JP6786222B2 - モルタル混練ミキサー装置 - Google Patents

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本発明の実施形態は、モルタルの調製に用いられるモルタル混練ミキサー装置に関する。
建築材料として広く使用されているモルタルは、セメントと砂(細骨材)と水を混練して作られる。モルタルは、外壁などの仕上げ材や目地材に用いられている。
モルタルの混練には、ミキサーが用いられている。一般的なミキサーでは、セメント、砂、水が投入されるタンクを備えており、スクリュー、羽根などの攪拌部を回転させて、モルタルを調製している。
この種のモルタル混練用のミキサーとしては、例えば、特許文献1に記載されたものを挙げることができる。
特開2011−143637号公報
モルタルの混練では、セメントと水を均等に効率良く調製することがなによりも重要であるが、それ以外に、次のような問題点がある。
モルタルは、混練されるとペースト状になるが、調製の終わったモルタルを混練タンクから別のタンクや容器に排出するときには、ペースト状で流動性が低い性状故に、かなりの時間がかかるという問題がある。
一概にモルタルといっても、多様なものがある。り、特に、特殊用途に使われるモルタルの中には、増粘材や膨張材などの添加によって、粘性の高いモルタルがある。このようなモルタルでは、流動性が悪くなって、混練タンクからの排出に時間がかかる問題が顕在化することになる。とりわけ、容量の大きなタンクの場合、時間がかかるという問題がある。
さらに、モルタルの調製では、モルタルの残滓が混練タンクの底や内面に付着し固まりやすいので、タンクを頻繁に清掃する必要がある。特に、粘性の高いモルタルでは、付着する量も多くなり、清掃が大変になる。また、また、モルタルには、速硬性のものがあり、清掃を手早く綿密に行わないと固化してしまうという不都合があった。
そこで、本発明の目的は、前記従来技術の有する問題点を解消し、調製の終わったモルタルを混練タンクから効率良く導出することができ、また、混練タンクの頻繁な清掃も必要としないモルタル混練ミキサー装置を提供することにある。
前記の目的を達成するために、本発明に係るモルタル混練ミキサー装置は、
セメント、軽骨材と水を混練してモルタルを調製するモルタル混練ミキサー装置であって、
円筒形状の混練タンクと、
撹拌用の羽根を有する撹拌部と、
前記撹拌部を高速低トルクで駆動する第1の駆動部と、
前記撹拌部の撹拌軸と同軸の回転軸を有するスクレーパ部と、
前記スクレーパ部を低速高トルクで駆動する第2の駆動部と、を備え、
前記スクレーパ部は、前記混練タンクの内周面に付着する付着物をそぎ取るとともに調整されたモルタルを強制的に排出させる側スクレーパと、前記混練タンクの底面に付着する付着物をそぎ取る下スクレーパと、前記側スクレーパ部を前記下スクレーパとで保持する上スクレーパと、を有することを特徴とするものである。
本発明によるモルタル混練ミキサー装置が適用されるモルタル作液装置の概要を示す図である。 本発明の一実施形態によるモルタル混練ミキサー装置の横断面図である。
以下、本発明によるモルタル混練ミキサー装置の一実施形態について、添付の図面を参照しながら説明する。
図1は、本発明によるモルタル混練ミキサー装置が適用されるモルタル作液装置を示す図である。このモルタル作液装置は、大きく分けると、モルタル混練ミキサー装置10と、アジテータタンク12と、から構成されている。モルタル混練ミキサー装置10には、混練タンク14と、セメントや砂などの材料を混練タンク14に投入するためのホッパ15と、混練タンク14に水を供給する給水管16が設けられている。
混練タンク14で調製されたモルタルは、導出管18を介してアジテータタンク12に送られるようになっている。アジテータタンク12では、調製されたモルタルが攪拌機19によって撹拌されながら、一時的に溜められるようになっている。なお、図10において、参照番号20は、混練タンク14を支持する基台を示している。
次に、図2は、モルタル混練ミキサー装置10の構成を示す断面図である。
混練タンク14は、この実施形態では、容量が1500〜2000リットル程度の円筒状のタンクである。
混練タンク14には、撹拌部22と、この撹拌部22と同軸のスクレーパ部24と、が設けられている。
そこで、まず、撹拌部22について説明する。
撹拌部22は、混練タンク14の中心に鉛直に配置された撹拌軸25と、この撹拌軸25の下端に取り付けられたプロペラ26と、を有しており、第1モータ28によって高速低トルクで回転駆動される。撹拌軸25の上端部には、プーリ29が固定されており、第1モータ28の回転はベルト30を介して撹拌軸25に伝達される。プロペラ26は、この実施形態では、例えば、4枚の羽根31を有しており、各羽根31は、45°の傾きが設定されている。羽根は、2枚、あるいは3枚であってもよい。
次に、スクレーパ部24の構成について説明する。
このスクレーパ部24では、下スクレーパ32と上スクレーパ33と側スクレーパ34を組み合わせてなるスクレーパ本体が構成されている。
スクレーパ部24の場合、回転軸には、撹拌軸25を同軸に収容する中空軸36が用いられている。撹拌軸25は、ベアリング37a、37bを介して中空軸36の内面で回転自在に支持されている。中空軸36の回りは、カバー39によって覆われており、中空軸36は、カバー39に固定されたベアリンク38a、38bを介して支持されている。また、このようなカバー39によって、撹拌軸25と中空軸36からなる二重回転軸は、セメント、砂、添加剤などから保護されるようになっている。
混練タンク14の上には、スクレーパ部24を低速高トルクで駆動する第2のモータ40と減速機41が設置されている。中空軸36の外周面には、スプロケット42が固定され、第2モータ40の出力軸には、スプロケット43が取り付けられている。これらスプロケット42、43にはチェーン44が巻き掛けられ、高トルクの伝達に適しているチェーン伝動機構を介して第2モータ40の回転が中空軸36に伝動されるようになっている。
次に、スクレーパ本体の構造について説明する。
この実施形態では、下スクレーパ32と、上スクレーパ33は共に、混練タンク14の内径よりも若干小さい長さを有しており、中空軸36を中心に十字をなして半径方向に延びるようなっている。側スクレーパ34は、下スクレーパ32と上スクレーパ33の先端に垂直に保持され、中空軸36を中心に90°対称な位置に4枚配置されている。スクレーパ本体は、下スクレーパ32と、上スクレーパ33と側スクレーパ34の組み合わせては、120°ごとに3枚、あるいは、180°対称に2枚であってもよい。側スクレーパ34の長さは、混練タンク14の深さに対応している。側スクレーパ34の外縁と混練タンク14の内周面の間には、隙間が形成されている。この隙間は、混練タンク14の容量にもよるが、数センチ程度が好ましい。同様に、下スクレーパ32と混練タンク14の底面の間、上スクレーパ32と混練タンク14の蓋17の下面との間にも、隙間が形成されている。
なお、図2において、参照番号46は、スクレーパ部24の振れ止め部を示している。この振れ止め部46は、中空軸36と同軸に混練タンク14内に突き出る短軸47を有しており、混練タンク14の底面にパッキン48を介して固定されている。短軸47には、下枠32に固定されたブシュ50が嵌合するようになっている。
本実施形態によるモルタル混練ミキサー装置は、以上のように構成されるものであり、次に、その作用並びに効果について、図1、図2を参照しながら説明する。
まず、給水管16から所定量の水が混練タンク14に入れられるとともに、ホッパ15からは、セメントと砂、添加剤が所定の配合割合で混練タンク14に投入される。これと同時に、第1モータ28が起動され、撹拌軸25は回転し、プロペラ26による撹拌が開始される。以後、材料を投入しながらプロペラ26を回転させることによって、セメント、砂は水と混合され、モルタルが混練される。
従来の混練ミキサーであれば、プロペラ26の回転のみによって撹拌されて、モルタルが混練されるが、本実施形態では、スクレーパ部24の中空軸36と撹拌軸25とは、同軸の二重軸構造を採用しているので、混練タンク14内部にプロベラ26を囲むように、スクレーパ部24を配置できるようになっている。第2モータ40を起動させると、スクレーパ部24を回転させることができ、プロペラ26の撹拌・混練機能を補完するようになっている。
プロペラ26の方は、例えば、500回転/分というように、高速の回転速度が設定されている。これに対して、スクレーパ部24は、例えば、10回転/分というように、ごくゆっくりとした低速の、プロペラ26と同じ方向の回転速度が設定されている。
仮に、プロペラ26だけが回転していると、同じ態様のうずや流れになって、撹拌の仕方がワンパターンになり、均一に混練されるまでに時間がかかる。ところが、プロペラ26に加えて、スクレーパ部24を低速で回転されると、うずや流れに乱れが生じ、モルタルを均一に混練する効率を高めることができる。
特に、スクレーパ部24の側スクレーパ34は、旋回しながらモルタルを撹拌し、プロベラ26の撹拌作用を補強するので、モルタルの混練はより効率化される。さらに、側スクレーパ34は、混練タンク14の内周面に沿って、下スクレーパ32は混練タンク14の底面に沿ってセメントなどの付着物を削ぎ取りながら移動していくので、混練タンク14の内周面や底面にセメントなど付着物が堆積していくのを未然に防止することが可能になる。
従来の混練ミキサーでは、一般に、モルタルを10〜20回程度続けて調製すると、混練タンクの清掃が必要になったが、本実施形態による混練ミキサーでは、100回程度連続してモルタルの調製が可能である。
こうして、モルタルの調製が終わると、次に、調製されたモルタルをアジテータタンク12に移送することになる。この場合は、第1モータ28を停止させ、プロペラ26の回転を止める。導出管18の閉止弁21は開いておく。
他方、スクレーパ部24は、低速での回転を続ける。回転するスクレーパ部24の側クレーパ34は、混練タンク14からモルタルを押し出す作用を発揮する。
従来は、タンク内のモルタルの水頭圧を利用して自然に排出させていたので、粘性の高いモルタルでは排出に時間がかかっていた。
これに対して、本実施形態では、スクレーパ部24の回転によって、モルタルを強制的に混練タンク14から排出させるので、アジテータタンク12に全量を移送するのに要する時間を大幅に短縮させることができる。そして、移送時間が短いと、前回のモルタル調製からあまり時間をおかずに次のモルタル調製を開始することができるので、モルタルの作液効率を格段に高めることが可能になる。
また、スクレーパ部24と、混練タンク14の内周面および底面の間には僅かな隙間しかないので、調製されたモルタルを余すことなく、ほぼ全量を移送することができる。
以上、本発明に係るモルタル混練ミキサー装置について、好適な実施形態を挙げて説明したが、実施形態は、例示として挙げたもので、発明の範囲の制限を意図するものではない。もちろん、明細書に記載された新規な装置、方法およびシステムは、様々な形態で実施され得るものであり、さらに、本発明の主旨から逸脱しない範囲において、種々の省略、置換、変更が可能である。請求項およびそれらの均等物の範囲は、発明の主旨の範囲内で実施形態あるいはその改良物をカバーすることを意図している。
10…モルタル混練ミキサー装置、12…アジテータタンク、14…混練タンク、18…導出管、22…撹拌部、24…スクレーパ部、25…撹拌軸、26…プロペラ、28…第1モータ、30…ベルト、32…下スクレーパ、33…上スクレーパ、34…側スクレーパ、36…中空軸、39…カバー、40…第2モータ、41…減速機、44…チェーン、46…振止部

Claims (4)

  1. セメント、軽骨材と水を混練してモルタルを調製するモルタル混練ミキサー装置であって、
    円筒形状の混練タンクと、
    撹拌用の羽根を有する撹拌部と、
    前記撹拌部を高速低トルクで駆動する第1の駆動部と、
    前記撹拌部の撹拌軸と同軸の回転軸を有するスクレーパ部と、
    前記スクレーパ部を低速高トルクで駆動する第2の駆動部と、を備え、
    前記スクレーパ部は、前記混練タンクの内周面に付着する付着物をそぎ取るとともに調整されたモルタルを強制的に排出させる側スクレーパと、前記混練タンクの底面に付着する付着物をそぎ取る下スクレーパと、前記側スクレーパ部を前記下スクレーパとで保持する上スクレーパと、を有することを特徴とするモルタル混練ミキサー装置。
  2. 前記下スクレーパ部および上スクレーパ部は、それぞれ前記回転軸から半径方向に延び、前記側スクレーパは、前記下スクレーパおよび前記上スクレーパの先端部に前記回転軸に関して対称に保持されていること特徴とする請求項1に記載のモルタル混練ミキサー装置。
  3. 前記スクレーパ部の前記回転軸は、前記混練タンクと同心位置で鉛直に支持された中空回転軸からなり、前記撹拌軸が前記中空回転軸の内部に回転自在に収容されていることを特徴とする請求項1または2に記載のモルタル混練ミキサー装置。
  4. 前記混練タンクの底部には、前記スクレーパ部の下部中心を支承し、前記スクレーパ部の振れを防止する振れ止めを設けたことを特徴とする請求項1または2に記載のモルタル混練ミキサー装置。
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