JP5627033B2 - 混練装置 - Google Patents

Description

本発明は、混練装置、特に、外周面にロッド、パドル、スクリュー羽などの混練部材が設けられた回転軸を回転させ、混練部材により粉体あるいはそれと液体の混合物などの被混練物を混練しながら混練物を搬送する混練装置に関する。

ゴミ焼却所では、ゴミ焼却時の排煙から集塵された飛灰を無害化するために、その飛灰、ダイオキシン吸着用の活性炭の粉、及び酸性ガスの中和剤、ないしは固化用セメントなどの粉体と、重金属溶出防止用の薬溶液と希釈用の水を混合した混合液などの液体とを混練し、その混練物を不定形の粒状ないし塊状に固化させる処理が行なわれている。

混練には、上記の種類の混練装置が用いられており、投入口から投入された粉体は、回転する回転軸の混練部材によりかき混ぜられ、混練物となる。混練部材が螺旋形に配置されていることにより、混練物は排出口側に搬送されてそこから排出される（特許文献１）。

ところで、混練部材の端面（上端面）あるいは搬送面には、粉体や混練物が激しくぶつかり合い、磨耗が生じるので、混練部材の上端面あるいは搬送面等の磨耗部には、耐摩耗性処理、例えば硬化肉盛り処理が行われており、混練部材の耐摩耗性を向上させている。

特開２００４−１０５８４０号公報

しかしながら、硬化肉盛りは混練部材の上端面あるいは搬送面などの磨耗部に施され、磨耗部が平面であるので、硬化金属の溶融の仕方によって肉盛り部が剥がれたりする。これを防止するために、肉盛り部を高く（厚く）すると、混練物の衝撃を受けやすくなり、剥離する要因を高めてしまう。

また、混練部材の搬送面に硬化肉盛りを施すと、混練物が搬送されるとき混練物が肉盛りの突出した部分に引っかかり滑るので、突出部の下方にある母材が削り取られてしまい、母材の磨耗を早めてしまう、という欠点がある。

本発明は、上記のような問題を解決するためになされたもので、混練部材の耐摩耗性を向上させ、被混練物の混練並びに搬送を良好に効率良く行うことが可能な混練装置を提供することをその課題とする。

本発明は、
外周面に混練部材が設けられた回転軸を回転させ、混練部材により粉体を混練しながら混練物を搬送する混練装置であって、
前記混練部材は一面が混練物搬送面となった板状のパドルとして構成され、
前記パドルの上端面に連続する混練物搬送面の上端面部分に切り欠き凹部を形成して、該上端面と切り欠き凹部に一層の硬化肉盛り処理が施され、
前記硬化肉盛り処理は、肉盛り面が切り欠き凹部の底面を超えて搬送面にまで延び、該肉盛り面と搬送面との間に段差が形成されるように、行われるとともに、パドルの前記搬送面と逆の面には硬化肉盛り処理を施さないようにしたことを特徴とする。

本発明では、混練部材の磨耗部に硬化肉盛り処理が行われるので、混練部材の耐摩耗性が向上するとともに、硬化肉盛りが剥がれることがないので、被混練物の混練並びに搬送を良好に効率良く行うことが可能になる。

本発明の実施形態における混練装置の筐体の上側の大部分を取り払った状態で示す平面図である。 同混練装置の筐体内の一方の回転軸に沿った側面図である。 （ａ）は混練部材としての硬化肉盛りされたロッドの斜視図、（ｂ）はその縦断面図、（ｃ）は（ａ）のＸ−Ｘ’に沿った断面図である。 ロッドの両側に硬化肉盛りを施したロッドの斜視図、（ｂ）はその縦断面図、（ｃ）は（ａ）のＸ−Ｘ’に沿った断面図である。 混練部材としての硬化肉盛りされたスクリュー羽を、一部断面で示した斜視図である。 硬化肉盛りされたスクリュー羽の他の実施例を示す断面図である。 混練部材としての硬化肉盛りされたパドルの斜視図である。 硬化肉盛りされたパドルの他の実施例を示す断面図である。

以下、図面に示す実施例に基づいて本発明を詳細に説明する。

図１、図２には、本発明実施例に係る混練装置が図示されており、混練装置はベースのフレーム２上に配置される。混練装置の筐体１の右端部の上側（図２）には、不図示のホッパーから飛灰、ダイオキシン吸着用の活性炭の粉、及び硫酸中和用の消石灰、ないしは固化用セメントなどの粉体を筐体１内に投入（投下）するための投入口１ａが設けられ、左端部の下側には、粉体と、薬溶液と希釈用の水の混合液とを混練した飛灰混練物を不図示のコンベア上へ排出するための排出口１ｂが設けられている。

筐体１内には、ギア１１、１２を介して互いに逆方向に不等速回転する２本の回転軸３，４が、軸受５，６と、ギアケース９に固定された２つの軸受７，８によって回転可能に支持されている。回転軸３、４は、例えば５：４の比で不等速回転される。

回転軸３，４において投入口１ａの直下の部分は、それより排出口１ｂ側の部分より径が大きなスクリュー部３ａ，４ａとなっており、そのスクリュー部３ａ，４ａのそれぞれの外周面には、回転軸３，４の軸方向に沿って所定ピッチの連続した螺旋形に形成されたスクリュー羽３ｂ，４ｂが設けられている。スクリュー部３ａ，４ａの径は同じであり、スクリュー羽３ｂ，４ｂの径も同じである。ただし、スクリュー羽３ｂ，４ｂの螺旋形の巻回方向は互いに逆になっており、また、スクリュー羽３ｂ，４ｂのピッチ比は回転軸３、４の回転比と逆比の１：１．２５となっている。

また、回転軸３，４のスクリュー部３ａ，４ａより排出口１ｂ側で排出口１ｂの近傍までの部分には、混練部材としての複数のロッド３ｃ，４ｃが回転軸３，４の軸方向に所定距離のピッチ（間隔）で、且つ周方向に所定角度のピッチで互いに逆方向の螺旋形に並ぶようにして回転軸３，４の外周面に対し垂直に立設されている。回転軸３，４のロッド３ｃ，４ｃを設けた部分の径は同じであり、ロッド３ｃ，４ｃの寸法も同じであり、ロッド３ｃ，４ｃの回転軸３，４の軸方向へのピッチも同じである。但し、回転軸３，４の周方向におけるロッド３ｃ，４ｃの角度ピッチは異なり、その角度ピッチ比は、回転軸３、４の回転比と同じ比の４５°：３６°の角度ピッチ比となっている。ロッド３ｃ，４ｃは回転軸３，４において排出口１ｂより手前の途中までは１条だけ設けられているが、排出口１ｂの近傍部分では複数条設けられている。

フレーム２には、モータ１４が設けられており、モータ１４が回転すると、その回転がサイクロ減速機１５，スプロケット１６，チェーン１７及びスプロケット１３を介して回転軸３に伝達されて回転軸３が一方向に回転し、さらにギア１１，１２を介して回転軸４が逆方向に回転する。

また、図２に示すように、混練装置には、重金属溶出防止用の薬溶液と希釈用の水を混合した混合液を注入するための配管（ノズル）１８が設けられている。

ところで、以上の構成において、後述する混練時にスクリュー羽３ｂがスクリュー部４ａの外周面とスクリュー羽４ｂの両面に付着した粉体を掻き落とし、スクリュー羽４ｂがスクリュー部３ａの外周面とスクリュー羽３ｂの両面に付着した粉体を掻き落とすセルフクリーニングと、ロッド３ｃが回転軸４の外周面に付着した飛灰混練物を掻き落とし、ロッド４ｃが回転軸３の外周面に付着した飛灰混練物を掻き落とすセルフクリーニングが行なわれるようになっている。

このために、回転軸３，４は、スクリュー羽３ｂ，４ｂどうしが互いに相手の間に入り、スクリュー羽３ｂの先端がスクリュー部４ａの外周面、スクリュー羽４ｂの先端がスクリュー部３ａの外周面にほぼ接触する、すなわち接触するか或いはごく近くまで接近し、さらにロッド３ｃの先端が回転軸４の外周面、ロッド４ｃの先端が回転軸３の外周面にほぼ接触するように配置されている。

また、図１、図２には、煩雑になるため図示されていないが、混練部材としてロッドの磨耗部には、図３に示したように、硬化肉盛り処理が施される。図３（ａ）はロッド２０の斜視図を、図３（ｂ）はその縦断面図、図３（ｃ）は図３（ａ）のＸ−Ｘ’に沿った断面図を示す。ロッド２０は図１、図２におけるロッド３ｃあるいは４ｃに対応しており、図３において上側がロッドの上端面に、また下方端が回転軸３あるいは４に取り付けられる部分である。

図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）から明らかなように、ロッド２０の上端面２０ａ並びに上端面２０ａに連続するロッドの混練物搬送面２０ｂには硬化肉盛り処理が施される。ロッド２０は炭素鋼（Ｓ４５Ｃ）、クロム・モリブデン鋼（ＳＣＭ４４０）あるいはステンレススチール（ＳＵＳ３０４）などからできており、硬化肉盛りは、ロッド２０を母材として、タングステン・カーバイトを８０％を含有した耐磨耗硬化肉盛り棒（例えば、Elastodur8811（商品名））を、母材面から３０°ないし４０°傾け、硬化肉盛り棒の先端を母材に付けて炎を当てガス溶接することによって行われる。

ロッド２０には、その搬送面２０ｂに対応する上端面部分に切り欠き凹部２０ｃが、所定の深さｄで（図３（ｂ））、また混練物を搬送する搬送面に対応して円弧状（図３（ｃ））に形成されるので、硬化肉盛り２１は上端面２０ａを覆って、切り欠き凹部２０ｃ全体に施される。そのとき、切り欠き凹部２０ｃに硬化肉盛りされた肉盛り面２１ａと搬送面２０ｂが同じ面、つまりつら位置となるように硬化肉盛り処理を施すようにする。このように、肉盛り面と搬送面が同じ面位置となるように硬化肉盛りを行うことにより、両面に段差（高低差）が生じないので、混練物が滑らかに搬送され、混練物が段差に衝突することがなくなるので母材のこの部分における磨耗を減少させることができる。また、硬化肉盛りは、切り欠き凹部２０ｃにも施されるので、硬化肉盛りのロッドに対する溶接強度が向上し、また、硬化肉盛り２１の上端面２０ａからの高さｈを少なくすることができるので、硬化肉盛り２１が混練物との衝撃により剥がれるのを防止することができる。

なお、混練装置では、回転軸３、４が搬送途中で逆転され、搬送方向が逆になるモードの種類もあるので、このような混練装置では、ロッドには、図３に示された搬送面と対称な面にも搬送面が存在する。そこで、図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示したように、ロッド２０の上端面２０ａの両搬送面に対応する部分に円弧状の切り欠き凹部２０ｄ、２０ｅが形成され、上端面２０ａと両切り欠き凹部２０ｄ、２０ｅに硬化肉盛り２２が施される。このとき、図３の場合と異なり、上端面の中心部には硬化肉盛りは行われない。その他は、図３の場合と同じで、図３において逆の搬送面にも同様な硬化肉盛りが行われたのと同じ効果が得られる。

混練は、上述したように円筒状のロッドのほかに、スクリュー羽でも行われるので、図５に示したように、スクリュー羽３０にも、硬化肉盛り３１を施す。スクリュー羽３０は、図１、図２のスクリュー羽３ｂ、４ｂに対応するもので、図５において下方部が回転軸３あるいは４に取り付けられる部分である。

ロッドの場合と同様に、スクリュー羽の上端面３０ａで、スクリュー羽の搬送面３０ｂに対応する上端面部分に切り欠き凹部３０ｃが、所定の深さで、搬送面全面に渡って形成され、硬化肉盛り３１が、上端面３０ａ並びに切り欠き凹部３０ｃに施される。そのとき、切り欠き凹部３０ｃに硬化肉盛りされた肉盛り面３１ａとスクリュー羽３０の搬送面３０ｂが、段差なく同じ面位置となるように硬化肉盛り処理が施される。それにより、ロッドの実施例で述べたのと同様な効果が得られる。

また、図６に示したように、スクリュー羽３０に形成される切り欠き凹部３０ｄを、図５に示した切り欠き凹部３０ｃより浅くして、硬化肉盛り３２を上端面３０ａ、それに切り欠き凹部３０ｄに施す。そのとき、硬化肉盛り３２を、切り欠き凹部３０ｄの底面を超えて搬送面３０ｂに延びるように行い、硬化肉盛りの搬送側の面３２ａとスクリュー羽３０の搬送面３０ｂに段差ｄ’を持たせるようにする。この場合には、スクリュー羽の角部（図６で左上側の角）での耐磨耗性、並びにこの部分での硬化肉盛りの強度を向上させることができる。なお、この場合、段差ｄ’は、その部分でのスクリュー羽の磨耗を少なくするために、できるだけ少ない段差となるように、硬化肉盛りを行うようにする。

また、混練部材は、図７に示したように板状のパドル４０とすることもできる。パドルの場合も、ロッドやスクリュー羽と同様に、パドル４０の上端面４０ａで、その搬送面４０ｂに対応する上端面部分に切り欠き凹部４０ｃが、所定の深さで、搬送面全面に渡って形成され、硬化肉盛り４１が、上端面４０ａ並びに切り欠き凹部４０ｃに施される。そのとき、切り欠き凹部４０ｃに硬化肉盛りされた肉盛り面４１ａとパドル４０の搬送面４０ｂが同じ面位置となるように硬化肉盛り処理が施される。それにより、ロッドあるいはスクリュー羽で述べたのと同様な効果が得られる。

また、図８に示したように、パドル４０に形成される切り欠き凹部４０ｄを、図７に示した切り欠き凹部４０ｃより浅くして、硬化肉盛り４２を上端面４０ａ、それに切り欠き凹部４０ｄに施す。そのとき、硬化肉盛り４２を、切り欠き凹部４０ｄの底面を超えて搬送面４０ｂに延びるように行い、硬化肉盛りの搬送側の面４２ａとパドル４０の搬送面４０に僅かの段差を持たせるようにする。この場合には、図６でスクリュー羽に関して述べたのと同様な効果が得られる。

板状のスクリュー羽並びにパドルの場合も、搬送面３０ｂ、４０ｂと逆の面も搬送面となる混練装置では、図４の場合と同様に、両搬送面に硬化肉盛り処理を施すようにする。

このような混練装置において、投入された粉体はスクリュー羽３ｂ、４ｂにより混練されながら排出口１ｂ側へ搬送され、粉体は、ノズル１８から混合液と混合され、ロッド３ｃ，４ｃにより混練されつつさらに排出口１ｂ側へ送られ、排出口１ｂからコンベア上に排出される。

スクリュー羽３ｂ、４ｂ並びにロッド３ｃ、４ｃの磨耗部には、上述したような硬化肉盛り処理が行われるので、混練部材の耐摩耗性を向上させ、また硬化肉盛りが剥がれることがなく、被混練物の混練並びに搬送を良好に効率良く行うことが可能になる。

なお、上述した実施例では、不等速に逆回転する２本の回転軸に取り付けられる混練部材に硬化肉盛りが行われたが、一つの回転軸に螺旋形に取り付けられる混練部材により混練並びに搬送が行われる混練装置の混練部材にも、同様な硬化肉盛りを行い、同様な効果を得ることができる。

１ａ 投入口
１ｂ 排出口
３，４ 回転軸
３ｂ，４ｂ スクリュー羽
３ｃ，４ｃ ロッド
１４ モータ
２０ ロッド
２１、２２ 硬化肉盛り
３０ スクリュー羽
３１、３２ 硬化肉盛り
４０ パドル
４１、４２ 硬化肉盛り

Claims (1)

1. 外周面に混練部材が設けられた回転軸を回転させ、混練部材により粉体を混練しながら混練物を搬送する混練装置であって、
   前記混練部材は一面が混練物搬送面となった板状のパドルとして構成され、
   前記パドルの上端面に連続する混練物搬送面の上端面部分に切り欠き凹部を形成して、該上端面と切り欠き凹部に一層の硬化肉盛り処理が施され、
   前記硬化肉盛り処理は、肉盛り面が切り欠き凹部の底面を超えて搬送面にまで延び、該肉盛り面と搬送面との間に段差が形成されるように、行われるとともに、パドルの前記搬送面と逆の面には硬化肉盛り処理を施さないようにしたことを特徴とする混練装置。

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