(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上流側供給部および下流側排出部を有する混合管路と、混合管路内に同軸的に軸支された軸部材と、軸部材の外面に、上流側から順に並設されたスクリュー羽根および攪拌翼と、軸部材の回転駆動手段と、前記軸部材における攪拌翼と対応する部位に設けられた、少なくとも一つの添加材供給口とを備え、混合管路内に供給される流動性原料を、回転駆動されるスクリュー羽根を経て添加材供給口側へ移送した後、この流動性原料に前記添加材供給口から添加材を供給し、これら流動性原料と添加材とを回転駆動される攪拌翼により攪拌混合するように構成した、第１の管路型ミキサー及び第２の管路型ミキサーを用い、
水分及び固形分を含む流動性原料を仕向け先へ圧送しながら軽量固化材料へ変化させる方法であって；
（Ａ）前記流動性原料を、水分の追加または除去により比重調整し、
（Ｂ）この比重調整した流動性原料を、第１の管路型ミキサーの混合管路内および第２の管路型ミキサーの混合管路内をこの順に介して連続的に圧送するとともに、
（Ｂ１）前記第１の管路型ミキサーの混合管路内を圧送する過程で、回転駆動されるスクリュー羽根により整流した後、この整流した流動性原料に添加剤供給口から固化材を供給し、これら流動性原料と固化材とを回転駆動される攪拌翼により攪拌混合し、
（Ｂ２）この固化材を添加した流動性原料を、前記第２の管路型ミキサーの混合管路内を圧送する過程で、回転駆動されるスクリュー羽根により整流した後、前記添加剤供給口から軽量化材を供給し、これら固化材を添加した流動性原料と軽量化材とを回転駆動される攪拌翼により攪拌混合する、
ことを特徴とする軽量固化材料の製造方法。
【請求項２】
上流側供給部および下流側排出部を有する混合管路と、混合管路内に同軸的に軸支された軸部材と、軸部材の外面に、上流側から順に並設されたスクリュー羽根および攪拌翼と、軸部材の回転駆動手段と、前記軸部材における攪拌翼と対応する部位に、軸部材の長手方向に間隔をあけて設けられた上流側添加材供給口および下流側添加材供給口とを備え、混合管路内に供給される流動性原料を、回転駆動されるスクリュー羽根を経て添加材供給口側へ移送した後、この流動性原料に前記添加材供給口から添加材を供給し、これら流動性原料と添加材とを回転駆動される攪拌翼により攪拌混合するように構成した管路型ミキサーを用い、
水分及び固形分を含む流動性原料を仕向け先へ圧送しながら軽量固化材料へ変化させる方法であって；
（Ａ）前記流動性原料を、水分の追加または除去により比重調整し、
（Ｃ）この比重調整した流動性原料を、管路型ミキサーの混合管路内を介して連続的に圧送するとともに、この圧送過程で、
（Ｃ１）回転駆動されるスクリュー羽根により整流した後、この整流した流動性原料に上流側添加剤供給口から固化材を供給し、これら流動性原料と固化材とを回転駆動される攪拌翼により攪拌混合し、
（Ｃ２）次いで、この固化材を添加した流動性原料に下流側添加剤供給口から軽量化材を供給し、これら固化材を添加した流動性原料と軽量化材とを回転駆動される攪拌翼により攪拌混合する、
ことを特徴とする軽量固化材料の製造方法。
【請求項３】
前記固化材添加を行う管路型ミキサーの上流側に圧送ポンプを介在させ、この圧送ポンプの元圧のみで前記比重調整した流動性原料を前記管路型ミキサーに通過させつつ各添加材の添加混合を行う、請求項１または２記載の軽量固化材料の製造方法。
【請求項４】
前記スクリュー羽根による単位時間あたりの整流可能量が、前記流動性原料の単位時間あたりの供給量以上となる条件下で前記撹拌混合を行う、請求項１〜３のいずれか１項に記載の軽量固化材料の製造方法。
【請求項５】
前記管路型ミキサーの軸部材における攪拌翼の下流側にブーストスクリュー羽根を設け、撹拌混合物の下流側排出部への送り出しを促進する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の軽量固化材料の製造方法。
【請求項６】
上流側供給部および下流側排出部を有する混合管路と、混合管路内に同軸的に軸支された軸部材と、軸部材の外面に、上流側から順に並設されたスクリュー羽根および攪拌翼と、軸部材の回転駆動手段と、前記軸部材における攪拌翼と対応する部位に設けられた、少なくとも一つの添加材供給口とを備え、混合管路内に供給される流動性原料を、回転駆動されるスクリュー羽根を経て添加材供給口側へ移送した後、この流動性原料に前記添加材供給口から添加材を供給し、これら流動性原料と添加材とを回転駆動される攪拌翼により攪拌混合するように構成した、第１の管路型ミキサー及び第２の管路型ミキサーを用い、
水分及び固形分を含む流動性原料を仕向け先へ圧送しながら軽量固化材料へ変化させる方法であって；
（Ａ）前記流動性原料を、水分の追加または除去により比重調整し、
（Ｄ１）この比重調整した流動性原料を、前記第１の管路型ミキサーの混合管路内に非圧送状態で供給し、この供給した流動性原料を、回転駆動されるスクリュー羽根によって流動性原料の単位時間あたりの供給量以上の押出量で下流側へ移送するとともに、この移送過程の流動性原料に添加剤供給口から固化材を供給し、これら流動性原料と固化材とを回転駆動される攪拌翼により攪拌混合し、
（Ｄ２）この固化材を添加した流動性原料を、圧送ポンプにより前記第２の管路型ミキサーの混合管路内を介して圧送するとともに、その圧送過程で、回転駆動されるスクリュー羽根により整流した後、前記添加剤供給口から軽量化材を供給し、これら固化材を添加した流動性原料と軽量化材とを回転駆動される攪拌翼により攪拌混合する、
ことを特徴とする軽量固化材料の製造方法。
【請求項７】
前記比重調整した流動性原料をホッパ内に貯留しておき、このホッパ内の流動性原料を定量フィーダにより切り出し、前記第１の管路型ミキサーの上流側供給部に対して供給する、請求項７記載の軽量固化材料の製造方法。
【請求項８】
前記管路型ミキサーの軸部材における上流側供給部と対応する部位に流動性原料の供給口を設け、この供給口を介して前記流動性原料を混合管路内に供給する、請求項１〜５のいずれか１項に記載の軽量固化材料の製造方法。
【請求項９】
前記管路型ミキサーの混合管路における前記攪拌翼の下流側の一部または全部を、前記スクリュー羽根および攪拌翼と対応する部分よりも上側に位置させ、少なくともスクリュー羽根の下流側部分に、流動性原料、添加材およびそれらの混合物を常時充満させて前記撹拌混合を行う、請求項１〜８のいずれか１項に記載の軽量固化材料の製造方法。
【請求項１０】
前記管路型ミキサーの軸部材における添加材供給口の軸部材回転方向の前側にカバー部材を設け、このカバー部材を軸部材に伴って回転させ攪拌物を押しのけることにより添加材供給口位置に添加材の供給スペースを形成する、請求項１〜９のいずれか１項に記載の軽量固化材料の製造方法。
【請求項１１】
前記管路型ミキサーは、前記攪拌翼として、攪拌作用および混合対象移送作用を有する複機能翼と攪拌作用のみ有する単機能翼とを有し、これらが前記軸部材を中心とした螺旋方向に沿って、複機能翼一枚または二枚おきに単機能翼一枚が介在する交互配置で設けられたものである、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の軽量固化材料の製造方法。
【請求項１２】
前記管路型ミキサーの攪拌翼は細長平板状をなし、前記軸部材を中心とした螺旋方向に沿って、９０度または６０度の位相間隔をもって複数配置されているものである、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の軽量固化材料の製造方法。
【請求項１３】
前記管路型ミキサーのスクリュー羽根は、巻き数が１〜３、ピッチが前記混合管の直径の０．４〜０．８倍となるように形成されており、
前記管路型ミキサーの攪拌翼は前記軸部材を中心とした螺旋方向に沿って、１ピッチあたり４〜６枚となる間隔をもって、５〜１５ピッチ配置されており、
前記スクリュー羽根および攪拌翼の径をｄとしたとき、前記軸部材の回転数を１５０〜２００／πｄ（ｒｐｍ）とし、かつ混合管路内の材料流速ｖを１０〜５０ｍ／ｍｉｎとして前記撹拌混合を行う、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の軽量固化材料の製造方法。
【請求項１４】
粉粒体固化材を落下供給するとともに、落下する粉粒体固化材に対してその周囲から粉粒体固化材を挟み込む若しくは絞り込むように液体を滝状に供給して、粉粒体固化材と液体とを合流させ、この合流した粉粒体固化材と液体とを攪拌混合した後、この撹拌混合物を、前記管路型ミキサーで添加する固化材として用いる、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の軽量固化材料の製造方法。
【請求項１５】
液体を旋回降下させつつその旋回部内に粉粒体固化材を落下させて、粉粒体と液体とを合流させ、この合流した粉粒体固化材と液体とを攪拌混合した後、この撹拌混合物を、前記管路型ミキサーで添加する固化材として用いる、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の軽量固化材料の製造方法。
【請求項１６】
前記（Ａ）の比重調整に際し、水分及び固形分を含む流動性原料を比重調整槽に投入するとともに、前記比重調整槽内の流動性原料の体積および重量を計測し、これらの計測結果に基づいて比重を求め、この比重計測結果に応じて、前記比重調整槽内の流動性原料が所定の比重となるように、前記比重調整槽内へ加水を行うか或いは比重調整槽内から水分を排出させる、請求項１〜１５のいずれか１項に記載の軽量固化材料の製造方法。
【請求項１７】
前記比重調整槽内から水分を排出させるにあたり、前記比重調整槽内に貯留された流動性原料の上澄み水を吸引排出する、請求項１６記載の軽量固化材料の製造方法。
【請求項１８】
前記比重調整槽内から水分を排出させるにあたり、前記比重調整槽内に貯留された流動性材料の水分をろ過材を介して吸引排水する、請求項１６または１７記載の軽量固化材料の製造方法。
【請求項１９】
前記比重調整した流動性材料を攪拌混合した後に、前記管路型ミキサーによる固化材の添加および軽量化材の添加を行う、請求項１６〜１９のいずれか１項に記載の軽量固化材料の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、軽量固化材料の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば浚渫工事において発生する浚渫泥土は、一般に含水比が高く、処分地に投棄してもその土が地盤としての十分な強度を発現するまでには多くの年月を要する。この問題点に鑑み、本発明者は、これまでに、泥土を搬送管内で固化材と連続的に混合する処理方法を各種提案してきた。具体的には、特開昭５９−１７９１９７号公報、特開平３−７７８９３号公報、特開平９−１５８２４５号公報、特開２０００−５４４２８号公報に開示されているものが、これに該当する。またこれに使用する管路型ミキサー（管路内混合装置）については、特開２００１−７９８２７号公報に開示されたものも提案した。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記先行例には下記の問題点があった。
【０００４】
（イ）近年の処分地の減少等により、上記浚渫泥土のような含水流動性廃棄物を再利用することが望まれているなか、上記先行例のように単に固化材を添加しただけでは、機能性や付加価値が乏しく、近年の高度な土木技術においては利用され難い面もあった。
【０００５】
（ロ）上記先行例は管路型ミキサーによる連続固化材添加処理を行うものである。しかし、上記先行例の管路型ミキサーは、混合比の安定性という点で問題を残していた。
【０００６】
（ハ）上記先行例のような固化材添加処理においては、セメント等の粉粒体固化材を泥土等に直接添加しても良いが、予め水等の液体と混合してセメントミルク等の固化材を製造し、これを泥土等に添加することも可能である。そして、特に後者の場合において浚渫泥土処理のように大量処理を行うには、大量の固化材を連続的に供給する必要がある。
【０００７】
ただし、固化材は経時的に固化するため作り置きがきかないため、現場で固化材を連続的に製造し供給するのが望ましく、さらにこの場合、粉粒体固化材と液体とを連続的に合流させるほうが望ましいことはいうまでもない。
【０００８】
しかし、粉粒体固化材と液体とを連続的に合流させるのは、粉粒体固化材が水分に付着して固結し易く、通路や容器内面への固化材の付着およびそれによる閉塞が懸念されるため、非常に困難なことであった。
【０００９】
（ニ）泥土等の含水廃棄物に固化材を添加する場合、その配合が固化特性を左右する。そのため、先行例では加水により泥土の比重を調整することを提案した。しかし、加水だけでは含水比が高い場合に対応できない。そのため、広範な含水比の含水物を確実に比重調整可能な技術が望まれた。
【００１０】
そこで本発明の主たる課題は、含水流動性廃棄物などの再利用に有効な技術を提供することにある。他の課題は、安定した比率での混合が可能な技術を提供することにある。別の課題は、泥土や泥水から均質な軽量土質材料を製造しうる技術を提供することにある。さらに他の課題は、広範な含水比の含水物を確実に比重調整できる技術を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
＜請求項１記載の発明＞
上流側供給部および下流側排出部を有する混合管路と、混合管路内に同軸的に軸支された軸部材と、軸部材の外面に、上流側から順に並設されたスクリュー羽根および攪拌翼と、軸部材の回転駆動手段と、前記軸部材における攪拌翼と対応する部位に設けられた、少なくとも一つの添加材供給口とを備え、混合管路内に供給される流動性原料を、回転駆動されるスクリュー羽根を経て添加材供給口側へ移送した後、この流動性原料に前記添加材供給口から添加材を供給し、これら流動性原料と添加材とを回転駆動される攪拌翼により攪拌混合するように構成した、第１の管路型ミキサー及び第２の管路型ミキサーを用い、
水分及び固形分を含む流動性原料を仕向け先へ圧送しながら軽量固化材料へ変化させる方法であって；
（Ａ）前記流動性原料を、水分の追加または除去により比重調整し、
（Ｂ）この比重調整した流動性原料を、第１の管路型ミキサーの混合管路内および第２の管路型ミキサーの混合管路内をこの順に介して連続的に圧送するとともに、
（Ｂ１）前記第１の管路型ミキサーの混合管路内を圧送する過程で、回転駆動されるスクリュー羽根により整流した後、この整流した流動性原料に添加剤供給口から固化材を供給し、これら流動性原料と固化材とを回転駆動される攪拌翼により攪拌混合し、
（Ｂ２）この固化材を添加した流動性原料を、前記第２の管路型ミキサーの混合管路内を圧送する過程で、回転駆動されるスクリュー羽根により整流した後、前記添加剤供給口から軽量化材を供給し、これら固化材を添加した流動性原料と軽量化材とを回転駆動される攪拌翼により攪拌混合する、
ことを特徴とする軽量固化材料の製造方法。
【００１２】
（作用効果）
かかる製造方法によれば、水分及び固形分を含む流動性原料（建設現場発生泥土または泥水等）を、現場で且つその管路搬送過程で円滑に軽量固化材料とすることができる。特筆すべきことに、気泡や発泡ビーズ等の軽量化材は泥土等の高含水流動材料との均質な混合が困難なものであるが、管路型ミキサーのように狭く細長いスペース内を流通する流動材料に対して、軸部材に伴って回転する供給口から軽量化材を回転供給しつつ攪拌混合すると、当初の予想よりも遥かに均一な混合が可能となることが確認された。
【００１３】
本発明の主たる特徴は、管路型ミキサー装置における流動性原料の脈動（経時的量変動）を考慮したところにある。ピストンポンプ等により流動性原料を供給する場合がこれに該当する。このように流動性原料が脈動をもって圧送供給された場合、これをそのまま添加材と混合すると混合比を安定させることができない。前述の先行例にはこの観点が全くない。
【００１４】
しかるに本発明で用いる管路型ミキサー装置においては、流動性原料をスクリュー羽根により整流し、実質的に連続定量の流れに変えた後に添加材と混合する。すなわち、スクリュー羽根により材料を移送する場合、入側の材料供給量が変動しても、この変動はスクリュー羽根の定量押出し作用により打ち消され、出側には殆ど影響しない。本発明はこれを利用して流動性原料の脈動をなくすものである。したがって、本発明では、安定した比率で流動性原料に添加材を混合できるようになるのである。
【００１５】
なお、スクリュー羽根を設ける点は前述の従来例にも開示があるが、スクリュー羽根を単に設けただけではこのような整流作用は発揮されない。本発明の整流作用を発揮させるための具体的手段は、流動性原料の供給態様に応じて種々考えられるため一概にいうことはできないが、代表的なものとしては後述の請求項４記載のものを提案する。
【００１６】
＜請求項２記載の発明＞
上流側供給部および下流側排出部を有する混合管路と、混合管路内に同軸的に軸支された軸部材と、軸部材の外面に、上流側から順に並設されたスクリュー羽根および攪拌翼と、軸部材の回転駆動手段と、前記軸部材における攪拌翼と対応する部位に、軸部材の長手方向に間隔をあけて設けられた上流側添加材供給口および下流側添加材供給口とを備え、混合管路内に供給される流動性原料を、回転駆動されるスクリュー羽根を経て添加材供給口側へ移送した後、この流動性原料に前記添加材供給口から添加材を供給し、これら流動性原料と添加材とを回転駆動される攪拌翼により攪拌混合するように構成した管路型ミキサーを用い、
水分及び固形分を含む流動性原料を仕向け先へ圧送しながら軽量固化材料へ変化させる方法であって；
（Ａ）前記流動性原料を、水分の追加または除去により比重調整し、
（Ｃ）この比重調整した流動性原料を、管路型ミキサーの混合管路内を介して連続的に圧送するとともに、この圧送過程で、
（Ｃ１）回転駆動されるスクリュー羽根により整流した後、この整流した流動性原料に上流側添加剤供給口から固化材を供給し、これら流動性原料と固化材とを回転駆動される攪拌翼により攪拌混合し、
（Ｃ２）次いで、この固化材を添加した流動性原料に下流側添加剤供給口から軽量化材を供給し、これら固化材を添加した流動性原料と軽量化材とを回転駆動される攪拌翼により攪拌混合する、
ことを特徴とする軽量固化材料の製造方法。
【００１７】
（作用効果）
かかる製造方法においても請求項１記載の発明と同様の作用効果が奏せられる。また、一つの管路型ミキサーで固化材および軽量化材の添加混合を行うことができるため、システムをコンパクト化できる利点がもたらされる。
【００１８】
＜請求項３記載の発明＞
前記固化材添加を行う管路型ミキサーの上流側に圧送ポンプを介在させ、この圧送ポンプの元圧のみで前記比重調整した流動性原料を前記管路型ミキサーに通過させつつ各添加材の添加混合を行う、請求項１または２記載の軽量固化材料の製造方法。
【００１９】
（作用効果）
このように、圧送ポンプの元圧のみで流動性原料を管路型ミキサーによる攪拌混合位置を通過させることで、非常に簡素かつ省エネルギーなシステムを構成できる。この構成および利点は、いうまでもなく、管路型ミキサーの原理を採用したことによるものである。
【００２０】
＜請求項４記載の発明＞
前記スクリュー羽根による単位時間あたりの整流可能量が、前記流動性原料の単位時間あたりの供給量以上となる条件下で前記撹拌混合を行う、請求項１〜３のいずれか１項に記載の軽量固化材料の製造方法。
【００２１】
（作用効果）
混合管路内へ流動性原料を圧送する場合、スクリュー羽根による整流可能量（すなわち供給側における脈動の影響がスクリューにより十分に打ち消されるような流動性原料の供給量）を超えて流動性原料が供給されると、その超過量が混合比の変動分となる。したがって、本項記載のように、スクリュー羽根による単位時間あたりの整流可能量が、流動性原料の単位時間あたりの供給量以上となる条件下で撹拌混合を行うのが望ましい。
【００２２】
＜請求項５記載の発明＞
前記管路型ミキサーの軸部材における攪拌翼の下流側にブーストスクリュー羽根を設け、撹拌混合物の下流側排出部への送り出しを促進する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の軽量固化材料の製造方法。
【００２３】
（作用効果）
かかるブーストスクリュー羽根を設けることにより、圧送供給される流動性原料がスクリュー羽根を通過する際に減勢しても、攪拌混合物の送り出しは円滑に行われる。特に混合部の下流管路が長く管路抵抗が大きい場合や、後述の請求項９記載のように送り出し抵抗を意図的にもたせた場合において、かかるブーストスクリュー羽根を設けると、押出し圧が助長され管路の閉塞のおそれが低減されるため好ましい。
【００２４】
＜請求項６記載の発明＞
上流側供給部および下流側排出部を有する混合管路と、混合管路内に同軸的に軸支された軸部材と、軸部材の外面に、上流側から順に並設されたスクリュー羽根および攪拌翼と、軸部材の回転駆動手段と、前記軸部材における攪拌翼と対応する部位に設けられた、少なくとも一つの添加材供給口とを備え、混合管路内に供給される流動性原料を、回転駆動されるスクリュー羽根を経て添加材供給口側へ移送した後、この流動性原料に前記添加材供給口から添加材を供給し、これら流動性原料と添加材とを回転駆動される攪拌翼により攪拌混合するように構成した、第１の管路型ミキサー及び第２の管路型ミキサーを用い、
水分及び固形分を含む流動性原料を仕向け先へ圧送しながら軽量固化材料へ変化させる方法であって；
（Ａ）前記流動性原料を、水分の追加または除去により比重調整し、
（Ｄ１）この比重調整した流動性原料を、前記第１の管路型ミキサーの混合管路内に非圧送状態で供給し、この供給した流動性原料を、回転駆動されるスクリュー羽根によって流動性原料の単位時間あたりの供給量以上の押出量で下流側へ移送するとともに、この移送過程の流動性原料に添加剤供給口から固化材を供給し、これら流動性原料と固化材とを回転駆動される攪拌翼により攪拌混合し、
（Ｄ２）この固化材を添加した流動性原料を、圧送ポンプにより前記第２の管路型ミキサーの混合管路内を介して圧送するとともに、その圧送過程で、回転駆動されるスクリュー羽根により整流した後、前記添加剤供給口から軽量化材を供給し、これら固化材を添加した流動性原料と軽量化材とを回転駆動される攪拌翼により攪拌混合する、
ことを特徴とする軽量固化材料の製造方法。
【００２５】
（作用効果）
本発明は、混合管路内に対して流動性原料が非圧送状態で供給される形態を対象としたものである。例えば材料ホッパから流動性原料を切り出して混合管路内に落下供給する場合がこれに該当する。この場合、スクリュー羽根による単位時間あたりの押出量が流動性原料の単位時間あたりの供給量未満であると、供給された流動性原料をスクリュー羽根の下流側部分に安定・確実に送り込み、当該部分に流動性原料、添加材およびその混合物を充満させることができず、安定した比率での混合が困難である。
しかるに、本項記載の発明に従って、流動性原料を、回転駆動されるスクリュー羽根によって流動性原料の単位時間あたりの供給量以上の押出量で下流側へ移送すると、供給された流動性原料をスクリュー羽根の下流側部分に安定・確実に送り込むことができ、スクリュー羽根の下流側部分に流動性原料、添加材およびその混合物を充満させることができるようになり、安定した比率での混合が可能となる。
【００２６】
＜請求項７記載の発明＞
前記比重調整した流動性原料をホッパ内に貯留しておき、このホッパ内の流動性原料を定量フィーダにより切り出し、前記第１の管路型ミキサーの上流側供給部に対して供給する、請求項７記載の軽量固化材料の製造方法。
【００２７】
（作用効果）
混合管路内に対して流動性原料が非圧送状態で供給される形態としては、本項記載のようにホッパから流動性原料を供給する形態を採ることもできる。
【００２８】
＜請求項８記載の発明＞
前記管路型ミキサーの軸部材における上流側供給部と対応する部位に流動性原料の供給口を設け、この供給口を介して前記流動性原料を混合管路内に供給する、請求項１〜５のいずれか１項に記載の軽量固化材料の製造方法。
【００２９】
（作用効果）
この場合、流動性原料も軸部材の回転に伴って回転供給される。よって、流動性原料を管内に分散供給できるため、スクリュー羽根の整流能力を低減しても十分な整流効果が発揮される。
【００３０】
＜請求項９記載の発明＞
前記管路型ミキサーの混合管路における前記攪拌翼の下流側の一部または全部を、前記スクリュー羽根および攪拌翼と対応する部分よりも上側に位置させ、少なくともスクリュー羽根の下流側部分に、流動性原料、添加材およびそれらの混合物を常時充満させて前記撹拌混合を行う、請求項１〜８のいずれか１項に記載の軽量固化材料の製造方法。
【００３１】
（作用効果）
本項記載のようにすることによって、管路ミキサーにおける攪拌混合物の送り出し抵抗が増加し、少なくともスクリュー羽根の下流側部分に、流動性原料、添加材およびそれらの混合物を常時充満させることができ、確実かつ十分な混合が可能となる。
【００３２】
＜請求項１０記載の発明＞
前記管路型ミキサーの軸部材における添加材供給口の軸部材回転方向の前側にカバー部材を設け、このカバー部材を軸部材に伴って回転させ攪拌物を押しのけさせることにより添加材供給口位置に添加材の供給スペースを形成する、請求項１〜９のいずれか１項に記載の軽量固化材料の製造方法。
【００３３】
（作用効果）
かかる構成により、添加材を円滑かつ確実に流動性原料中に分散供給できるようになる。この形態は、特に流動性原料が圧送状態にあるときに好適であることはいうまでもない。
【００３４】
＜請求項１１記載の発明＞
前記管路型ミキサーは、前記攪拌翼として、攪拌作用および混合対象移送作用を有する複機能翼と攪拌作用のみ有する単機能翼とを有し、これらが前記軸部材を中心とした螺旋方向に沿って、複機能翼一枚または二枚おきに単機能翼一枚が介在する交互配置で設けられたものである、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の軽量固化材料の製造方法。
【００３５】
（作用効果）
攪拌翼として、攪拌作用および混合対象移送作用を有する複機能翼だけを配置すれば、全体として移送作用が支配的となり攪拌よりも移送作用が優先して高い混合性が得られなくなる。一方、攪拌作用のみ有する単機能翼を取り付けた場合には、移送能率が低下し結果として連続混合性を損なうことになる。そのため、上記のように、複機能翼および単機能翼を、前者一枚または二枚おきに後者一枚が介在する交互配置を採用することにより、移送特性を損なわずに混合性を向上させることができる。なお、このことは実験により確認されている。
【００３６】
＜請求項１２記載の発明＞
前記管路型ミキサーの攪拌翼は細長平板状をなし、前記軸部材を中心とした螺旋方向に沿って、９０度または６０度の位相間隔をもって複数配置されているものである、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の軽量固化材料の製造方法。
【００３７】
（作用効果）
かかる移送間隔等の構成を採用することで、より効果的な攪拌混合が可能となる。このことも実験により確認されている。
【００３８】
＜請求項１３記載の発明＞
前記管路型ミキサーのスクリュー羽根は、巻き数が１〜３、ピッチが前記混合管の直径の０．４〜０．８倍となるように形成されており、
前記管路型ミキサーの攪拌翼は前記軸部材を中心とした螺旋方向に沿って、１ピッチあたり４〜６枚となる間隔をもって、５〜１５ピッチ配置されており、
前記スクリュー羽根および攪拌翼の径をｄとしたとき、前記軸部材の回転数を１５０〜２００／πｄ（ｒｐｍ）とし、かつ混合管路内の材料流速ｖを１０〜５０ｍ／ｍｉｎとして前記撹拌混合を行う、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の軽量固化材料の製造方法。
【００３９】
（作用効果）
本発明では、特にかかるスクリュー羽根及び攪拌翼の構成、ならびに動作条件下において、上記の特徴が顕著に表れる。もちろん、これ以外においても、上記の特徴が現れることはいうまでもない。
【００４０】
＜請求項１４記載の発明＞
粉粒体固化材を落下供給するとともに、落下する粉粒体固化材に対してその周囲から粉粒体固化材を挟み込む若しくは絞り込むように液体を滝状に供給して、粉粒体固化材と液体とを合流させ、この合流した粉粒体固化材と液体とを攪拌混合した後、この撹拌混合物を、前記管路型ミキサーで添加する固化材として用いる、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の軽量固化材料の製造方法。
【００４１】
（作用効果）
粉粒体固化材と液体とを混合して固化材を製造する場合、例えばセメントと泥水または水を混合する場合、前述のとおり両者を連続的に合流させるのは非常に困難なことであった。この問題点に対して、上記のように、落下する粉粒体固化材に対してその周囲から粉粒体を挟み込む若しくは絞り込むように液体を滝状に供給すると、粉粒体固化材が液体により包み込まれるため、周囲への粉粒体固化材の付着等なしに両者を確実に合流させることができるようになる。またその結果、より正確な配合比の固化材を得ることができるようになる。
【００４２】
＜請求項１５記載の発明＞
液体を旋回降下させつつその旋回部内に粉粒体固化材を落下させて、粉粒体と液体とを合流させ、この合流した粉粒体固化材と液体とを攪拌混合した後、この撹拌混合物を、前記管路型ミキサーで添加する固化材として用いる、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の軽量固化材料の製造方法。
【００４３】
（作用効果）
液体を旋回降下させつつその旋回部内に粉粒体固化材を落下させて、粉粒体固化材と液体とを合流させても、粉粒体固化材が液体により包み込まれるようにして合流される。よって、周囲への粉粒体固化材の付着等なしに両者を確実に合流させることができるようになる。またその結果、より正確な配合比の固化材を得ることができるようになる。
【００４４】
＜請求項１６記載の発明＞
前記（Ａ）の比重調整に際し、水分及び固形分を含む流動性原料を比重調整槽に投入するとともに、前記比重調整槽内の流動性原料の体積および重量を計測し、これらの計測結果に基づいて比重を求め、この比重計測結果に応じて、前記比重調整槽内の流動性原料が所定の比重となるように、前記比重調整槽内へ加水を行うか或いは比重調整槽内から水分を排出させる、請求項１〜１５のいずれか１項に記載の軽量固化材料の製造方法。
【００４５】
（作用効果）
他方、本項記載の発明では、泥土等の水分及び固形分を含む流動性原料の比重調整に際して、加水のみならず排水をも行う構成となっているところに特徴がある。加水による比重調整のみでは、広範な含水比の含水物や、含水比の変動幅が大きい場合等に対応できないが、排水による比重調整も可能とすることで、あらゆる含水比の含水物に対応できるものとなっている。
【００４６】
＜請求項１７記載の発明＞
前記比重調整槽内から水分を排出させるにあたり、前記比重調整槽内に貯留された流動性原料の上澄み水を吸引排出する、請求項１６記載の軽量固化材料の製造方法。
【００４７】
（作用効果）
このように上澄み水の吸引排出により比重調整を行うようにすると、構成が非常に簡単であり、ローコストで、既存の装置への応用も容易であるという利点がある。
【００４８】
＜請求項１８記載の発明＞
前記比重調整槽内から水分を排出させるにあたり、前記比重調整槽内に貯留された流動性材料の水分をろ過材を介して吸引排水する、請求項１６または１７記載の軽量固化材料の製造方法。
【００４９】
（作用効果）
流動性材料の水分をろ過材を介して吸引排水することで比重調整を行うようにすると、処理の迅速性および確実性を図ることができる。またこの程度であれば、構成も簡素であり、コストも嵩まず、既存の装置への応用も容易である。
【００５０】
＜請求項１９記載の発明＞
前記比重調整した流動性材料を攪拌混合した後に、前記管路型ミキサーによる固化材の添加および軽量化材の添加を行う、請求項１６〜１９のいずれか１項に記載の軽量固化材料の製造方法。
【００５１】
（作用効果）
本発明の比重調整では、流動性材料を比重調整槽内に一時的に貯留するため、水分と固形分との分離が進行する。よって、上記のように、比重調整を終えた流動性原料は攪拌混合処理を経て管路型ミキサーによる固化材の添加および軽量化材の添加を行うのが望ましい。
【００５２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照しつつ詳説する。
＜軽量固化材料の製造方法および装置の実施形態＞
（第１の形態）
図１は、本発明に係る軽量固化材料の製造方法のフローを示している。本発明で使用する流動性原料としては水分及び固形分を含むものであれば特に種類は問わないが、泥水、泥土、スラリー状石灰炭や鉄鋼スラグ等の産業廃棄物が好適に使用される。泥水や泥土を用いれば、軽量土を製造することができる。
【００５３】
かかる副産物は含水比が一様でない。したがって、本発明では先ず流動性原料を比重調整装置１に供給し、比重を計測するとともに、その計測結果に基づいて後に混合する固化材や軽量化材との配合比が所望の比率となるように、水分の追加または除去を行うことで比重調整を行う。比重調整装置１の具体例については後述するが、流動性材料を解す機能、比重調整機能ならびに再混合機能を有しているものが好適に使用される。
【００５４】
比重調整された流動性原料はポンプ装置２により移送ラインに送出される。移送ラインには第１の管路型ミキサー４および第２の管路型ミキサー５が介在しており、流動性原料はこれらを順に通過する。これらの管路型ミキサー４および５は本発明の要件を満足するもの、すなわち上流側供給部および下流側排出部を有する混合管路と、混合管路内に同軸的に軸支された軸部材と、軸部材の外面に、上流側から順に並設されたスクリュー羽根および攪拌翼と、軸部材の回転駆動手段と、軸部材における攪拌翼と対応する部位に設けられた、少なくとも一つの添加材供給口とを備え、混合管路内に供給される流動性原料を、回転駆動されるスクリュー羽根を経て添加材供給口側へ移送した後、この流動性原料に添加材供給口から添加材を供給し、これら流動材料と添加材とを回転駆動される攪拌翼により攪拌混合するように構成したものであれば、両者共通のものを用いても異なるものを用いても良い。管路型ミキサーの好ましい具体例については後述する。
【００５５】
第１の管路型ミキサー４では、流動性原料をその混合管路内を圧送する過程で、回転駆動されるスクリュー羽根により整流した後、この整流した流動性原料に対して、固化材供給装置から供給される固化材を、回転する軸部材の添加剤供給口から添加し混合する。図示例は、セメント等の粉粒体固化材（この場合固化材の原料である）をサイロ６ｓから固化材供給装置６に随時供給し、固化材供給装置６で水等の液体と混合してスラリー状固化材とした後、これを第１の管路型ミキサー４に供給する場合を想定している。
【００５６】
第１の管路型ミキサー４において固化材が添加された流動性原料は、次いで第２の管路型ミキサー５に通される。第２の管路型ミキサー５では、固化材を添加した流動性原料を、その混合管路内を圧送する過程で、回転駆動されるスクリュー羽根により整流した後、この整流した流動性原料に対して、気泡剤、発砲ビーズ、発砲樹脂破砕細片等の軽量化材を添加混合する。
【００５７】
かくして、第１および第２の管路型ミキサー４，５を通過することで、流動性原料はその移送過程で軽量固化材料へと変化する。この際、本第１の形態では、比重調整済み流動性原料を移送ラインに送り出すポンプの元圧のみで、第１および第２の管路型ミキサー４，５を通過させる構成を採用しており、非常に簡素かつ省エネルギーな構成となっている点にも特徴がある。またそのため、第１および第２の管路型ミキサー４，５における流動性原料と固化材または軽量化材との配合比は送り出しポンプと第１の管路型ミキサー４との間における流量を測定し、これ応じて固化材供給装置６の供給量または軽量化材供給量を調整または制御することによって定めることができるようになっている。
【００５８】
なお、図示例は、法面Ｇを覆う擁壁Ｗの背面盛土として軽量固化材料を投入するにあたり、流動性原料を法面に移送する過程で軽量固化材料Ｃに変化させてこれを投入する場合を想定している。
【００５９】
（第２の形態）
一方、図２に示す例は、ホッパ供給型の管路型ミキサー４´（詳細は第５のミキサー例として後述する）を用いた場合のシステム構成例を示している。すなわち、流動性原料は、比重調整装置１に供給され、図１に示す例と同様に比重調整された後、ロータリーフィーダＲ等の定量切り出し手段により所定量が連続的に切り出され、第１の管路型ミキサー４´に落下供給される。
【００６０】
第１の管路型ミキサー４´に供給された流動性原料は、回転駆動されるスクリュー羽根によって流動性原料の単位時間あたりの供給量以上の押出量で下流側へ移送するとともに、その移送過程の流動性原料に、固化材供給装置６´から供給される固化材が添加剤供給口から添加され、回転駆動される攪拌翼により攪拌混合される。図示例は、セメント等の粉粒体固化材をサイロ６ｓから固化材供給装置６に随時供給し、固化材供給装置６が粉粒体のままで所定量を連続的に第１の管路型ミキサー４´に供給する場合を想定している。この場合、流動性原料と固化材との配合比は、ロータリーフィーダＲおよび固化材供給装置６´の供給量を予め設定しておくことで定めることができる。
【００６１】
第１の管路型ミキサー４´において固化材が添加された流動性原料は、次いで圧送ポンプ２により第２の管路型ミキサー５に供給され、前述例と同様に第２の管路型ミキサー５の管路を通過する過程で軽量化材が添加混合され、軽量固化材料へと変化される。
【００６２】
本第２の形態では、第２の管路型ミキサー５に対する流動性材料の供給量については圧送ポンプ２の圧送流量により定まるため、圧送ポンプ２と第２の管路型ミキサー５との間に流量計３を介在させ、その計測結果に応じて軽量化材供給量を調整または制御することにより、第２の管路型ミキサー５における配合比を定めうるようになっている。その他は、基本的に第１の形態と同様である。
【００６３】
（第３の形態）
上記例では、管路型ミキサーとして固化材添加のためのものと軽量化材添加のためのものとを個別に設けているが、本発明では図３に示すように、一つの管路型ミキサー４０（図中の管路型ミキサー４０は後述する図１１に示す例に該当する）において、軸部材の長手方向に適切な間隔をもって複数の添加剤供給口を設け、上流側の供給口からは固化材を添加し、下流側の供給口からは軽量化材を添加するようにすることもできる。この場合、攪拌混合部を長く取る必要があるが、全体としてみれば一つの管路型ミキサー４０で固化材および軽量化材の添加混合を行うことができるため、システムをコンパクト化できる利点がある。
【００６４】
（変形形態）
上記第１及び第２の実施形態の対比から判るように、管路型ミキサーを直列的に用いる場合、適所（一箇所または複数箇所）に圧送ポンプを配置して材料移送を行うことができる。
【００６５】
また、固化材および軽量化材をこの順に添加混合する限り、更に管路型ミキサーを一つ又は複数追加し、または軸部材に添加材供給口を一つ又は複数追加し、固化材および軽量化材の添加の前、間もしくは後に、同種の又は異種の材料を添加することもできる。具体的には、固化材の添加混合を行った後に、第１の軽量化材として石炭灰を混合し、続いて第２の軽量化材として気泡を入れるなど多くのバリエーションが考えられる。
【００６６】
＜管路型ミキサーの実施形態＞
（第１のミキサー例）
図４は、泥土等の第１流動材料Ｘ（流動性原料に相当する。以下同じ。）を管路型ミキサー装置１０内にポンプ等によって圧送供給する場合の実施形態を示している。すなわち、この管路型ミキサー装置例１０は、上流側供給部１２ｉおよび下流側排出部１２ｅを有する混合管路１２の内空内に、軸部材１４が同軸的に軸支されており、軸部材１４の外周面には、上流側から順に長手方向に間隔をおいてスクリュー羽根１４ｓおよび攪拌翼１４ｍが多数設けられている。軸部材１４の基端部は混合管路１２のＳ字状曲がり部を介して管外に貫通され、モータ等の回転駆動手段１５に対して動力伝達可能なように連結されている。また、軸部材１４は中空とされ、攪拌翼形成部分の途中に相当する位置に内外に連通する噴射口１４ａが形成されるとともに、基端開口がスイベル装置１６を介して供給管路１７に連通されており、この供給管路１７から軸部材１４内及び噴射口１４ａをこの順に介して、攪拌翼１４ｍの形成部分に第２流動材料Ｙが供給されるようになっている。
【００６７】
かかる管路型ミキサー装置１０の供給部１２ｉに対して、例えばピストンポンプ等によって第１流動材料Ｘが圧送供給される。混合管路１２内に圧送供給されてくる第１流動材料は、先ず、回転駆動されるスクリュー羽根１４ｓにより減勢され且つ整流され実質的に連続定量の流れとなる。この際、第１流動材料Ｘの種類によっては予備攪拌も同時になされる。特に、ピストンポンプ等の断続供給手段により第１流動材料Ｘが圧送供給されてくると、バルブ切り替えにより圧送が行われている状態と圧送停止状態とが瞬時かつ交互に繰り返される波動パターンで第１流動材料がスクリュー羽根１４ｓに到達する。スクリュー羽根１４ｓはかかる波動圧を減勢する一方、圧送停止時には吸引押出しを行う機能をも有するものである。
【００６８】
スクリュー羽根１４ｓにより整流された第１流動材料は、次いで、噴射口１４ａの上流側において回転駆動される攪拌翼１４ｍにより予備攪拌された後、噴射口１４ａから定量供給される第２流動材料Ｙ（添加材に相当する。以下同じ。）と合流され、これら第１流動材料と第２流動材料とが噴射口位置およびその下流側において回転駆動される攪拌翼１４ｍにより攪拌混合され、この攪拌混合物が排出部１２ｅを介して排出される。
【００６９】
特に本例のように第１流動材料Ｘを圧送供給する場合において、上記の整流作用を発揮させるためには、スクリュー羽根１４ｓによる単位時間あたりの整流可能量が、第１流動材料Ｘの単位時間あたりの供給量以上となるように構成することを推奨する。このスクリュー羽根１４ｓの整流可能量は試験により求めることができ、第１流動材料Ｘの供給量は、予め定められるポンプ容量から求めたり、当該管路型ミキサー装置１の上流側に流量計等を介在させて計測したりすることができる。またこのために、第１流動材料の供給量に応じて、回転駆動手段１５によるスクリュー羽根１４ｓの回転速度を適切に設定または制御したり、スクリュー羽根４ｓのサイズ・形状、管路容積等を適切に設計したりすることができる。
【００７０】
かくして構成された管路型ミキサー装置１においては、混合管路１２内に供給されてくる第１流動材料を、スクリュー羽根１４ｓによる整流作用により安定した連続定量流としてから第２流動材料Ｙと混合することができる。したがって、本発明では、安定した比率で第１及び第２流動材料Ｘ，Ｙの混合が可能となるのである。かかる整流作用を利用する本発明の管路型ミキサーでは、特に第１流動材料Ｘをピストンポンプ等の断続供給手段によって供給する場合であっても、その脈動をスクリュー羽根により打ち消して連続定量化できる。
【００７１】
本第１のミキサー例における第１流動材料Ｘは、泥水・泥土のほかスラリー状石炭灰や鉄鋼スラグなどの泥土類であることができ、第２流動材料Ｙは、セメント・石灰系固化材のほか、発泡剤、石炭灰、発泡ビーズ、流動化剤、疎水剤など泥土類に混合処理する材料であることができる。
【００７２】
例えば、第１の流動材料Ｘとして泥土類をポンプ圧送により供給し、第２の流動材料として固化材等を添加して混練し、固化処理土を製造することができる。この場合における固化材等としては、本第１のミキサー例では、粉粒体状でもスラリー状のものでも適用できる。ただし、粉粒体固化材は圧気に乗せて供給するため、本例のように混合管路１２に排気手段を設けていない場合、混合物に空気が混入した混気圧送となる。この場合、混合物を排出部１２ｅへ送り出す圧送圧は、泥土類の供給圧に粉粒体固化材の供給空気の圧力が加わる。一方、スラリー状固化材を添加混合する場合は、混気圧送とはならない。この場合、混合物を排出部１２ｅへ送り出す圧送圧は、泥土類の供給圧によるものとなる。
【００７３】
（第２のミキサー例）
第１の例のように混合管路１２が直管で水平配置であり端部開口から排出する場合や、図示しないが混合管路が直管で水平配置であり底面に排出部がある場合等のように、攪拌翼１４ｍの下流側の一部または全部がスクリュー羽根１４ｓおよび攪拌翼１４ｍと対応する部分よりも下側に位置していると、混合物の送り出し抵抗が小さいために、材料がスクリュー羽根１４ｓおよび攪拌翼１４ｍと対応する部分に充満しにくくなり、所望の比率での混合を行えない場合が想定される。
【００７４】
図５に示す第２の例は、混合管路１２のスクリュー羽根１４ｓおよび攪拌翼１４ｍと対応する部分は直管で水平配置であるが、攪拌翼１４ｍの下流側部分を屈曲させ、排出部１２ｅがスクリュー羽根１４ｓおよび攪拌翼１４ｍと対応する部分よりも上側に位置するように構成したものである。かかる構成を採ることで、混合管路１２が直管で水平配置でありながらも、攪拌混合物の送り出し抵抗が増加し、スクリュー羽根１４ｓおよび攪拌翼１４ｍと対応する部分に流動材料が充満し、確実かつ十分な混合が可能となる。また攪拌混合物の送り出し抵抗があると、安定した量の排出が行えるため、量管理を行いやすい。
【００７５】
（第３のミキサー例）
図６に示すように、混合管路１２は直管であるものの、管２全体を下流側が上側となるように傾斜させることでも、混合物の送り出し抵抗を増加させ、攪拌混合部分に材料を充満させることができる。図示形態では、混合管路１２の下流側端部の底部に排出部（排出口）１２ｅが設けられているが、この排出部１２ｅは、スクリュー羽根１４ｓおよび攪拌翼１４ｍと対応する部分よりも上側に位置するため、混合物の送り出し抵抗が増加することに変わりはない。また、図６に示す例のみ、上流側屈曲部を水平方向において屈曲させているが、他の例でも同様の構成を採ることができる。
【００７６】
（第４のミキサー例）
図示しないが、混合管路は直管であるものの、その下流側端部上部に排出部１２ｅを設け、混合物をオーバーフローさせることで、混合物の送り出し抵抗を増加させ、攪拌混合部分に材料を充満させることができる。
【００７７】
（第５のミキサー例）
他方、図７は、混合管路１２内に対して第１流動材料Ｘが非圧送状態で供給される場合に好適な実施形態を示している。この第２の実施形態に係る管路型ミキサー装置例は、混合管路１２は直管状とされ、スクリュー羽根１４ｓ形成部分と対応する位置の上壁に、第１流動材料Ｘを落下供給するための供給部（供給口）１２ｉが連通形成されており、この供給部に対して定量フィーダ（図中はロータリーフィーダ）１２ｒを介してホッパ１２ｈが連通されている点で、他の例と異なる。その他の構成は基本的に前述の例と同様である。
【００７８】
かかる管路型ミキサー装置では、ホッパ１２ｈに貯留された第１流動材料Ｘは定量フィーダ１２ｒにより切り出され、供給部１２ｉを介して混合管路１２内に落下供給される。供給された第１流動材料Ｘはスクリュー羽根１４ｓの押出し作用により排出部１２ｅ側へ連続定量流として押出される。押し出された第１流動材料は、噴射口１４ａよりも上流側において回転駆動される攪拌翼４ｍによって予備攪拌（プレミキシング）された後、噴射口４ａから定量的に噴射供給される第２流動材料Ｙと合流され、これら第１流動材料と第２流動材料とが噴射口１４ａの位置およびその下流側において回転駆動される攪拌翼１４ｍにより攪拌混合され、この攪拌混合物が排出部２ｅを介して排出される。
【００７９】
このように、非圧送状態で第１流動材料Ｘが供給される場合、スクリュー羽根１４ｓによる単位時間あたりの押出量が第１流動材料Ｘの単位時間あたりの供給量未満であると、供給された第１流動材料Ｘをスクリュー羽根１４ｓの下流側部分に安定・確実に送り込み、当該部分に材料を充満させることができず、安定した比率での混合が困難である。したがって、スクリュー羽根１４ｓによる単位時間あたりの押出量が、第１流動材料Ｘの単位時間あたりの供給量以上となるようにすることが推奨される。これによって、スクリュー羽根１４ｓの下流側に材料を常時充満させることができる。この場合、スクリュー羽根１４ｓによる押出量分の混合材料が当該ミキサー装置から確実に排出されるようになる。
【００８０】
（第６のミキサー例）
また本発明では、図８に示すように、第１流動材料Ｘについても軸部材１４に別途設けた供給口１４ｄから混合管路１２内に供給することができる。この場合、軸部材１４は２重管（または２本の並列管でも良い）により構成し、軸部材外面に各流路の吐出口１４ａ，１４ｄを開口させ、一方を第１流動材料Ｘ用として、また他方を第２流動材料Ｙ用として構成することができる。この場合、例えば上流側から混練水や泥水、泥土を供給するとともに、下流側から粉粒体またはスラリー状固化材を供給することによって、スラリー状固化材や固化処理土を製造することができる。
【００８１】
（ミキサーの細部構成）
第１のミキサー例の項で述べたように、スラリー状材料をポンプ圧送により供給し、粉粒体を圧気供給する場合には、排気手段がないと混気圧送となる。この場合、空気が体積変化を起こし易いために移送が円滑に行えない場合も想定される。かかる場合には、第３及び第４の例に示すように、混合管路１２における粉粒体供給位置よりも下流側の上部に排気手段を備え付けるのが好ましい。図示例では、混練管路１２の所定部位に窪みスペース１２ｓを設け、この窪みスペース１２ｓの上部に排気口１２ｄを連通させる等により排気手段を備え付けるのが好ましい。一方、固化材等をスラリー状態で供給する場合には、排気手段は必要としない。
【００８２】
また、第１流動材料Ｘを圧送供給する形態では、スクリュー羽根１４ｓによる整流・減勢作用があり、このため混合物の送り出しの勢いが低減し、円滑な排出を行えない場合も想定される。したがって、図４及び図５に示すように、軸部材１４における攪拌翼１４ｍの下流側に、混合物の前記下流側排出部への送り出しを促進するブーストスクリュー羽根１４ｂを設けるのも好ましい。なお、図６〜８に示す例において軸部材１４における攪拌翼１４ｍの下流側に設けられているスクリュー羽根１４ｒは、上記ブースト作用を有するものではない。これは、上流のスクリュー羽根１４ｓやブーストスクリュー羽根１４ｂとは移送方向が反対向きとなっており、攪拌翼により順次押し出されてくる混合物を混合管路１２下部の排出口１２ｅ上を通過させずに押し戻して、排出口に円滑に落とし込むためのものである。
【００８３】
さらに、本発明の管路型ミキサーでは、図３〜図９に示すように、軸部材における第２流動材料供給口１４ａの軸部材回転方向の前側にカバー部材１４ｃを設けるのも好ましい形態である。かかるカバー部材１４ｃは軸部材１４に伴って攪拌物を押しのけながら回転するため、第２流動材料供給口１４ａ位置に第２流動材料の供給スペース（空洞）が常時形成され、供給口１４ａからはこのスペースに第２流動材料が送り出される。よって、第２流動材料を円滑かつ確実に第１流動材料中に分散供給できるようになる。なお、図９（ａ）及び（ｂ）は、互いに移送角が９０°異なる状態を対比的に示したものであり、両者の構成は同じである。
【００８４】
さらに、本発明の攪拌翼１４ｍは、図９に詳細に示すように、攪拌作用および混合対象移送作用を有する複機能翼ｍ２と攪拌作用のみ有する単機能翼ｍ１とにより編制し、これらを軸部材１４を中心とした螺旋方向に沿って、複機能翼ｍ２一枚または二枚おきに単機能翼ｍ１一枚が介在する交互配置で設けるのも好ましい形態である。図示例では、複機能翼ｍ２は軸心と直交する面に対して所定の角度で傾斜した平板体となっており、一方、単機能翼ｍ１は軸心と直交する面と平行な平板体となっている。かかる交互配置を採用することにより、移送特性を損なわずに混合性を向上させることができる。
【００８５】
複機能翼ｍ２は、スクリューの一部を切り取ったプロペラ状（曲面板状）にするのが望ましいように考えられるかもしれないが、実際には、図示のように平板状にして軸を挟んだ配置とすると、泥土が当たる位置によって、泥土類の動きの方向が変化し、より混合攪拌性が高まるため好ましい。すなわち、図１０に示すように、同じ回転半径上にあるＡ点およびＢ点において、回転方向に直角に作用する押出し力Ｐが、平板状の複機能翼表面に沿ってＡ点では外方に向かう移動力Ｐ１、Ｂ点では内方に向かう移動力Ｐ２を発生させ、これが攪拌効果を増大させるのである。
【００８６】
ただし、本発明の管路型ミキサーは、いずれか一方の攪拌翼のみでも第１流動材料の供給圧を調整する等により機能させることは可能である。
【００８７】
また、本発明の攪拌翼１４ｍは、軸部材１４を中心とした螺旋方向に沿って、９０度または６０度の位相間隔をもって複数配置されていると、より効果的な攪拌混合が可能となることも判明している。
【００８８】
さらに、本発明者らは、現在までの研究開発の結果から、下記のスクリュー羽根１４ｓ及び攪拌翼１４ｍの構成ならびに動作条件の組み合わせが非常に好適であるとの知見を得ている。
１．スクリュー羽根の巻き数：１〜３（枚）
２．スクリュー羽根のピッチ（ＳＰ）：混合管の直径の０．４〜０．８倍
３．攪拌翼の配置：螺旋配置
４．攪拌翼の数：１ピッチ（ＭＰ）あたり４〜６枚の間隔で５〜１５ピッチ
５．運転時の軸部材回転数：１５０〜２００／πｄ（ｒｐｍ）
ここに、ｄはスクリュー羽根および攪拌翼の径である。
６．混合管路内の材料流速ｖ：１０〜５０ｍ／ｍｉｎ
【００８９】
（軸部材の供給口を複数にした例）
他方、本発明の管路型ミキサー装置においては、一つの管路型ミキサー装置に３以上の供給手段を設け、上記例よりも更に多くの経路を介して２種類または３種類以上の材料を混合管路内に供給するように構成できる。
【００９０】
具体的には図１１および図１２に示すように、攪拌翼１４ｍと対応する部位を長く取り、軸部材１４における攪拌翼１４ｍと対応する部位に、所定の間隔をもって複数の供給口を設けることができる。図１１に示す例は前述の第２の例を、および図１２に示す例は前述の第３の例をそれぞれ変形し軸部材の供給口１４ａを一つ追加したものであり、基本的構成は前述のとおりである。ただし、これらの例４０，５０では軸部材１４の下流側端部が混合管路１２外に貫通導出されるとともに、軸部材１４内における上流側供給口１４ａと下流側供給口１４ａとの間の部分が図示しない閉塞部材により遮断されている。かくして、先に添加混合する材料Ｙ１を軸部材１４の上流側端部から供給すれば、それが上流側供給口１４ａから混合管路１２内に供給され、上流側及び下流側供給口１４ａ，１４ａ間に位置する攪拌翼１４ｍにより第１流動材料Ｘと混合される。さらに、後に添加混合する材料Ｙ２を軸部材１４の下流側端部から供給すれば、それが下流側供給口１４ａから混合管路１２内に供給され、下流側供給口１４ａの下流側に位置する攪拌翼１４ｍにより、材料Ｙ１が混合された第１流動材料Ｘと混合される。
【００９１】
この場合において、上流側供給口１４ａから供給する材料Ｙ１と下流側供給口から供給する材料Ｙ２は同じにすることもできるし、異ならせることもできる。また、さらに軸部材１４の供給口数を増やすこともでき、この場合軸部材１４を二重以上の多重管構造とし、管路内および管路間の隙間を介して流動材料の供給経路を形成することができる（図示せず）。
【００９２】
（複数の管路型ミキサーを直列接続した例）
本発明の管路型ミキサーは材料搬送管路の一部として介在させることによって、材料搬送過程で他の添加材料（第２流動材料）との混合を可能にするものであり、添加材料が一種類の場合や複数種類の添加材料を共通の管路を介して供給できる場合等においては一本の搬送ラインに一つの管路型ミキサーのみを設置するだけでも良いが、複数種または同種の添加材料を段階的に添加混合する場合等においては、複数の管路型ミキサー装置を直接的または他の装置や管路を介して間接的に直列接続し、各管路型ミキサー装置において、順次添加材料を追加混合することもできる。
【００９３】
この具体例を図１３〜図１５に示した。図１３に示す例は、搬送管Ｔを介して前述の第１の例のミキサー１０，１０を直列に連結したものであり、第１流動材料Ｘに対して、第２、第３の流動材料Ｙ１，Ｙ２が順次混合される。また図１４に示す例は、下方に開口する排出口１２ｅを有する管路型ミキサー１０Ａを上流側に配置し、上方に開口する供給口１２ｉを有する管路型ミキサー１０Ｂを下流側に配置し、上流側ミキサー１０Ａの下向き排出口１２ｅと下流側ミキサー１０Ｂの上向き供給口１２ｉとを直接連結し、両ミキサー１０Ａ，１０Ｂを一体化したものである。このように混合部を複数有するものも本発明の管路型ミキサーに含まれる。この図１４に示す例では、材料の移送元と移送先との位置関係に応じて、いずれか一方のミキサー１０Ａを他方のミキサー１０Ｂに対して連結部を中心に任意角度回転した配置を採ることができ、例えば図１５に示すように、材料の折り返し移送を行うＵ字配置とすることもできる。
【００９４】
なお、これらの具体例において、前述した他の管路型ミキサーを使用することも、もちろん可能である（図示せず）。
【００９５】
ところで、前述の軽量固化材料の製造方法はかかる直列形態を応用したものであるが、本発明の管路ミキサーの直列接続形態は前述の軽量固化材料の製造方法に限られるものではない。例えば、前述の軽量固化材料の製造方法とは反対に、第１の管路型ミキサー４において軽量化材料を供給し、第２の管路型ミキサー５において固化材を混合する形態にも使用することができる。
【００９６】
＜固化材供給装置の実施形態＞
図１６は、本発明に係る固化剤供給装置例を示している。符号２０は、セメント等の粉粒体を一時的に貯留する粉粒体貯留ホッパであり、例えばサイロ等に貯留されている粉粒体が必要に応じて上部の供給口２０ｉからホッパ２０内に供給される。
【００９７】
ホッパ２０に供給された粉粒体固化材は、定量切り出し装置（図示例はロータリーフィーダ）２１により切り出され、その排出口から落下排出され、鉛直方向に沿う直線状合流管路２２の径方向中央部分を通じて攪拌混合装置２３の供給部２３ｉに投入される。合流管路２２内は、粉粒体が落下流通する中央部分の周囲に環状の液溜り堰２２ｄが設けられ、この堰２２ｄ内（中央部に対しては外側）に管壁を貫通する液体供給管２２ｉが連通されている。よって、液体供給管２２ｉから液体（水、添加剤等）を供給すると、その液体は堰２２ｄ内に一時的に貯留された後に、堰２２ｄをオーバーフローして中央部に滝状に供給される。一方、攪拌混合装置２３は、基本的に前述の図７に示す管路型ミキサーからホッパ、ロータリーフィーダおよび排気手段を省略したものと基本的に同様であるため、説明を省略する。
【００９８】
かくして構成された固化材供給装置では、合流管路２２内に落下供給された粉粒体は、合流管路２２内の中央部分を通過する過程で、その周囲の堰２２ｄをオーバーフローして滝状に供給される液体により挟み込まれ若しくは絞り込まれ、液体により包まれるようにして液体と合流される。合流した粉粒体と液体とは攪拌混合装置２３により攪拌混合された後、外部に送り出される。
【００９９】
図１７には別の本発明に係る固化材供給装置例を示した。この形態では、図１６に示す形態に対して、合流管路が逆さ円錐台状をなすサイクロンシュート２２Ｓとなっており、その上部の内壁に内周方向を臨むように液体供給管２２ｉが連通されている点が主に異なる。この場合、液体供給管からサイクロンシュート内に供給された液体は内周面に沿って旋回降下する。したがって、サイクロンシュート２２Ｓ内に落下供給された粉粒体は、液体の旋回降下部分内に落下されて、液体により包み込まれるようにして合流される。攪拌混合装置２３は管路型ミキサーであり、サイクロシュート２２Ｓ下部が連通する供給口２４ｉが上流側上部に形成され、下流側端部上部に排出口２４ｅが形成された水平直管型の混合管路を有するものであり、混合物が排出口２４ｅからオーバーフローにより排出されるタイプのものである。
【０１００】
これらの例においては、粉粒体が液体により包み込まれるようにして合流されるため、合流管路内面や攪拌混合装置内面等、周囲への粉粒体の付着等なしに両者を確実に連続合流させることができる。またその結果、より正確な配合比の固化材を得ることができるようになるという利点がもたらされる。
【０１０１】
また、これらの例では、図示のようにホッパ２０及び定量切り出し装置２１をフレキシブル継手２５を介して合流管路２２等と接続するとともに、ロードセル２６，２６を介して吊り下げており、このロードセル２６の計測値によりホッパ２０及び定量切り出し装置２１内の貯留粉粒体量を計測できるようになっている。また、液体は、定量ポンプから流量計を介して供給することで量管理する方法や、水槽または水ホッパからロータリーフィーダを介して供給する方式を採ることができる（図示略）。さらに、上記例では攪拌混合装置２３，２４として管路型ミキサーを使用したが、バッチ式または連続式のアジテータを用いることもできる。
【０１０２】
＜比重調整装置の実施形態＞
例えば、前述のように、浚渫泥土のような品質が安定しない材料を利用する場合、その品質管理が重要となる。その主要なパラメータのひとつに比重管理がある。水分及び固形分を含む流動性原料の比重管理は、含水量の調整にほかならない。ここでは、広範な含水比の含水物や、含水比の変動幅が大きい場合等に対応できる比重調整装置についても提案する。
【０１０３】
図１８は、本発明に係る比重調整装置例３０を示しており、主要構成として比重調整槽３１を備えている。比重調整槽３１は、槽内の流動性原料の体積を計測する体積計測手段として水位センサー３１Ｓを備えている。すなわち、比重調整槽は一定の容積を有しているため、水位センサー３１Ｓにより水位を計測するだけで、槽内の流動性原料の体積を計測できる。
【０１０４】
また図示形態では、比重調整槽３１はロードセル３１Ｌ，３１Ｌによって吊り下げられており、このロードセル３１Ｌにより槽内の流動性原料の重量を計測できるようになっている。そして、これらの計測結果に基づいて槽３１内の流動性原料の比重を求めることができる。この比重測定は、例えば図示しない制御装置により行われる。
【０１０５】
また、槽３１内への流動性原料の供給管３１Ａおよび給水管３１Ｂが、槽３１上方に開口しており、また槽３１内の上部には、上澄み水を吸引するための吸引管３１Ｃが挿入されている。
【０１０６】
かくして構成された比重調整槽３１においては、槽３１内に投入される流動材料の容積および質量を水位センサー３１Ｓ及びロードセル３１Ｌにより計量することによってその流動材料の比重を計測し、それが所期の比重に満たない場合には所要量の水を吸引管３１Ｃを介して吸引排水し、また所期の比重よりも大きい場合には給水管３１Ｂを介して所要量の加水を行うことによって比重調整することができる。すなわち、この比重調整槽３１は、加水を主体とし、排水を要する場合には土粒子の沈降沈殿を待って上澄み水を排水する方式となっている。なお、この動作は図示しない制御装置により行わしめることができる。
【０１０７】
他方、本実施形態では、比重調整槽３１の底部には排出口が設けられ、この排出口はゲートバルブ３２等のバルブを介してアジテータ槽３３（攪拌混合手段）に連通されている。したがって、比重調整された流動材料はゲートバルブ３２の開放によってアジテータ槽３３に供給され、攪拌混合される。流動性原料を比重調整槽３１内に一時的に貯留すると、水分と固形分との分離が進行するため、このように、比重調整を終えた流動性原料は攪拌混合処理を経て外部に供給するのが望ましい。
【０１０８】
図示例のアジテータ槽３３は、下部に水平方向に沿う攪拌軸３３ｘが軸支され、この攪拌軸３３ｘの外面には移送機能および攪拌機能を有する攪拌翼ｍ２が多数設けられ、この攪拌軸３３ｘが槽３３外の回転駆動源３３ｍに連結され回転駆動されるように構成され、攪拌翼ｍ２による材料移送方向の下流側の位置においてアジテータ槽底部に排出口が形成されたものである。
【０１０９】
さらに、図示の比重調整装置は、前述の図２に示す製造方法を想定したものであり、アジテータ槽３３の排出口に対して定量切り出し装置Ｒ（図示例はロータリーフィーダ）を介して管路型ミキサー４´が連結されており、アジテータ槽３３内で攪拌された流動材料を切り出し装置Ｒにより切り出し、管路型ミキサー４´に対して定量供給するようになっている。またこの場合、管路型ミキサー４´への供給精度をあげるため、図示形態では、アジテータ槽３３をロードセル３３Ｒ，３３Ｒで懸架し、このロードセル３３Ｒにより計測されるアジテータ槽３３内の流動材料保有量に応じて定量切り出し装置Ｒの回転を制御するように構成するのも望ましい形態である。
【０１１０】
これに対して、図１９は、比重調整槽３１内に貯留された流動性原料の水分をろ過材３１Ｆを介して積極的に吸引排水する例を示している（上記のように上澄み水を排出する場合にもろ過材を介して吸引することもできる）。
【０１１１】
より詳細には、比重調整槽３１内に、中央部を取り囲むように濾布等のろ過材３１Ｆを建てこみ、その取り囲み部分内と、ろ過材３１Ｆ外面と槽３１内面との間の排水スペース３１ｚとをろ過材３１Ｆにより遮断するとともに、吸引管３１Ｃを槽壁を貫通して排水スペース３１ｚ内に臨ませている。また、槽３１内への流動性原料の供給管３１Ａおよび給水管３１Ｂは、ろ過材３２Ｆによる取り囲み部分内上に開口している。
【０１１２】
この場合、排水に際しては、調整槽３１内のろ過材３１Ｆ取り囲み部分内に流動材料が供給されると、自重圧により水のみがろ過材３１Ｆを通って排水スペース３１ｚに滲出するので、この滲出水を吸引管３１Ｃを介して所要量吸引排出する。
【０１１３】
本形態では、上記機能を発揮しうる限り、ろ過材３１Ｆの配置は任意である。ろ過材として濾布を使用する場合、図２０に示すように、（ａ）に示すように調整槽３１の内周面に沿って円筒状の濾布を配置したり、（ｂ）に示すように濾布支持部材３１Ｐ，３１Ｐを必要数を立設して、周方向に所定の間隔で局所的に中央側に張り出させたり、（ｃ）に示すように６頂点星形に配置したりすることができる。
【０１１４】
また、図１９に示す比重調整装置３０´は、前述の図１に示す製造方法を想定したものであり、アジテータ槽３３の排出口に対してピストンポンプ２が接続されており、このピストンポンプ２によって、アジテータ槽３３内からの流動材料の吸引取出しならびに外部（図１に示す形態では第１の管路型ミキサー４）に対する流動材料の送り出しが可能となっている。
【０１１５】
【発明の効果】
以上のとおり、本発明によれば安定した比率での混合が可能となる。また、泥土や泥水から均質な軽量固化材料を製造できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る計量固化材料の製造方法のフロー図である。
【図２】  他の、本発明に係る計量固化材料の製造方法のフロー図である。
【図３】  別の、本発明に係る計量固化材料の製造方法のフロー図である。
【図４】  管路型ミキサーの第１の例を示す縦断面図である。
【図５】  管路型ミキサーの第２の例を示す縦断面図である。
【図６】  管路型ミキサーの第３の例を示す縦断面図である。
【図７】  管路型ミキサーの第５の例を示す縦断面図である。
【図８】  管路型ミキサーの第６の例を示す縦断面図である。
【図９】  回転角の異なる状態を示す、管路型ミキサーの要部拡大縦断面および横断面図である。
【図１０】  攪拌混合原理の説明図である。
【図１１】  他の管路型ミキサーの例を示す縦断面図である。
【図１２】  別の管路型ミキサーの例を示す縦断面図である。
【図１３】  管路型ミキサーを複数接続した例を示す縦断面図である。
【図１４】  管路型ミキサーを複数接続した他の例を示す縦断面図である。
【図１５】  管路型ミキサーを複数接続した別の例を示す縦断面図である。
【図１６】  固化材供給装置例を示す縦断面図である。
【図１７】  別の固化材供給装置例を示す縦断面図である。
【図１８】  比重調整装置例を示す縦断面図である。
【図１９】  他の比重調整装置例を示す縦断面図である。
【図２０】  ろ過材の配置例を示す横断面図である。
【符号の説明】
１，３０…比重調整装置、２…ピストンポンプ、４，４´，５，１０…管路型ミキサー装置、６…固化材供給装置、１２…混合管路、１２ｉ…供給部、１２ｅ…排出部、１４…軸部材、１４ｓ…スクリュー羽根、１４ｍ…攪拌翼、１４ａ…噴射口、Ｘ…第１流動材料、Ｙ…第２流動材料、３，３０…比重調整装置。
【図１】
0003650380.tif 000002
【図２】
0003650380.tif 000003
【図３】
0003650380.tif 000004
【図４】
0003650380.tif 000005
【図５】
0003650380.tif 000006
【図６】
0003650380.tif 000007
【図７】
0003650380.tif 000008
【図８】
0003650380.tif 000009
【図９】
0003650380.tif 000010
【図１０】
0003650380.tif 000011
【図１１】
0003650380.tif 000012
【図１２】
0003650380.tif 000013
【図１３】
0003650380.tif 000014
【図１４】
0003650380.tif 000015
【図１５】
0003650380.tif 000016
【図１６】
0003650380.tif 000017
【図１７】
0003650380.tif 000018
【図１８】
0003650380.tif 000019
【図１９】
0003650380.tif 000020
【図２０】
0003650380.tif 000021