JPH057759A - 混練装置及び混練方法 - Google Patents
混練装置及び混練方法Info
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- JPH057759A JPH057759A JP3236653A JP23665391A JPH057759A JP H057759 A JPH057759 A JP H057759A JP 3236653 A JP3236653 A JP 3236653A JP 23665391 A JP23665391 A JP 23665391A JP H057759 A JPH057759 A JP H057759A
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- screw
- blades
- kneading
- rotation
- blade
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F27/00—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
- B01F27/05—Stirrers
- B01F27/07—Stirrers characterised by their mounting on the shaft
- B01F27/072—Stirrers characterised by their mounting on the shaft characterised by the disposition of the stirrers with respect to the rotating axis
- B01F27/0724—Stirrers characterised by their mounting on the shaft characterised by the disposition of the stirrers with respect to the rotating axis directly mounted on the rotating axis
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Mixers Of The Rotary Stirring Type (AREA)
- Preparation Of Clay, And Manufacture Of Mixtures Containing Clay Or Cement (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 モルタル等を均一に混合・分散させる混練装
置及びその混練方法を提供すること。 【構成】 混練装置１はホッパー状容器２の底部３に高
速回転するスクリュー羽根１０，１１が上下方向に複数
設けられ、これらスクリュー羽根１０，１１は推進流が
高速衝突して高圧力流域を形成するように対面されてい
る
置及びその混練方法を提供すること。 【構成】 混練装置１はホッパー状容器２の底部３に高
速回転するスクリュー羽根１０，１１が上下方向に複数
設けられ、これらスクリュー羽根１０，１１は推進流が
高速衝突して高圧力流域を形成するように対面されてい
る
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、モルタル等を均一に混
合・分散させる混練装置及びその混練方法に関するもの
である。
合・分散させる混練装置及びその混練方法に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】例えば生コンクリートでは、セメントと
水と諸骨材とを同時に混合すると、高度に均一分散化さ
れたセメントペーストが得られず、充分な強度のコンク
リートとならないことが知られている。混合によって粉
体と液体とで最初に凝集塊が発生し易く、この凝集塊は
微粉化されるほどでき易く、微粉体間に空気を抱き込ん
だ状態で液体の表面張力が働いているものである。
水と諸骨材とを同時に混合すると、高度に均一分散化さ
れたセメントペーストが得られず、充分な強度のコンク
リートとならないことが知られている。混合によって粉
体と液体とで最初に凝集塊が発生し易く、この凝集塊は
微粉化されるほどでき易く、微粉体間に空気を抱き込ん
だ状態で液体の表面張力が働いているものである。
【０００３】ところで、この種の代表的なミキサーとし
ては、強制攪拌式のパン型、水平二軸型、あるいはドラ
ムの可傾式回転型が実用化されており、いずれもブレー
ドやドラムを低速回転させることによって、凝集塊や諸
骨材に対して運動エネルギーを与えて凝集塊を破壊する
ことを期待している。
ては、強制攪拌式のパン型、水平二軸型、あるいはドラ
ムの可傾式回転型が実用化されており、いずれもブレー
ドやドラムを低速回転させることによって、凝集塊や諸
骨材に対して運動エネルギーを与えて凝集塊を破壊する
ことを期待している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ミキサーは、重力利用の攪拌機構であるので、液体中で
ボールミル効果を期待するには、液体の吸収エネルギー
が大きく、機能の限界がある。諸骨材に充分な運動エネ
ルギーを与えるためには、理論上は長時間の高速回転が
必要となる。従来のミキサーは、同芯回転によりペース
トを持ち上げて落下させる重力利用の機構のために、高
速回転を行おうとすると、ペーストが内壁面に付着して
供回りしたり、飛散するので、実効性が無く、当然のこ
とながら高速回転することは考えられていなかった。し
たがって、導入エネルギーに機構上の限界があるため
に、高度の均一分散化が期待できないものであった。
ミキサーは、重力利用の攪拌機構であるので、液体中で
ボールミル効果を期待するには、液体の吸収エネルギー
が大きく、機能の限界がある。諸骨材に充分な運動エネ
ルギーを与えるためには、理論上は長時間の高速回転が
必要となる。従来のミキサーは、同芯回転によりペース
トを持ち上げて落下させる重力利用の機構のために、高
速回転を行おうとすると、ペーストが内壁面に付着して
供回りしたり、飛散するので、実効性が無く、当然のこ
とながら高速回転することは考えられていなかった。し
たがって、導入エネルギーに機構上の限界があるため
に、高度の均一分散化が期待できないものであった。
【０００５】ここで、特公昭６１ー７９２８号公報に示
すように、別のミキサーで骨材と混合してコンクリート
とするために、予じめセメントと水と砂とを混練してモ
ルタルを作る階層式混練装置が開発されている。この装
置によれば、ブレードの低速回転によって微細気泡がク
ッション層として機能しているためか、あるいは数十ミ
クロン単位の凝集塊が砂礫間の隙間に押し込まれるため
か、いずれにしても凝集塊を充分に破壊できないもので
あった。
すように、別のミキサーで骨材と混合してコンクリート
とするために、予じめセメントと水と砂とを混練してモ
ルタルを作る階層式混練装置が開発されている。この装
置によれば、ブレードの低速回転によって微細気泡がク
ッション層として機能しているためか、あるいは数十ミ
クロン単位の凝集塊が砂礫間の隙間に押し込まれるため
か、いずれにしても凝集塊を充分に破壊できないもので
あった。
【０００６】そこで本発明者は、ペースト中の凝集塊を
如何に効率的に分散できるかについて、導入エネルギー
の方法を中心として研究開発を重ねた。
如何に効率的に分散できるかについて、導入エネルギー
の方法を中心として研究開発を重ねた。
【０００７】第一に、凝集塊をボールミル効果によって
完全に破壊するためには、砂などの細骨材に直接運動エ
ネルギーを付与することが望ましい。ここで、モルタル
とは、非活性材の細骨材（砂など）と、活性体の結合材
（水や薬液に反応するセメントクリンカー、シリカ、高
炉スラグ、フライアッシュなどの微粉粒の混合物）、
水、混和剤とが均一に分散されたものである。したがっ
て、ミキサー等の高速回転を行えれば、液体中の凝集塊
と細骨材とに運動エネルギーが与えられるので、この状
態で衝突させれば、細骨材の運動エネルギーを有効利用
可能となる。この場合に高速衝突させれば、細骨材によ
るボールミル効果を最大限に発揮させることができる。
完全に破壊するためには、砂などの細骨材に直接運動エ
ネルギーを付与することが望ましい。ここで、モルタル
とは、非活性材の細骨材（砂など）と、活性体の結合材
（水や薬液に反応するセメントクリンカー、シリカ、高
炉スラグ、フライアッシュなどの微粉粒の混合物）、
水、混和剤とが均一に分散されたものである。したがっ
て、ミキサー等の高速回転を行えれば、液体中の凝集塊
と細骨材とに運動エネルギーが与えられるので、この状
態で衝突させれば、細骨材の運動エネルギーを有効利用
可能となる。この場合に高速衝突させれば、細骨材によ
るボールミル効果を最大限に発揮させることができる。
【０００８】第二に、飛散や供回りなどを生じさせずに
ミキサーを高速回転させることは、回転体と容器との関
係では極めて困難であった。そこで、回転体間で惹起さ
せる機構であれば、簡単に実施できることを発見した。
上下対の羽根間においては、推進流を高速化して衝突さ
せ、回転角が広いスクリュー羽根を対向させつつ狭めれ
ば、圧力が高められる状態になると推測され、この高圧
力状態においてボールミル効果を有効に発揮できるもの
であった。
ミキサーを高速回転させることは、回転体と容器との関
係では極めて困難であった。そこで、回転体間で惹起さ
せる機構であれば、簡単に実施できることを発見した。
上下対の羽根間においては、推進流を高速化して衝突さ
せ、回転角が広いスクリュー羽根を対向させつつ狭めれ
ば、圧力が高められる状態になると推測され、この高圧
力状態においてボールミル効果を有効に発揮できるもの
であった。
【０００９】第三に、回転体から細骨材を噴出させる
と、細骨材はその慣性力によって周辺で静的に存在して
いる凝集塊に対して、切り込み運動することが判明し
た。本発明は、上記知見に基づいて実用化されたもので
あって、羽根間で細骨材をボールミルとして機能させ、
併せて慣性質量利用によって凝集塊を衝突分散させて凝
集塊を分散できるようにした混練装置及びその混練方法
の提供を、その目的とするものである。
と、細骨材はその慣性力によって周辺で静的に存在して
いる凝集塊に対して、切り込み運動することが判明し
た。本発明は、上記知見に基づいて実用化されたもので
あって、羽根間で細骨材をボールミルとして機能させ、
併せて慣性質量利用によって凝集塊を衝突分散させて凝
集塊を分散できるようにした混練装置及びその混練方法
の提供を、その目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の本発明に係る混練装置は、ホッパー状容器の底部に羽
根先端の周速が毎分約２ｍから７０ｍの範囲、好ましく
は約８ｍから５５ｍの範囲で高速回転するスクリュー羽
根を上下方向に複数設け、これら羽根の推進流が衝突し
て高圧力流域を形成するように上下方向でスクリュー羽
根を対面していることにある。
の本発明に係る混練装置は、ホッパー状容器の底部に羽
根先端の周速が毎分約２ｍから７０ｍの範囲、好ましく
は約８ｍから５５ｍの範囲で高速回転するスクリュー羽
根を上下方向に複数設け、これら羽根の推進流が衝突し
て高圧力流域を形成するように上下方向でスクリュー羽
根を対面していることにある。
【００１１】この場合の一対のスクリュー羽根は、回転
前面よりも回転後面を狭く対面させるか、外周縁側を狭
く対面させるか、あるいは回転前面よりも回転後面にわ
たって径長に設けて実施できる。好ましい態様として
は、スクリュー羽根は、約３０度前後から約２７０度前
後、好ましくは、約６０度前後から約１２０度前後の広
がり角度とし、回転軸に対して対称に複数配置しても良
い。また、上下方向のスクリュー羽根は、それぞれ同軸
に組合せ、羽根間には間隔調整部材を組み付けしても良
く、スクリュー羽根の上位には還流羽根を同軸に設けて
実施可能である。
前面よりも回転後面を狭く対面させるか、外周縁側を狭
く対面させるか、あるいは回転前面よりも回転後面にわ
たって径長に設けて実施できる。好ましい態様として
は、スクリュー羽根は、約３０度前後から約２７０度前
後、好ましくは、約６０度前後から約１２０度前後の広
がり角度とし、回転軸に対して対称に複数配置しても良
い。また、上下方向のスクリュー羽根は、それぞれ同軸
に組合せ、羽根間には間隔調整部材を組み付けしても良
く、スクリュー羽根の上位には還流羽根を同軸に設けて
実施可能である。
【００１２】別の態様としては、スクリュー羽根の回転
方向を略水平に設け、ホッパー状容器が略水平方向から
の推進流を案内して上下方向へ対流させる下向き縮径状
に実施できるものである。
方向を略水平に設け、ホッパー状容器が略水平方向から
の推進流を案内して上下方向へ対流させる下向き縮径状
に実施できるものである。
【００１３】本発明に係る一つの混練方法は、スクリュ
ー羽根を高速回転させ、ホッパー状容器内に液体と粉体
とを投入し、その後に細骨材を投入してスクリュー羽根
間において推進流を高速で衝突させて高圧力状態で混練
することにある。高圧力状態は、羽根間のほかに、外周
部近傍と、回転後方流域のいずれかで発生する。
ー羽根を高速回転させ、ホッパー状容器内に液体と粉体
とを投入し、その後に細骨材を投入してスクリュー羽根
間において推進流を高速で衝突させて高圧力状態で混練
することにある。高圧力状態は、羽根間のほかに、外周
部近傍と、回転後方流域のいずれかで発生する。
【００１４】
【作用】スクリュー羽根の高速回転によって、対面する
羽根間で液体に推進流が与えられる。液体に投入される
粉体粒子は、推進流によって運動エネルギーが与えられ
て凝集塊を発生する。
羽根間で液体に推進流が与えられる。液体に投入される
粉体粒子は、推進流によって運動エネルギーが与えられ
て凝集塊を発生する。
【００１５】砂などの細骨材を投入すると、推進流によ
って運動エネルギーを付与されるので、細骨材と凝集塊
との間で慣性力の差を生じてくる。スクリュー羽根間で
は細骨材と凝集塊とが高速衝突するので、凝集塊が分散
される。続いて、スクリュー羽根間においては、その回
転方向への長さに応じて、細骨材がボールミル効果によ
って凝集塊を圧潰して分散する。
って運動エネルギーを付与されるので、細骨材と凝集塊
との間で慣性力の差を生じてくる。スクリュー羽根間で
は細骨材と凝集塊とが高速衝突するので、凝集塊が分散
される。続いて、スクリュー羽根間においては、その回
転方向への長さに応じて、細骨材がボールミル効果によ
って凝集塊を圧潰して分散する。
【００１６】さらに、羽根間から細骨材が噴出すると、
細骨材はその慣性力によって周辺で静的に存在している
凝集塊に対して、切り込み運動する。その結果、細骨材
が周辺の凝集塊に衝突して、これを分散する。
細骨材はその慣性力によって周辺で静的に存在している
凝集塊に対して、切り込み運動する。その結果、細骨材
が周辺の凝集塊に衝突して、これを分散する。
【００１７】分散された凝集塊は、ホッパー状容器の内
壁面から離れ、且つ内壁面に付着しないように発生する
ので、ホッパー状容器の内壁面に沿って案内されて上下
方向に対流し、スクリュー羽根に再度引き込みされて還
流する。
壁面から離れ、且つ内壁面に付着しないように発生する
ので、ホッパー状容器の内壁面に沿って案内されて上下
方向に対流し、スクリュー羽根に再度引き込みされて還
流する。
【００１８】
【実施例】図は本発明に係る混練装置及びその混練方法
の一実施例を示し、図１は混練装置の全体を示す概略
図、図２は同要部斜視図、図３は同要部分解斜視図、図
４は混練方法を羽根外周側からみた説明図、図５は羽根
回転後方からみた説明図、図６は混練方法を説明する平
面図である。
の一実施例を示し、図１は混練装置の全体を示す概略
図、図２は同要部斜視図、図３は同要部分解斜視図、図
４は混練方法を羽根外周側からみた説明図、図５は羽根
回転後方からみた説明図、図６は混練方法を説明する平
面図である。
【００１９】混練装置１は、底部３を有底とするホッパ
ー状容器２から成り、この底部３にはスクリュー羽根１
０，１１が上下方向に複数段重ねて構成されている。ホ
ッパー状容器２は、底部３に向けて周囲壁を縮径した内
壁面４を有し、この内壁面４がスクリュー羽根１０，１
１からの略水平方向からの推進流を上方へ案内できるよ
うに傾斜構成されている。内壁面４は約２５度前後から
約７０度前後の傾斜で実施可能で、好ましくは、約３０
度から約５５度の範囲で実施される。この内壁面４に続
く上方には傾斜を急峻とした還流案内面４ａが連続形成
されている。図中、５は上部投入口の蓋体、６はホッパ
ー状容器２の支柱、７は混練されたものの排出ゲート、
８はスクリュー羽根１０，１１の回転軸部分、９は回転
軸部分８を介してスクリュー羽根１０，１１へ高速回転
を付与する図示しない電動機等を収納して成る基台であ
る。
ー状容器２から成り、この底部３にはスクリュー羽根１
０，１１が上下方向に複数段重ねて構成されている。ホ
ッパー状容器２は、底部３に向けて周囲壁を縮径した内
壁面４を有し、この内壁面４がスクリュー羽根１０，１
１からの略水平方向からの推進流を上方へ案内できるよ
うに傾斜構成されている。内壁面４は約２５度前後から
約７０度前後の傾斜で実施可能で、好ましくは、約３０
度から約５５度の範囲で実施される。この内壁面４に続
く上方には傾斜を急峻とした還流案内面４ａが連続形成
されている。図中、５は上部投入口の蓋体、６はホッパ
ー状容器２の支柱、７は混練されたものの排出ゲート、
８はスクリュー羽根１０，１１の回転軸部分、９は回転
軸部分８を介してスクリュー羽根１０，１１へ高速回転
を付与する図示しない電動機等を収納して成る基台であ
る。
【００２０】前記スクリュー羽根１０，１１は、軸方向
へ傾斜して旋回される螺旋形状を呈し、これを軸の周囲
に配置できる。スクリュー羽根１０，１１は、約３０度
前後から約２７０度前後の広がり角度の範囲まで回転巾
を広げられる。粘度や比重や回転速度などに左右される
が、前者以下の狭い回転巾であれば、充分な高圧力状態
を形成できず、後者以上の広い回転巾であれば、吸込が
妨げられるためである。モルタル混練に際しては、約６
０度前後から約１２０度前後の範囲で良好に実施でき
る。スクリュー羽根１０，１１は、上下一対としたもの
を軸に対して左右対称に配置でき、図示するように左右
上下で同軸状に組付けすることができる。
へ傾斜して旋回される螺旋形状を呈し、これを軸の周囲
に配置できる。スクリュー羽根１０，１１は、約３０度
前後から約２７０度前後の広がり角度の範囲まで回転巾
を広げられる。粘度や比重や回転速度などに左右される
が、前者以下の狭い回転巾であれば、充分な高圧力状態
を形成できず、後者以上の広い回転巾であれば、吸込が
妨げられるためである。モルタル混練に際しては、約６
０度前後から約１２０度前後の範囲で良好に実施でき
る。スクリュー羽根１０，１１は、上下一対としたもの
を軸に対して左右対称に配置でき、図示するように左右
上下で同軸状に組付けすることができる。
【００２１】一対のスクリュー羽根１０，１１は、推進
流が衝突するように上下の羽根が対面されている。対面
する羽根１０，１１は、回転前面となる吸込側１２が広
く離され、回転後面となる噴射側１３が狭く近づけら
れ、回転方向後半部に高圧力流域αが形成される。羽根
断面が回転方向で平板状を呈する場合には、上位の羽根
１０は回転前面から回転後面にかけて下がり傾斜に取付
けされ、これに対して下位の羽根１１は回転前面から回
転後面にかけて上がり傾斜に取付けされることで構成で
きる。傾斜角度としては、推進流を発生させて方向性を
付与可能な約３度前後から、回転後方で極端な閉塞を招
来しない約４０度前後まで実施可能である。モルタル混
練に際しては、約５度前後から約１５度前後の範囲内で
好適に実施される。対称側の羽根１０，１１も同様に対
面され、且つ異なる水平面上に位置される。
流が衝突するように上下の羽根が対面されている。対面
する羽根１０，１１は、回転前面となる吸込側１２が広
く離され、回転後面となる噴射側１３が狭く近づけら
れ、回転方向後半部に高圧力流域αが形成される。羽根
断面が回転方向で平板状を呈する場合には、上位の羽根
１０は回転前面から回転後面にかけて下がり傾斜に取付
けされ、これに対して下位の羽根１１は回転前面から回
転後面にかけて上がり傾斜に取付けされることで構成で
きる。傾斜角度としては、推進流を発生させて方向性を
付与可能な約３度前後から、回転後方で極端な閉塞を招
来しない約４０度前後まで実施可能である。モルタル混
練に際しては、約５度前後から約１５度前後の範囲内で
好適に実施される。対称側の羽根１０，１１も同様に対
面され、且つ異なる水平面上に位置される。
【００２２】一対のスクリュー羽根１０，１１は、対面
する外周縁側を狭い間隔に設定できる。狭い間隔は、高
速回転に伴う外周方向への逃げを阻止して外周部からの
閉塞効果を上げる構造であれば良く、図示するように、
対面する外周縁に沿って突条１４，１４を対向突成して
もよい。
する外周縁側を狭い間隔に設定できる。狭い間隔は、高
速回転に伴う外周方向への逃げを阻止して外周部からの
閉塞効果を上げる構造であれば良く、図示するように、
対面する外周縁に沿って突条１４，１４を対向突成して
もよい。
【００２３】さらに具体的に説明すると、スクリュー１
０，１１は、例えばカラー部材１５，１６にそれぞれ固
定できる。即ち、上位のスクリュー羽根１０，１０は、
左右対称に上位のカラー部材１５に固定され、下位のス
クリュー１１，１１は左右対称に下位のカラー部材１６
に固定されているので、カラー部材１５，１６を回転基
軸１７に係入することで回転可能に取付けすることがで
きる。この場合にはキー溝１８とキー１９とを係合させ
るなどして回り止めし、カラー部材１５，１６の間には
間隔調整部材２０を組付けすることができる。間隔調整
部材２０は、カラー部材１５，１６と同径のリング状を
呈し、材料の比重や粘度あるいは回転数等に応じて所望
位置のカラー部材間に選択的に組付けされ、しかも、そ
の高さｈを推進流が羽根後半部あるいは回転後方で衝突
できるように設定される。
０，１１は、例えばカラー部材１５，１６にそれぞれ固
定できる。即ち、上位のスクリュー羽根１０，１０は、
左右対称に上位のカラー部材１５に固定され、下位のス
クリュー１１，１１は左右対称に下位のカラー部材１６
に固定されているので、カラー部材１５，１６を回転基
軸１７に係入することで回転可能に取付けすることがで
きる。この場合にはキー溝１８とキー１９とを係合させ
るなどして回り止めし、カラー部材１５，１６の間には
間隔調整部材２０を組付けすることができる。間隔調整
部材２０は、カラー部材１５，１６と同径のリング状を
呈し、材料の比重や粘度あるいは回転数等に応じて所望
位置のカラー部材間に選択的に組付けされ、しかも、そ
の高さｈを推進流が羽根後半部あるいは回転後方で衝突
できるように設定される。
【００２４】また、スクリュー羽根１０，１１の上位中
央には，粘度などを考慮して還流羽根２１を設けること
ができる。還流羽根２１は、下方への推進力を付与でき
る構造であればよく、図示するスクリューで実施可能で
ある。取付構造としては、例えばカラー部材１５，１６
と同径の支柱部材２２からスクリューを径方向へ突出
し、スクリュー羽根１０，１１への送り込みを容易に構
成されている。
央には，粘度などを考慮して還流羽根２１を設けること
ができる。還流羽根２１は、下方への推進力を付与でき
る構造であればよく、図示するスクリューで実施可能で
ある。取付構造としては、例えばカラー部材１５，１６
と同径の支柱部材２２からスクリューを径方向へ突出
し、スクリュー羽根１０，１１への送り込みを容易に構
成されている。
【００２５】上記各スクリュー１０，１１とカラー部材
１５、１６とは支柱部材２２を回転基軸１７に固定でき
るように雌雄ねじ構造２３、２４にできる。ねじ構造の
場合には、支柱部材２２の頭部をテーパ状として上端に
ナット２５とし、回転方向と逆ねじとする。
１５、１６とは支柱部材２２を回転基軸１７に固定でき
るように雌雄ねじ構造２３、２４にできる。ねじ構造の
場合には、支柱部材２２の頭部をテーパ状として上端に
ナット２５とし、回転方向と逆ねじとする。
【００２６】次に、本発明の混練装置１を用いた混練方
法を説明する。ホッパー状容器２の投入口から水などの
液体を投入すると、スクリュー１０，１１の高速回転に
よって推進流が発生する。上下方向のスクリュー１０，
１１においては、対面する羽根１０Ａ，１１Ａ，１０
Ｂ，１１Ｂの間で推進流が付与される。即ち、液体は、
上位羽根１０Ａの傾斜角度に応じて下位への方向性が付
与され、下位羽根１１Ａの傾斜角度に応じて上位への方
向性が付与され、もって対向方向からの推進流が整流さ
れる。各羽根１０Ａ，１１Ａ，１０Ｂ，１１Ｂは、吸込
側１２が広くて噴射側１３が狭いので、加速度がついた
状態となる。この場合に、羽根の回転角が約６０度前後
から約１２０度前後と広く設定されている。
法を説明する。ホッパー状容器２の投入口から水などの
液体を投入すると、スクリュー１０，１１の高速回転に
よって推進流が発生する。上下方向のスクリュー１０，
１１においては、対面する羽根１０Ａ，１１Ａ，１０
Ｂ，１１Ｂの間で推進流が付与される。即ち、液体は、
上位羽根１０Ａの傾斜角度に応じて下位への方向性が付
与され、下位羽根１１Ａの傾斜角度に応じて上位への方
向性が付与され、もって対向方向からの推進流が整流さ
れる。各羽根１０Ａ，１１Ａ，１０Ｂ，１１Ｂは、吸込
側１２が広くて噴射側１３が狭いので、加速度がついた
状態となる。この場合に、羽根の回転角が約６０度前後
から約１２０度前後と広く設定されている。
【００２７】次に、液体にセメントや必要に応じてＡＥ
剤などの粉体が混入されると、液体自体と粉体粒子とに
よる凝集塊Ｑが生じた状態となる。その後に、細砂など
の細骨材Ｓが投入されると、高速回転に伴って凝集塊Ｑ
と細骨材Ｓとの間で慣性力の差が生じる。細骨材Ｓは、
約０．１ｍｍ前後から約２ｍｍ前後と細かいが、スクリ
ュー羽根１０，１１の間において凝集塊Ｑと高速衝突
し、衝突作用により凝集塊Ｑを破壊する。羽根間のほか
に、羽根外周部近傍や羽根の回転後方流域で衝突が起こ
り、高圧力状態となって細骨材Ｓによるボールミル効果
が発揮される。高圧力状態は、間隔調整部材２０の高さ
ｈに応じて調整可能となっている。
剤などの粉体が混入されると、液体自体と粉体粒子とに
よる凝集塊Ｑが生じた状態となる。その後に、細砂など
の細骨材Ｓが投入されると、高速回転に伴って凝集塊Ｑ
と細骨材Ｓとの間で慣性力の差が生じる。細骨材Ｓは、
約０．１ｍｍ前後から約２ｍｍ前後と細かいが、スクリ
ュー羽根１０，１１の間において凝集塊Ｑと高速衝突
し、衝突作用により凝集塊Ｑを破壊する。羽根間のほか
に、羽根外周部近傍や羽根の回転後方流域で衝突が起こ
り、高圧力状態となって細骨材Ｓによるボールミル効果
が発揮される。高圧力状態は、間隔調整部材２０の高さ
ｈに応じて調整可能となっている。
【００２８】スクリュー羽根１０，１１は、噴射側１３
に向けて狭く対面しているので、後半部に行くにしたが
って加速度を生じる。特に、高速での圧潰状態が羽根回
転角分だけ継続するとともに、突条１４，１４によって
閉塞されているので、細骨材Ｓがボールミルとして強力
に凝集塊Ｑを圧潰し、液膜架橋されている微細気泡を破
壊して分散する。
に向けて狭く対面しているので、後半部に行くにしたが
って加速度を生じる。特に、高速での圧潰状態が羽根回
転角分だけ継続するとともに、突条１４，１４によって
閉塞されているので、細骨材Ｓがボールミルとして強力
に凝集塊Ｑを圧潰し、液膜架橋されている微細気泡を破
壊して分散する。
【００２９】分散された粒子は、流速を増して噴射側１
３から圧縮解放されるので、オリフィスの如く噴流状態
となる。その際に細骨材Ｓが矢示方向へ噴出すると、細
骨材はその慣性力によって周辺で静的に存在している二
点鎖線で示す凝集塊Ｑに対して切り込みし、周辺の凝集
塊Ｑに衝突して、これを分散する。
３から圧縮解放されるので、オリフィスの如く噴流状態
となる。その際に細骨材Ｓが矢示方向へ噴出すると、細
骨材はその慣性力によって周辺で静的に存在している二
点鎖線で示す凝集塊Ｑに対して切り込みし、周辺の凝集
塊Ｑに衝突して、これを分散する。
【００３０】さらに、分散された粒子は、回転後方の羽
根間から離れ、矢示のように略水平方向から内壁面４へ
と推進し、内壁面４に付着することなく、内壁面４に案
内されて上下方向に対流する。この場合に、内壁面４が
下向き縮径状として上方への反射角が大きく設定されて
いるので、上方への対流が促進される。対流に際して
は、還流案内面４ａに沿って推進され、還流羽根２１に
よって下方への推進力が促進され、順次繰り返される。
根間から離れ、矢示のように略水平方向から内壁面４へ
と推進し、内壁面４に付着することなく、内壁面４に案
内されて上下方向に対流する。この場合に、内壁面４が
下向き縮径状として上方への反射角が大きく設定されて
いるので、上方への対流が促進される。対流に際して
は、還流案内面４ａに沿って推進され、還流羽根２１に
よって下方への推進力が促進され、順次繰り返される。
【００３１】図７は他の一実施例を示す混練装置とその
方法の要部分解斜視図、図８は同要部正面図である。ス
クリュー羽根３０，３１は、対面する外周縁側と軸側と
で略同一間隔に設定され、回転軸上位には還流羽根が設
けられていない。この場合には、高速回転によって、羽
根外周部近傍で高速衝突が生じて高圧力流域が形成され
る。その際、細骨材がボールミル効果により凝集塊を分
散する。この実施例によれば、粘度の低い粒子に好適に
用いることができる。
方法の要部分解斜視図、図８は同要部正面図である。ス
クリュー羽根３０，３１は、対面する外周縁側と軸側と
で略同一間隔に設定され、回転軸上位には還流羽根が設
けられていない。この場合には、高速回転によって、羽
根外周部近傍で高速衝突が生じて高圧力流域が形成され
る。その際、細骨材がボールミル効果により凝集塊を分
散する。この実施例によれば、粘度の低い粒子に好適に
用いることができる。
【００３２】図９は、別の羽根構造の実施例を示す。ス
クリュー羽根４０，４１には、対向する外周縁側を接近
するように上下から湾曲片４２，４２を形成することが
できる。同様に、噴射側１３にも湾曲片４３を形成して
実施可能である。その際、回転前面の半径ｒよりも回転
後面の半径をｒ＋ｎと径長とし、有効に分散を図る構成
にできる。
クリュー羽根４０，４１には、対向する外周縁側を接近
するように上下から湾曲片４２，４２を形成することが
できる。同様に、噴射側１３にも湾曲片４３を形成して
実施可能である。その際、回転前面の半径ｒよりも回転
後面の半径をｒ＋ｎと径長とし、有効に分散を図る構成
にできる。
【００３３】上記実施例は、モルタル用として説明した
が、粗粉体から微粉体までの各種組成分の粉体混練に用
いられる細骨材があれば、同様なボールミル効果と慣性
質量利用とによって実施できる。スクリュー羽根は、図
示しないが多数段とすることができ、３枚以上の羽根も
設計可能である。その他に、回転数、スクリュー形状、
ホッパー状容器を用途に応じて変更可能であり、液体中
において低粘度から高粘度まで高度に分散可能である。
用途としても、食品、薬品、金属、窯業、合成樹脂、飼
料その他に実施可能である。
が、粗粉体から微粉体までの各種組成分の粉体混練に用
いられる細骨材があれば、同様なボールミル効果と慣性
質量利用とによって実施できる。スクリュー羽根は、図
示しないが多数段とすることができ、３枚以上の羽根も
設計可能である。その他に、回転数、スクリュー形状、
ホッパー状容器を用途に応じて変更可能であり、液体中
において低粘度から高粘度まで高度に分散可能である。
用途としても、食品、薬品、金属、窯業、合成樹脂、飼
料その他に実施可能である。
【００３４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の混練装置
とその方法によれば、細骨材に直接的に運動エネルギー
を与え、高速衝突による高圧力状態で細骨材自体にボー
ルミル効果を発揮させるとともに、質量差を利用して高
速衝突させることで、粉体の高度な分散均一化を図るこ
とができ、高品質な混練製品が得られた。また、ボール
ミル効果をスクリュー羽根間で発生させることに成功し
た。
とその方法によれば、細骨材に直接的に運動エネルギー
を与え、高速衝突による高圧力状態で細骨材自体にボー
ルミル効果を発揮させるとともに、質量差を利用して高
速衝突させることで、粉体の高度な分散均一化を図るこ
とができ、高品質な混練製品が得られた。また、ボール
ミル効果をスクリュー羽根間で発生させることに成功し
た。
【図１】本発明に係る混練装置及びその混練方法の一実
施例を示す全体概略図である。
施例を示す全体概略図である。
【図２】図１で示した同要部斜視図である。
【図３】図１で示した同要部分解斜視図である。
【図４】図１で示した混練方法を羽根外周側からみた説
明図である。
明図である。
【図５】図１で示した混練方法を羽根回転後方からみた
説明図である。
説明図である。
【図６】図１で示した混練方法を説明する平面図であ
る。
る。
【図７】他の一実施例を示す混練装置とその方法の要部
分解斜視図である。
分解斜視図である。
【図８】図７の要部正面図である。
【図９】別の羽根構造の一実施例を示す要部斜視図であ
る。
る。
１ 混練装置
２ ホッパー
状容器 ３ 底部 ４ 内壁面 １０、１１、３０、３１、４０、４１ 羽根 １２ 吸込側 １３ 噴射側 １４ 突条 １５、１６ カラー部
材 ２０ 間隔調整
部材 ２１ 還流羽根 ４２、４３ 湾曲片 α 高圧力流
域 ｈ 間隔調整
部材の高さ Ｓ 細骨材 Ｑ 凝集塊
状容器 ３ 底部 ４ 内壁面 １０、１１、３０、３１、４０、４１ 羽根 １２ 吸込側 １３ 噴射側 １４ 突条 １５、１６ カラー部
材 ２０ 間隔調整
部材 ２１ 還流羽根 ４２、４３ 湾曲片 α 高圧力流
域 ｈ 間隔調整
部材の高さ Ｓ 細骨材 Ｑ 凝集塊
Claims (13)
- 【請求項１】 ホッパー状容器の底部に高速回転するス
クリュー羽根が上下方向に複数設けられ、これらスリュ
ー羽根は推進流が高速衝突して高圧力流域を形成するよ
うに対面されている混練装置。 - 【請求項２】 羽根先端の周速が毎分約２ｍから７０ｍ
の範囲、好ましくは約８ｍから５５ｍの範囲で高速回転
させる請求項１記載の混練装置。 - 【請求項３】 一対のスクリュー羽根は、回転前面より
も回転後面が狭く対面されている請求項１記載の混練装
置。 - 【請求項４】 一対のスクリュー羽根は、外周縁側が狭
くなるように対面されている請求項１記載の混練装置。 - 【請求項５】 一対のスリュー羽根は、回転前面よりも
回転後面にわたって径長に設けられている請求項１記載
の混練装置。 - 【請求項６】 スクリュー羽根は、約３０度前後から約
２７０度前後、好ましくは、約６０度前後から約１２０
度前後の広がり角度で羽根が設けられている請求項１記
載の混練装置。 - 【請求項７】 一対のスクリュー羽根は、回転軸に対し
て対称に複数配置されている請求項１記載の混練装置。 - 【請求項８】 上下方向のスクリュー羽根間には、間隔
調整部材が組み付けされている請求項１記載の混練装
置。 - 【請求項９】 上下方向のスクリュー羽根は、それぞれ
同軸に組合せられている請求項１記載の混練装置。 - 【請求項１０】スクリュー羽根の上位に還流羽根が設け
られている請求項１記載の混練装置。 - 【請求項１１】還流羽根がスクリューであってスクリュ
ー羽根と同軸に設けられている請求項１記載の混練装
置。 - 【請求項１２】スクリュー羽根の回転方向が略水平に設
けられ、上記ホッパー状容器が略水平方向からの推進流
を案内して上下方向へ対流させる下向き縮径状に設けら
れている請求項１記載の混練装置。 - 【請求項１３】スクリュー羽根を高速回転させてホッパ
ー状容器内に液体の推進流を生じさせて粉体を投入し、
その後に細骨材を投入してスクリュー羽根間において高
速衝突させて高圧力状態とする混練方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3236653A JPH0794008B2 (ja) | 1990-11-21 | 1991-09-17 | 混練装置及び混練方法 |
| EP91310662A EP0487310B1 (en) | 1990-11-21 | 1991-11-19 | Mixing device and mixing method |
| DE69124475T DE69124475T2 (de) | 1990-11-21 | 1991-11-19 | Mischvorrichtung und -verfahren |
| US08/113,513 US5356215A (en) | 1990-11-21 | 1993-08-30 | Mixing device |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31700590 | 1990-11-21 | ||
| JP2-317005 | 1990-11-21 | ||
| JP3236653A JPH0794008B2 (ja) | 1990-11-21 | 1991-09-17 | 混練装置及び混練方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH057759A true JPH057759A (ja) | 1993-01-19 |
| JPH0794008B2 JPH0794008B2 (ja) | 1995-10-11 |
Family
ID=26532780
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3236653A Expired - Fee Related JPH0794008B2 (ja) | 1990-11-21 | 1991-09-17 | 混練装置及び混練方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5356215A (ja) |
| JP (1) | JPH0794008B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013512093A (ja) * | 2009-11-24 | 2013-04-11 | ロト ミックス エルエルシー | 複数フライトのオーガを有する材料混合機 |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5557952A (en) * | 1995-08-10 | 1996-09-24 | General Electric Company | Washing machine auger screw with lip |
| JPH09254135A (ja) * | 1996-03-19 | 1997-09-30 | Taiheiyo Kiko Kk | 混練物製造用ミキサ |
| US7278779B2 (en) * | 2000-11-13 | 2007-10-09 | Back To Basics Products, Llc | Mixer with optional faucet |
| US20050207271A1 (en) * | 2004-03-19 | 2005-09-22 | Back To Basics Products, Inc. | Twisted stir-stick for food mixer |
| US7217028B2 (en) * | 2004-03-19 | 2007-05-15 | Back To Basics Products, Llc | Off-axis goblet for food mixer |
| EP1911511A4 (en) * | 2005-07-25 | 2011-10-19 | Tokyo Printing Ink Mfg Co Ltd | DISPERSION DEVICE, DISPERSION METHOD, AND DISPERSION CREATION METHOD |
| US20080148949A1 (en) * | 2006-12-21 | 2008-06-26 | David Stephen Wolfe | Blending jar apparatus structured according to the geometric relationship known as Phi |
| EP2272412A1 (en) * | 2009-07-07 | 2011-01-12 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Mixing device |
| KR20150025684A (ko) * | 2013-08-30 | 2015-03-11 | 주식회사 엘지화학 | 전극 슬러리의 임펠러 믹서 |
| US20210046433A1 (en) * | 2019-08-15 | 2021-02-18 | Nov Process & Flow Technologies Us, Inc. | Gas dispersion system |
| DE102019134449A1 (de) * | 2019-12-16 | 2021-06-17 | Werner Baier | Rührwerk |
Family Cites Families (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US1323361A (en) * | 1919-12-02 | Apparatus for mixing and dispensing heavy liquids | ||
| US332349A (en) * | 1885-12-15 | Churn | ||
| DE1069118B (de) * | 1959-11-19 | Wafburg Erwin Stelzer (Westf.') | Ruhrschnecke, insbesondere zum Ruhren von Milch | |
| US384719A (en) * | 1888-06-19 | Branxremover | ||
| US364622A (en) * | 1887-06-07 | Stirrer for mash-tubs | ||
| US721974A (en) * | 1901-06-14 | 1903-03-03 | Scott A Smith | Apparatus for mixing liquids. |
| GB315164A (en) * | 1928-10-24 | 1929-07-11 | Snia Viscosa | Improvements in driving means for mixing or similar apparatus for liquids |
| US2203672A (en) * | 1938-11-14 | 1940-06-11 | Frank R Chester Corp | Power driven liquefier |
| US2871000A (en) * | 1956-03-12 | 1959-01-27 | American Optical Corp | Apparatus for stirring glass |
| AT265214B (de) * | 1964-12-29 | 1968-10-10 | Erich Karl Todtenhaupt | Vorrichtung zur Herstellung gleichmäßiger Dispersionen |
| AT265991B (de) * | 1966-06-03 | 1968-10-25 | Schauberger Biotechnik Ag | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Gemischen, Lösungen, Emulsionen, Suspensionen u.dgl. sowie zur biologischen Reinigung von freien Gewässern |
| US3734469A (en) * | 1970-12-31 | 1973-05-22 | Exxon Research Engineering Co | Reactor vessel and up-down mixer |
| DE2736812A1 (de) * | 1977-08-16 | 1979-03-01 | Loedige Maschbau Gmbh Geb | Kontinuierlich arbeitender ringmischer |
| US4627735A (en) * | 1985-02-07 | 1986-12-09 | Standard Oil Company (Indiana) | Double reverse helix agitator |
| US4802771A (en) * | 1986-03-31 | 1989-02-07 | General Signal Corp. | Mixing apparatus |
| EP0305576B1 (de) * | 1987-09-03 | 1992-01-15 | Bauko Baukooperation Gmbh | Rührwerkzeug für eine industrielle Misch- oder Rührmaschine |
| CH675215A5 (ja) * | 1988-02-08 | 1990-09-14 | Kurt Walter Wyss |
-
1991
- 1991-09-17 JP JP3236653A patent/JPH0794008B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1993
- 1993-08-30 US US08/113,513 patent/US5356215A/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013512093A (ja) * | 2009-11-24 | 2013-04-11 | ロト ミックス エルエルシー | 複数フライトのオーガを有する材料混合機 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5356215A (en) | 1994-10-18 |
| JPH0794008B2 (ja) | 1995-10-11 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |