JP6626144B2

JP6626144B2 - 管路ミキサ及びこれを用いた混合物の製造供給方法

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Publication number: JP6626144B2
Application number: JP2018037416A
Authority: JP
Inventors: 千田　昌平; 昌平千田; 二三夫藤井
Original assignee: CHIDA ENGINEERING INC.; ITOCHU TC CONSTRUCTION MACHINERY CO., LTD.
Current assignee: CHIDA ENGINEERING INC.; ITOCHU TC CONSTRUCTION MACHINERY CO., LTD.
Priority date: 2018-03-02
Filing date: 2018-03-02
Publication date: 2019-12-25
Anticipated expiration: 2038-03-02
Also published as: JP2019152018A; WO2019167862A1

Description

本発明は、管路ミキサ及びこれを用いた混合物の製造供給方法に関する。

管路ミキサは、管路内に供給される複数の流動性材料を搬送しつつ混合するものであり、連続的に大量処理が可能であるうえ、比重の異なる材料の混合にも有効であること等から、泥土処理のみならず、セメントミルク製造、汚濁水浄化のための凝集剤の混合、気泡混合軽量土製造などに広く用いられてきた（例えば特許文献１〜３参照）。

図１は管路ミキサ１の一例を示している。この管路ミキサ１は、混合対象の流動性材料９１，９２が供給される材料供給部１１、流動性材料９１，９２を混合しつつ移送する撹拌部１２、及び混合物９５が排出される排出口１３を流れ方向にこの順に有する混合管路１０と、この混合管路１０内における材料供給部１１及び撹拌部１２を含む範囲に同心的に軸支され、モータ等の回転駆動源２９により回転駆動される回転軸２０と、回転軸２０における材料供給部１１に位置する部分に設けられたらせん状に連続する供給スクリュー羽根２１と、回転軸２０における撹拌部１２に位置する部分に設けられた撹拌翼２２とを有するものである。

混合対象の流動性材料９１，９２は、流動性を有するものであれば特に限定されず、それぞれ、泥土等のスラリー、スラリー以外の固液混合物、液体、及び粉体等の中から適宜選択することができる。

管路ミキサ１では、材料供給部１１に供給される流動性材料９１，９２が、供給スクリュー羽根２１により混合管路１０の撹拌部１２内に押し込まれるため、供給スクリュー羽根２１の押し出し能力（供給量）がミキサの最大処理能力になる。よって、この範囲内で、所定の混合比となるように、混合管路１０の材料供給部１１に、混合対象の流動性材料９１，９２がそれぞれ供給される。

管路ミキサ１の材料供給部１１には、混合対象となる複数の流動性材料９１，９２をそれぞれ供給するための供給口３１，３２が設けられる。供給口３１，３２は、混合管路１０の管壁に形成された開口又は混合管路１０の端部の開口とすることができる。また、回転軸２０を中空軸とするとともに、回転軸２０の周壁に開口を設けてこれを供給口とし、流動性材料９１，９２の少なくとも１種を回転軸２０内を通じて混合管路１０内に供給することもできる。図１に示す例では、混合管路１０の材料供給部１１の上流部に開口された第１供給口３１から第１流動性材料９１を、また第１供給口３１よりも下流側における回転軸２０に設けた第２供給口３２から第２流動性材料９２を供給するようになっているが、図６に示す例のように、混合管路１０の材料供給部１１の上流側に第１流動性材料９１，９２を供給するための第１供給口３１を、及び材料供給部１１の下流側の管壁に第２流動性材料９１，９２を供給するための第２供給口３２を設けてもよい。符号２８は回転軸２０の端部に取り付けられたスイベル装置を示しており、このスイベル装置２８を介して回転駆動される回転軸２０内に第２流動性材料９２が供給される。

回転軸２０に設けられた供給口３２から流動性材料４２を供給する場合、この流動性材料４２を圧送する圧送装置を組み合わせて使用する。例えば、図１に示す例において、第２流動性材料９２が粉体の場合には、図示しないエアコンプレッサから供給される圧縮空気により第２流動性材料９２をスイベル装置２８を介して回転軸２０内に圧送供給する。図２は、このための圧送供給装置４０を示しており、貯留槽４１と、この貯留槽４１内の第２流動性材料９２が供給されるホッパ４２と、このホッパ４２内の第２流動性材料９２を切り出して定量供給を行うロータリーフィーダ４３とを備えており、ロータリーフィーダ４３から定量供給される第２流動性材料９２を、図示しないエアコンプレッサからの圧縮空気９４に乗せて圧送供給するものである。一方、第２流動性材料９２が液体、スラリー、スラリー以外の固液混合物の場合には液体圧送用のポンプにより第２流動性材料９２を第２供給口３２に圧送することができる。

管路ミキサ１の代表的な利用例としては、図３に示すような浚渫泥土処理を挙げることができる。図示例は、浚渫泥土をバックホウ５０により送泥ポンプ５１に供給し、この送泥ポンプ５１により浚渫泥土を第１流動性材料９１として管路ミキサ１に供給するとともに、粉体固化材を第２流動性材料９２として圧送供給装置４０から圧縮空気９４により管路ミキサ１に圧送供給し、管路ミキサ１内で泥土と粉体固化材とを十分に混合した後、管路ミキサ１の排出口１３から排出される混合物９５（処理土）を、搬送ポンプ５２により所定の処理場所まで圧送するものである。施工条件によっては、搬送ポンプ５２に代えてベルトコンベアにより処理場所まで輸送したり、管路ミキサ１から直接ピットに投入し、ピット内の混合物９５をダンプトラックで搬出したりすることもある。また、送泥ポンプ５１としてコンクリートポンプ等のピストン型の圧送ポンプを用いたとしても、管路ミキサ１のスクリュー羽根の作用により撹拌部１２に対しては定量供給となるため、泥土の供給量に合わせて固化材の供給量を制御することにより配合量を容易に制御することができる。

図４は、低含水比泥土や、汚染土、焼却灰等を第１流動性材料９１とし、粉体固化材を第２流動性材料９２として管路ミキサ１により混合し、処理土とする例を示している。この例は、第１流動性材料９１は計量装置付きのベルトコンベア５３により定量供給されることを想定している。

管路ミキサ１に対する第１流動性材料９１の供給量にばらつきがある場合、例えば第１流動性材料９１をサンドポンプや汎用ベルトコンベアにより行う場合には、図５に示すように、管路ミキサ１の第１供給口３１に定量供給装置６０を取り付けることもできる。図示例の定量供給装置６０は、第１流動性材料９１の貯留槽６１と、この貯留槽６１の下部に設けられたテーブルフィーダ６２と、テーブルフィーダ６２の排出口６３から排出される第１流動性材料９１を管路ミキサ１の第１供給口３１に導入するホッパ６４とを備えたものである。貯留槽６１内に供給された第１流動性材料９１は、モータ等の回転駆動源６５により回転駆動される縦向き回転軸６６に取り付けられた撹拌翼６７及び排出翼６８により、撹拌されつつ排出口６３から管路ミキサ１の第１供給口３１に対して順次排出される。

第２流動性材料９２としてセメント等の粉体を供給する場合、図６に示すように、圧縮空気９４を用いない定量供給装置７０により管路ミキサ１内に定量供給することもできる。図示例は、貯留ホッパ７１の下部にスクリューコンベア７２を設け、このスクリューコンベア７２の排出口７３を管路ミキサ１の材料供給部１１に接続したものであり、貯留ホッパ７１に貯留された第２流動性材料９２をスクリューコンベアにより管路ミキサ１に定量供給するものである。この例は、第１流動性材料９１を水とし、第２流動性材料９２をセメントとすることによりセメントミルクを製造したり、第１流動性材料９１を泥土とし、第２流動性材料９２をセメントとすることによりスラリー性固化処理土を製造したりするのに好適である。これらセメントミルク又は固化処理土を未固化の状態で一時的に保管するために、図示例のように、管路ミキサ１の排出口１３をアジテータ７５（撹拌機付き貯留槽）に接続し、必要に応じてアジテータ７５から仕向け先にポンプ圧送する形態とすることもできる。

図７に示すように、管路ミキサ１は気泡混合軽量地盤材料の製造に用いることもできる。すなわち、泥土等の発生土及びセメント等の固化材を混合した固化処理土、セメントミルク、又はモルタルを未固化の状態で第１流動性材料９１として管路ミキサ１に供給する。一方、希釈装置７６で界面活性剤を主体とする起泡剤に水を混合して起泡剤液９６を製造し、この起泡剤液９６をポンプ７７により発泡器７８に供給して圧縮空気９４と混合し、発泡させることにより気泡液を製造し、この気泡液を第２流動性材料９２として管路ミキサ１に供給する。管路ミキサ１では、第１流動性材料９１と気泡液（第２流動性材料９２）とが混合され、気泡混合軽量地盤材料としての混合物９５排出される。

特開平４−７４２２号公報特開平９−１５８２４５号公報特開２００４−６０３２６号公報

従来は、管路ミキサで製造される混合物を管路ミキサから一度排出した後、輸送ポンプやベルトコンベア、又はダンプトラックにより搬送し、山岳地や軟弱地盤上での盛土、橋台・擁壁の裏込め、構造物の埋戻し等における地盤材料として用いる等していたが、より簡素かつ省スペースでの搬送に対する要望がある。

そこで、本発明の主たる課題は、より簡素かつ省スペースでの混合物の搬送を可能とすることにある。

上記課題を解決するための代表的態様は以下のとおりである。
＜第１の態様＞
複数の流動性材料が供給される材料供給部、複数の流動性材料を混合しつつ移送する撹拌部、及び混合物が排出される排出口を、流れ方向にこの順に有する混合管路と、
前記材料供給部に前記流動性材料を供給する供給口と、
この混合管路内における前記材料供給部及び前記撹拌部を含む範囲に同心的に軸支され、回転駆動される回転軸と、
前記回転軸における前記材料供給部に位置する部分に設けられた供給スクリュー羽根と、
前記回転軸における前記撹拌部に位置する部分に設けられた、径方向に突出する撹拌翼と、を備えた管路ミキサにおいて、
前記混合管路における前記撹拌部と前記排出口との間に、マテリアルシール部を有し、
前記回転軸は前記マテリアルシール部まで延びており、
前記回転軸における前記マテリアルシール部に位置する部分に、前記回転軸の外周面から前記混合管路の内周面まで延びる部分が前記回転軸を中心とする螺旋方向に連続する形状を有し、前記撹拌部で混合された混合物を前記排出口に押し出す排出スクリュー羽根が設けられており、
前記排出口から排出される混合物を、前記排出口に対して接続された搬送管路を介して圧送するための圧縮空気を供給する圧縮空気供給手段を有している、
ことを特徴とする管路ミキサ。

（作用効果）
本態様のように、管路ミキサで製造される混合物を管路ミキサから一度排出せず、管路ミキサの排出口に対して接続された搬送管路を介して空気圧送することにより、より簡素、かつ省スペースでの混合物の搬送が可能となる。特に、排出スクリュー羽根を有するマテリアルシール部を設けたことにより、空気圧送の背圧による逆流を防止することができる。

＜第２の態様＞
前記圧縮空気供給手段は、前記混合管路の排出口と前記搬送管路との間に介在された圧縮空気供給管路と、この圧縮空気供給管路に設けられた圧縮空気供給口と、前記圧縮空気供給口に対して圧縮空気を供給するエアコンプレッサとを含むものである、
第１の態様の管路ミキサ。

（作用効果）
本態様は、混合管路の排出口より下流側で圧送用の圧縮空気を供給することによって、より長距離（例えば百数十メートル）の搬送に対応可能としたものである。

＜第３の態様＞
前記圧縮空気供給管路は、前記混合管路の排出口に接続された混合物供給口を有する混合物供給部と、この混合物供給部の下流側に設けられた第２マテリアルシール部とを有しており、
前記圧縮空気供給管路内には、前記混合物供給部及び前記第２マテリアルシール部を含む範囲に同心的に軸支された、回転駆動される第２回転軸が設けられるとともに、この第２回転軸の外周面から前記圧縮空気供給管路の内周面まで延びる部分が前記第２回転軸を中心とする螺旋方向に連続する形状を有し、前記混合物を前記搬送管路側に押し出す第２排出スクリュー羽根が設けられており、
前記第２回転軸は、その下流側の端部に前記圧縮空気供給口が開口する中空軸であり、前記第２回転軸の前記圧縮空気供給口と反対側の端部に接続されたスイベル装置を介して前記第２回転軸内に圧縮空気が供給されるようになっている、
第２の態様の管路ミキサ。

（作用効果）
本態様は、第２排出スクリュー羽根を有する第２マテリアルシール部を設け、それよりも下流側に圧縮空気を供給することによって、さらに長距離（例えば数百メートルから数キロメートル）の搬送に対応可能としたものである。

＜第４の態様＞
前記混合管路の材料供給部に開口された、第１流動性材料の供給口と、
前記回転軸における前記第１流動性材料の供給口より下流側に設けられた、第２流動性材料の供給口と、
前記回転軸における前記第１流動性材料の供給口より下流側に設けられた、第３流動性材料の供給口とを有し、
（ａ）第１流動性材料は土又は泥土であり、第２流動性材料が水又は滑剤であり、第３流動性材料が粉体固化材であるか、
（ｂ）第１流動性材料は土又は泥土であり、第２流動性材料が固化材であり、第３流動性材料が固化助剤又は増量材であるか、又は
（ｃ）第１流動性材料は汚染泥土であり、第２流動性材料が汚染物質の還元剤であり、第３流動性材料が粉体固化材である、
第１〜３のいずれか１つの態様の管路ミキサ。

（作用効果）
粒子が小さく、そのまま締固めても強度の出ない低含水比の土の固化処理を行う場合、水を加えて流動性を高めた後に粉体固化材を混合すると混合性が良好となる。また、粘性の高い泥土又は低含水比の土を混合処理する場合、滑剤を加えて撹拌抵抗を小さくすることにより、撹拌翼の摩耗を減らす、撹拌翼への泥土の付着を軽減する、圧送時の管路抵抗を軽減するといった利点がもたらされる。よって、（ａ）の順に各流動性材料を供給し、混合することが好ましい。また、（ｂ）の順に各流動性材料を供給し、混合することにより、固化助剤及び増量材をより効果的に用いることができる。さらに、（ｃ）の順に各流動性材料を供給し、混合することにより、汚染物質の還元剤をより効果的に用いることができる。

＜第５の態様＞
前記複数の流動性材料は粉体固化材又は粉体固化助剤を含み、
前記材料供給部に対する前記粉体固化材又は粉体固化助剤の供給口が、前記混合管路の上側の管壁における、前記回転軸の回転中心の真上よりも前記回転軸の回転方向側の部位に開口している、
第１〜４のいずれか１つの態様の管路ミキサ。

（作用効果）
管路ミキサを用いたセメントミルク製造又は泥土処理では、材料供給部に定量供給される水又は泥土に対し、混合管路の管壁に設けられた供給口から粉体固化材又は粉体固化助剤を投入することが可能である。この場合、回転軸の回転中心の真上から混合管路内に粉体固化材又は粉体固化助剤を落下供給すると、回転する供給スクリュー羽根の遠心力によって供給口に向かって跳ね上がる水又は泥水が、粉体固化材又は粉体固化助剤の落下を妨げ、供給口付近に粉体固化材又は粉体固化助剤が付着して固結し、供給口が閉塞するおそれがある。これに対して、本態様のように粉体固化材又は粉体固化助剤の供給口を真上から回転軸の回転方向側にずらすと、粉体固化材又は粉体固化助剤が回転軸の回転に伴い回転する水又は泥土に吸い込まれる（巻き込まれる）ようになるため、供給口付近に粉体固化材又は粉体固化助剤が付着しにくくなり、供給口が閉塞するおそれを低減することができる。

＜第６の態様＞
すべての前記撹拌翼は、前記回転軸を中心とし、かつ前記回転軸の回転により下流側への移送作用を発揮する仮想螺旋スクリュー面に沿って、当該仮想螺旋スクリューの螺旋方向に間欠的に設けられている、
第１〜５のいずれか１つの態様の管路ミキサ。

（作用効果）
このような撹拌翼を有することにより、撹拌翼が撹拌機能及び移送機能の両方に優れたものとなる。

＜第７の態様＞
前記撹拌翼は、前記回転軸を中心とする螺旋方向に間欠的に設けられており、
少なくとも一部の撹拌翼は、前記回転軸の回転により上流側への移送作用を発揮する向きで設けられている、
第１〜５のいずれか１つの態様の管路ミキサ。

（作用効果）
このような撹拌翼により撹拌すると、混合物に乱流が発生し、混合性に優れたものとなる。

＜第８の態様＞
第１〜７のいずれか１つの態様の管路ミキサを用い、複数の流動性材料を混合し、混合物を前記搬送管路を介して搬送先に空気圧送する、ことを特徴とする混合物の製造供給方法。

（作用効果）
前述の各態様と同様の作用効果を奏する。

本発明によれば、より簡素かつ省スペースでの混合物の搬送が可能となる、等の利点がもたらされる。

管路ミキサの要部破断正面図である。粉体の圧送供給装置の正面図である。管路ミキサの利用例を示す設備構成図である。管路ミキサの利用例を示す設備構成図である。管路ミキサの利用例を示す設備構成図である。管路ミキサの利用例を示す設備構成図である。管路ミキサの利用例を示す設備構成図である。管路ミキサの要部破断正面図である。管路ミキサの要部破断正面図である。管路ミキサの要部破断正面図である。管路ミキサの利用例を示す設備構成図である。管路ミキサの利用例を示す設備構成図である。図１２のＡ−Ａ矢視図である。２軸パドルミキサの断面図である。回転軸の要部拡大正面図である。回転軸の要部拡大正面図である。

以下、本発明の一実施形態について添付図面を参照しながら詳説する。

＜第１の形態＞
図８は、管路ミキサ１の第１の形態を示している。この管路ミキサ１は、複数の流動性材料９１，９２が供給される材料供給部１１、複数の流動性材料９１，９２を混合しつつ移送する撹拌部１２、及び混合物９５が排出される排出口１３を、流れ方向にこの順に有する混合管路１０と、材料供給部１１に流動性材料９１，９２を供給する供給口３１，３２と、この混合管路１０内における材料供給部１１及び撹拌部１２を含む範囲に同心的に軸支され、回転駆動される回転軸２０と、回転軸２０における材料供給部１１に位置する部分に設けられた供給スクリュー羽根２１と、回転軸２０における撹拌部１２に位置する部分に設けられた、径方向に突出する撹拌翼２２とを備えている。図示例では、回転軸２０は横向き（水平）に支持されており、混合管路１０におけるスクリュー羽根及び撹拌翼２２を有する部分も横向きの直管となっているが、これらは下流側に向かって上り勾配又は下り勾配の配置とすることもできる。

図８に示される例では、混合管路１０の材料供給部１１の上流部に開口された第１供給口３１から泥土等の第１流動性材料９１を、また第１供給口３１よりも下流側における回転軸２０に設けた第２供給口３２から粉体固化材等の第２流動性材料９２を供給するようになっている。符号２８は回転軸２０の端部に取り付けられたスイベル装置を示しており、このスイベル装置２８を介して回転駆動される回転軸２０内に第２流動性材料９２が供給される。これに対して、図１２に示す例のように、混合管路１０の材料供給部１１の上流側に第１流動性材料９１を供給するための第１供給口３１を、及び材料供給部１１の下流側の管壁に第２流動性材料９２を供給するための第２供給口３２を設けてもよい。これらの例からも分かるように、材料供給部１１に対する供給口３１，３２は特に限定されない。

特徴的には、混合管路１０における撹拌部１２と排出口１３との間に、マテリアルシール部１４を有し、回転軸２０はマテリアルシール部１４まで延びており、回転軸２０におけるマテリアルシール部１４に位置する部分に、回転軸２０の外周面から混合管路１０の内周面まで延びる部分が回転軸２０を中心とする螺旋方向に連続する形状（つまりリボンスクリュー等の欠落部を有するものではない）を有し、撹拌部１２で混合された混合物９５を排出口１３に押し出す排出スクリュー羽根２３が設けられている。

そして、排出口１３から排出される混合物９５は、排出口１３に対して接続された搬送管路１５を介して圧送される。本第１の形態は、この圧送のための圧縮空気９４として、第２流動性材料９２を第２供給口３２から圧縮空気９４により供給し、この第２供給口３２からの供給空気の排気圧を利用するものであり、５０〜１００ｍの搬送距離を想定しているものである。つまり、複数の流動性材料９１，９２のうち少なくとも１種は圧縮空気９４により供給される粉体固化材や焼却灰や石膏等の粉体固化助剤等とする必要がある。圧縮空気９４を供給するために第２流動性材料の供給装置として、前述の圧送供給装置４０を用いることができる。このように、管路ミキサ１で製造される混合物９５を管路ミキサ１から一度排出せず、管路ミキサ１の排出口１３に対して接続された搬送管路を介して空気圧送することにより、より簡素、かつ省スペースでの混合物９５の搬送が可能となる。また、排出スクリュー羽根２３を有するマテリアルシール部１４を設けたことにより、空気圧送の背圧による逆流を防止することができる。特に本第１の形態では、混合物９５の圧送専用の圧縮空気供給手段を必要としない（もちろん組み合わせてもよい）利点もある。

排出スクリュー羽根２３は回転軸２０の周囲に２周以上、特に３周以上連続することが好ましいが、それ以下でもよい。

特に、図示例のように排出口と搬送管路１５との間に、下流側に向かって内径が段階的又は連続的に減少する接続管路１６を介在させると、マテリアルシール効果がより一層高いものとなるため好ましい。

混合物９５の圧送先は、特に限定されず、貯留ピットや貯留タンク等の一時的な貯留部としたり、ベルトコンベア５３やダンプトラック等の他の搬送装置としたり、近くの工事現場（盛土、橋台・擁壁・トンネルの裏込め、構造物の埋戻し等）における利用場所としたりすることができる。

その他の点、例えば混合対象の流動性材料９１，９２の種類や、送泥ポンプ５１、ベルトコンベア５３、圧送供給装置４０等の流動性材料９１，９２の供給装置については、背景技術の項で述べたものを適宜用いることができるため、ここでは説明を省略する。

＜第２の形態＞
第１の形態では、混合物９５の圧送のための圧縮空気９７供給手段として、第２流動性材料９２を供給するための圧縮空気９７を利用するが、図９に示すように混合物９５の圧送専用の圧縮空気供給手段８０を設けることもできる。すなわち、この第２の形態は、混合管路１０の排出口１３と搬送管路１５との間に、圧縮空気供給口８２を有する圧縮空気供給管路８１を介在させ、この圧縮空気供給口８２に対して図示しないエアコンプレッサを接続したものである。このように、混合管路１０の排出口１３より下流側で圧送用の圧縮空気９７を供給することによって、より長距離（例えば百数十メートル）の搬送に対応可能となる。圧縮空気供給管路８１は、図示例ではエルボ管を用い、その途中に下流側の管芯に向けて圧縮空気供給口８２を設けているが、次に述べる第３の形態のように直管とすることもできる。

その他の点は第１の形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。

＜第３の形態＞
さらに長距離（例えば数百メートルから数キロメートル）の搬送に対応可能とするために、図１０に示すように、第２排出スクリュー羽根８３を有する第２マテリアルシール部８６を設け、それよりも下流側に圧縮空気９７を供給する形態とすることもできる。すなわち、この第３の形態は、圧縮空気供給管路８１は、混合管路１０の排出口１３に接続された混合物供給口を有する混合物供給部８５と、この混合物供給部８５の下流側に設けられた第２マテリアルシール部８６とを有している。また、圧縮空気供給管路８１内には、混合物供給部８５及び第２マテリアルシール部８６を含む範囲に同心的に軸支された、回転駆動される第２回転軸８４が設けられるとともに、この第２回転軸８４の外周面から圧縮空気供給管路８１の内周面まで延びる部分が第２回転軸８４を中心とする螺旋方向に連続する形状を有し、混合物９５を搬送管路１５側に押し出す第２排出スクリュー羽根８３が設けられている。

圧縮空気供給口８２は特に限定されないが、図示例では、第２回転軸８４が、その下流側の端部に圧縮空気供給口８２が開口する中空軸となっており、第２回転軸８４の圧縮空気供給口８２と反対側の端部に接続された第２スイベル装置８７を介して第２回転軸８４内に圧縮空気９７が供給されるようになっている。これにより、第２の形態のようにエルボ管を用いずとも、圧縮空気供給管路８１の第２排出スクリュー羽根８３より下流側において管芯に沿って圧縮空気９７を供給することができる。

その他の点は第２の形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。

＜第４の形態＞
第１流動性材料９１として土又は泥土、第２流動性材料９２として水又は滑剤、及び第３流動性材料９３として粉体固化材を供給して混合する場合、図１１に示すように、混合管路１０の材料供給部１１に、第１流動性材料９１のための第１供給口３１を開口させ、回転軸２０における第１供給口３１より下流側に、第２流動性材料９２のための第２供給口３２を設け、回転軸２０における第２供給口３２より下流側に、第３流動性材料９３のための第３供給口３３を設けると好ましい。粒子が小さく、そのまま締固めても強度の出ない低含水比の土の固化処理を行う場合、水を加えて流動性を高めた後に粉体固化材を混合すると混合性が良好となる。また、粘性の高い泥土又は低含水比の土を混合処理する場合、滑剤を加えて撹拌抵抗を小さくすることにより、撹拌翼２２の摩耗を減らす、撹拌翼２２への泥土の付着を軽減する、圧送時の管路抵抗を軽減するといった利点がもたらされる。よって、この順に各流動性材料９１，９２，９３を供給し、混合することが好ましい。

また、第１流動性材料９１として土又は泥土、第２流動性材料９２として固化材、及び第３流動性材料９３として固化助剤又は増量材を供給して混合する場合も、図１１に示す例の順で各流動性材料９１，９２，９３を供給することにより、固化助剤及び増量材をより効果的に用いることができるため好ましい。

さらに、第１流動性材料９１として汚染泥土、第２流動性材料９２として汚染物質の還元剤、及び第３流動性材料９３として粉体固化材を供給して混合する場合も、図１１に示す例の順で各流動性材料９１，９２，９３を供給することにより、汚染物質の還元剤をより効果的に用いることができるため好ましい。

＜第５の形態＞
管路ミキサ１を用いたセメントミルク製造又は泥土処理では、図６に示す例のように、材料供給部１１に定量供給される第１流動性材料９１としての水又は泥土に対し、混合管路１０の管壁に設けられた第２供給口３２から第２流動性材料９２としての粉体固化材又は粉体固化助剤を投入することが可能である。この場合、回転軸２０の回転中心の真上から混合管路１０内に粉体固化材又は粉体固化助剤を落下供給すると、回転する供給スクリュー羽根２１の遠心力によって第２供給口３２に向かって跳ね上がる水又は泥水が、粉体固化材又は粉体固化助剤の落下を妨げ、第２供給口３２付近に粉体固化材又は粉体固化助剤が付着して固結し、第２供給口３２が閉塞するおそれがある。

そこで、図１２及び図１３に示すように、材料供給部１１に対する粉体固化材又は粉体固化助剤の第２供給口３２が、混合管路１０の上側の管壁における、回転軸２０の回転中心の真上よりも回転軸２０の回転方向（図中の矢印方向）側の部位に開口している形態も提案される。このように粉体固化材又は粉体固化助剤のための第２供給口３２を真上から回転軸２０の回転方向側にずらすと、粉体固化材又は粉体固化助剤が回転軸２０の回転に伴い回転する水又は泥土に吸い込まれる（巻き込まれる）ようになるため、第２供給口３２付近に粉体固化材又は粉体固化助剤が付着しにくくなり、第２供給口３２が閉塞するおそれを低減することができる。

なお、このような投入原理は、図１４に示すように２軸パドルミキサ８７に対しても応用することができ、特に、回転軸８８間の上方に粉体固化材又は粉体固化助剤の供給口８９を設けると、粉体固化材又は粉体固化助剤が回転軸８８の回転に伴い回転する水又は泥土に吸い込まれる（抱き込まれる）ようになる。

＜第６の形態＞
撹拌翼２２は、撹拌機能及び移送機能を有する限り特に限定されるものではないが、図１５に示すように、すべての撹拌翼２２が、回転軸２０を中心とし、かつ回転軸２０の回転により下流側への移送作用を発揮する仮想螺旋スクリュー面２５に沿って、当該仮想螺旋スクリュー面２５の螺旋方向に間欠的に設けられていると、撹拌機能及び移送機能の両方に優れたものとなる。

＜第７の形態＞
また、図１６に示すように、撹拌翼２２ｆ，２２ｂが回転軸２０を中心とする螺旋方向に間欠的に設けられるとともに、少なくとも一部の撹拌翼２２ｂは、回転軸２０の回転により上流側への移送作用を発揮する向きで設けられていると、混合物９５に乱流が発生し、混合性に優れたものとなるため好ましい。図中の符号２５は、回転軸２０の回転により下流側への移送作用を発揮する仮想螺旋スクリュー面を示しており、符合２２ｆは回転軸２０の回転により下流側への移送作用を発揮する向きの撹拌翼を示している。図示例では、上流側への移送作用を発揮する向きの撹拌翼２２ｂが２翼置きに設けられているが、１翼置きでもよく、また３翼以上置きに設けることもできる。

本発明は、複数の流動性材料を搬送しつつ混合するものであれば、泥土処理のみならず、セメントミルク製造、汚濁水浄化のための凝集剤の混合、気泡混合軽量土製造等、広範な用途に適用できるものである。

１…管路ミキサ、１０…混合管路、１１…材料供給部、１２…撹拌部、１３…排出口、１４…マテリアルシール部、１５…搬送管路、１６…接続管路、２０…回転軸、２１…供給スクリュー羽根、２２…撹拌翼、２３…排出スクリュー羽根、２８…スイベル装置、２９…回転駆動源、３１，３２…供給口、３１…第１供給口、３２…第２供給口、３３…第３供給口、４０…圧送供給装置、５１…送泥ポンプ、５２…搬送ポンプ、５３…ベルトコンベア、６０…定量供給装置、８０…圧縮空気供給手段、８１…圧縮空気供給管路、８２…圧縮空気供給口、８３…第２排出スクリュー羽根、８４…第２回転軸、８５…混合物供給部、８６…第２マテリアルシール部、９１，９２…流動性材料、９１…第１流動性材料、９２…第２流動性材料、９３…第３流動性材料、９４…圧縮空気、９５…混合物。

Claims

複数の流動性材料が供給される材料供給部、複数の流動性材料を混合しつつ移送する撹拌部、及び混合物が排出される排出口を、流れ方向にこの順に有する混合管路と、
前記材料供給部に前記流動性材料を供給する供給口と、
この混合管路内における前記材料供給部及び前記撹拌部を含む範囲に同心的に軸支され、回転駆動される回転軸と、
前記回転軸における前記材料供給部に位置する部分に設けられた供給スクリュー羽根と、
前記回転軸における前記撹拌部に位置する部分に設けられた、径方向に突出する撹拌翼と、を備えた管路ミキサにおいて、
前記混合管路における前記撹拌部と前記排出口との間に、マテリアルシール部を有し、
前記回転軸は前記マテリアルシール部まで延びており、
前記回転軸における前記マテリアルシール部に位置する部分に、前記回転軸の外周面から前記混合管路の内周面まで延びる部分が前記回転軸を中心とする螺旋方向に連続する形状を有し、前記撹拌部で混合された混合物を前記排出口に押し出す排出スクリュー羽根が設けられており、
前記混合管路の排出口とこの排出口に対して接続される搬送管路との間に介在された圧縮空気供給管路と、この圧縮空気供給管路に設けられた圧縮空気供給口と、前記圧縮空気供給口に対して圧縮空気を供給するエアコンプレッサとを含む、圧縮空気供給手段を有しており、
前記排出口から排出される混合物は、前記圧縮空気供給口から前記圧縮空気供給管路内に供給される前記圧縮空気により、前記搬送管路を介して圧送されるようになっており、
前記マテリアルシール部は、前記排出スクリュー羽根を有することにより、前記圧送の背圧による混合物の逆流を防止するものである、
ことを特徴とする、管路ミキサ。
前記圧縮空気供給管路は、前記混合管路の排出口に接続された混合物供給口を有する混合物供給部と、この混合物供給部の下流側に設けられた第２マテリアルシール部とを有しており、
前記圧縮空気供給管路内には、前記混合物供給部及び前記第２マテリアルシール部を含む範囲に同心的に軸支された、回転駆動される第２回転軸が設けられるとともに、この第２回転軸の外周面から前記圧縮空気供給管路の内周面まで延びる部分が前記第２回転軸を中心とする螺旋方向に連続する形状を有し、前記混合物を前記搬送管路側に押し出す第２排出スクリュー羽根が設けられており、
前記第２回転軸は、その下流側の端部に前記圧縮空気供給口が開口する中空軸であり、前記第２回転軸の前記圧縮空気供給口と反対側の端部に接続されたスイベル装置を介して前記第２回転軸内に圧縮空気が供給されるようになっており、
前記第２マテリアルシール部は、前記第２排出スクリュー羽根を有することにより、前記圧送の背圧による混合物の逆流を防止するものである、
請求項１記載の管路ミキサ。
前記混合管路の材料供給部に開口された、第１流動性材料の供給口と、
前記回転軸における前記第１流動性材料の供給口より下流側に設けられた、第２流動性材料の供給口と、
前記回転軸における前記第１流動性材料の供給口より下流側に設けられた、第３流動性材料の供給口とを有し、
（ａ）第１流動性材料は土又は泥土であり、第２流動性材料が水又は滑剤であり、第３流動性材料が粉体固化材であるか、
（ｂ）第１流動性材料は土又は泥土であり、第２流動性材料が固化材であり、第３流動性材料が固化助剤又は増量材であるか、又は
（ｃ）第１流動性材料は汚染泥土であり、第２流動性材料が汚染物質の還元剤であり、第３流動性材料が粉体固化材である、
請求項１又は２記載の管路ミキサ。
複数の流動性材料が供給される材料供給部、複数の流動性材料を混合しつつ移送する撹拌部、及び混合物が排出される排出口を、流れ方向にこの順に有する混合管路と、
前記材料供給部に前記流動性材料を供給する供給口と、
この混合管路内における前記材料供給部及び前記撹拌部を含む範囲に同心的に軸支され、回転駆動される回転軸と、
前記回転軸における前記材料供給部に位置する部分に設けられた供給スクリュー羽根と、
前記回転軸における前記撹拌部に位置する部分に設けられた、径方向に突出する撹拌翼と、を備えた管路ミキサにおいて、
前記混合管路における前記撹拌部と前記排出口との間に、マテリアルシール部を有し、
前記回転軸は前記マテリアルシール部まで延びており、
前記回転軸における前記マテリアルシール部に位置する部分に、前記回転軸の外周面から前記混合管路の内周面まで延びる部分が前記回転軸を中心とする螺旋方向に連続する形状を有し、前記撹拌部で混合された混合物を前記排出口に押し出す排出スクリュー羽根が設けられており、
前記排出口から排出される混合物を、前記排出口に対して接続された搬送管路を介して圧送するための圧縮空気を供給する圧縮空気供給手段を有しており、
前記マテリアルシール部は、前記排出スクリュー羽根を有することにより、前記圧送の背圧による混合物の逆流を防止するものであり、
前記複数の流動性材料は粉体固化材又は粉体固化助剤を含み、
前記材料供給部に対する前記粉体固化材又は粉体固化助剤の供給口が、前記混合管路の上側の管壁における、前記回転軸の回転中心の真上よりも前記回転軸の回転方向側の部位に開口している、
ことを特徴とする、管路ミキサ。
前記撹拌翼は、前記回転軸を中心とする螺旋方向に間欠的に設けられており、
少なくとも一部の撹拌翼は、前記回転軸の回転により上流側への移送作用を発揮する向きで設けられている、
請求項１〜４のいずれか１項に記載の管路ミキサ。
請求項１〜５のいずれか１項に記載の管路ミキサを用い、複数の流動性材料を混合し、混合物を前記搬送管路を介して搬送先に空気圧送する、ことを特徴とする混合物の製造供給方法。