された掻取部材５２の中間部は、両シーブ１０２・１０３間で上下一直線状になるとともに、その直線部分が縦型処理容器２４の内周面に近接する。ケーシング１１の外部に配置されて所定位置を保持している圧接式のテンショナー１０４は、掻取部材５２の一部と接触してこれに張りを与えている。かかるウインチ型スクレーパ５１はこの図示例のように一基でもよく、また、周方向に間隔をおいて複数基装備してもよい。
【００５２】
図８・図９の実施形態にその他の技術事項は、既述の内容と実質的に同じかそれに準ずる。
【００５３】
図８・図９の本発明装置も前記と同じく、縦型処理容器２４内に投入された原材料等を各回転部材３３の高速回転打撃力で破砕混合する。しかもこの際、電動機２１や巻取ドラム１０１をスイッチオンして各部を作動させる。一方のスイッチオンで電動機２１が回転したときは、それがピニオン２２を介して歯車２６に伝達されるので、縦型処理容器２４が所定の方向へ低速で自転する。他方のスイッチオンで巻取ドラム１０１は、一定時間ごとに時計回り方向へ回転したり反時計回り方向へ回転したりするから、掻取部材５１の一部（縦型処理容器２４の内周面に近接している部分）が下降したり上昇したりする。それゆえ、上記破砕混合時に原料等の一部が縦型処理容器２４の内周面に付着かつ堆積成長するとしても、自転運動している縦型処理容器２４と上下運動しているスクレーパ５１の掻取部材５２とが協働してその堆積成長を防止する。したがって破砕混合に際して既述の不都合が生じない。
【００５４】
【発明の効果】
本発明装置は所定の破砕混合に際して縦型処理容器と掻取部材とを相対回転させたとき、掻取部材が容器内周面の付着物を掻き取り、その付着物の堆積成長を防止する。ゆえに本発明装置によるときは、各種の弊害の原因になる付着堆積物を縦型処理容器の内周面から合理的に取り除いて回転部材の早期損耗防止、回転動力の過負荷防止、生産性の高維持、土質材料の品質保持などをはかることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明装置の第１実施形態を略示した縦断面図である。
【図２】本発明装置の第１実施形態についてこれの要部を略示した横断面図である。
【図３】本発明装置の第１実施形態におけるスクレーパを略示した側面図である。
【図４】本発明装置の第１実施形態で用いられる各種掻取部材を例示した正面図と横断面図である。
【図５】本発明装置の第１実施形態においてスクレーパの他例を略示した要部縦断面図と掻取部材用保持具（複数）の平面図と正面図である。
【図６】本発明装置の第２実施形態を略示した縦断面図である。
【図７】本発明装置の第３実施形態を略示した縦断面図である。
【図８】本発明装置の第４実施形態を略示した平面図である。
【図９】本発明装置の第４実施形態を略示した縦断面図である。
【符号の説明】
２１縦型処理容器
３１回転軸
３３回転部材
４１電動機
４２伝動系
５１スクレーパ
５２掻取部材

Claims

上部に入口かつ下部に出口を有する円筒形のものであって円筒状の内周面を保持している縦型処理容器と、縦型処理容器内の中心領域に配置されて上下方向に沿う回転軸と、回転軸の周囲に放射状に取り付けられた複数本の長い回転部材と、回転軸に連結された回転駆動系の機械と、上下方向に長い掻取部材を有するスクレーパとを備えていること、および、縦型処理容器内において、スクレーパの掻取部材が回転軸や回転部材と相対分離しているとともに縦型処理容器の内周面に近接して配置されていること、および、縦型処理容器と掻取部材とのうちの少なくとも一方が縦型処理容器の垂直軸線を中心にして水平回転自在に設けられていることを特徴とする破砕混合装置。
縦型処理容器がその垂直軸線を中心にして水平回転自在に設けられたものからなり、スクレーパの掻取部材が縦型処理容器内の定位置に配置されている請求項１に記載された破砕混合装置。
縦型処理容器がその垂直軸線を中心にして水平回転自在に設けられたものからなり、スクレーパの掻取部材が上下動自在に設けられたものからなる請求項１に記載された破砕混合装置。
縦型処理容器がその垂直軸線を中心にして水平回転自在に設けられたものからなり、スクレーパの掻取部材が上下方向にエンドレス回転自在に設けられたものからなる請求項１に記載された破砕混合装置。