(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
原料を一時的に蓄えて順次送り出すものであって、傾斜した底面及びその底面の最下部に排出口を有する本体と、回転に伴って原料を排出口に向かって送ることができるように本体内部に底面に沿って底面の傾斜方向に配列して固定された複数本のローラと、下位にあるローラほど速く回転させる手段とを備えたことを特徴とするホッパ。
【請求項２】
ローラが、その外周に回転軸と同心で中央部を境にして反転する螺旋状のガイドを有する請求項１に記載のホッパ。
【請求項３】
下位にあるローラほど速く回転させる前記手段が、各々のローラに付けられた大小２つのスプロケットと、下位にあるローラの小スプロケットと上位にあるローラの大スプロケットとを連結する無端チェーンである請求項１に記載のホッパ。
【請求項４】
排出口にカットスクリューが取り付けられている請求項１に記載のホッパ。
【請求項５】
投入された原料がローラに載る前にそれを分断するブリッジカットナイフが、排出口の上方にローラの回転軸と平行に固定されている請求項１に記載のホッパ。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかに記載のホッパから排出された原料を搬送する搬送手段と、搬送手段による搬送途中の原料に添加物を添加する添加手段と、搬送された原料を添加物とともに混合するミキサーとを備えた粉砕混合装置。
【請求項７】
前記ミキサーは、回転軸と、回転軸と接する根部、その根部よりも径小の円柱状の嵌合部及び嵌合部から延びる円柱を軸方向に平割りしてなる幹部からなる羽根ベースと、嵌合部と嵌合し根部を回転軸との間に挟んで回転軸にボルト締めされることにより羽根ベースを回転軸に固定する固定フランジと、幹部に固定される羽根とを備えた請求項６に記載の粉砕混合装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ホッパに属する。また、ホッパを含む粉砕混合装置にも関連する。
【０００２】
【従来の技術】
原料を一時的に蓄えて順次送り出すために、傾斜した底面及びその底面の最下部に排出口を有するホッパは、周知である。この種のホッパは底面が傾斜していることから、ホッパに投入された原料は、粉体、顆粒等のように流動性の良いものであれば、底面を滑落した後、排出口から排出される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、投入される原料が含水率の低い泥のように流動性の悪いものである場合、底面を滑落しにくい。かといって、底面を急勾配にして一気に滑落させると排出口が詰まってしまう。
【０００４】
それ故、この発明の目的は、流動性の悪い原料であっても順次排出できるようにしたホッパ、並びにそのホッパを用いて塊状の原料を粉砕し、粉砕物を必要な添加物と混合して再利用可能に加工する粉砕混合装置を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
その目的を達成するために、この発明のホッパは、
原料を一時的に蓄えて順次送り出すものであって、傾斜した底面及びその底面の最下部に排出口を有する本体と、回転に伴って原料を排出口に向かって送ることができるように本体内部に底面に沿って底面の傾斜方向に配列して固定された複数本のローラと、下位にあるローラほど速く回転させる手段とを備えたことを特徴とする。
【０００６】
このホッパによれば、原料を本体内部に投入し、ローラを回転させることにより、原料はローラの外周面にて排出口に向けて送られる。従って、ホッパ本体の底面の勾配が緩やかであっても、原料が順次排出口に送られる。また、底面の勾配が緩やかでも良いから、ホッパの容積効率が高く、排出口で詰まるおそれもない。複数本のローラが底面の傾斜方向に配列していれば、ローラの上半周面が実質的にホッパ本体の底面として機能し、恰も底面が動くようである。更にまた、下位にあるローラほど速く回転するので、原料を渋滞させることなく順調に排出口に送ることができる。
【０００７】
ローラが、その外周に回転軸と同心で中央部を境にして反転する螺旋状のガイドを有するものであれば、原料はローラとともに回転しながら排出口に向かうと同時にガイドの螺旋に案内されてローラの中央部に移動する。従って、原料が両端に偏らないので望ましい。
【０００８】
上記複数本のローラの各々に大小２つのスプロケットが付けられ、下位にあるローラの小スプロケットと上位にあるローラの大スプロケットとが無端チェーンで連結されていれば、ローラの駆動力が、連結されたスプロケットのギヤ比に反比例して下位から上位に減速されて伝達される。あるいはモータ等の駆動源の出力軸を最上位のローラと連結させたときは、上位から下位に加速されて伝達される。すなわち、これにより下位にあるローラほど速く回転して、原料を渋滞させることなく順調に排出口に送るので、好ましい。
【０００９】
前記排出口にカットスクリューが取り付けられていれば、排出口に順次送られてきた原料が、排出口の通路内部を通過する際にカットスクリューにて小さく砕かれる。従って、次工程での原料の取り扱いが容易となり、望ましい。
また、ホッパに投入された原料の大部分は排出口の両側から排出口に向かって送られるので、排出口の上方にある原料は後続の原料に圧縮される。従って、原料が粘土状である場合、ホッパがたとえ以上の構成を備えていても、圧縮原料が排出口の上方でブリッジを形成して排出口を塞いでしまうことがある。これに対しては、投入された原料がローラに載る前にそれを分断するブリッジカットナイフを、排出口の上方にローラの回転軸と平行に固定することにより解消できる。排出口の上方に投入された原料がブリッジカットナイフで分断されるので、ブリッジの前駆体が形成されず、後続の原料に押されて最下位のローラとブリッジカットナイフとの隙間を通って排出されるからである。
【００１０】
前記目的を達成するために、この発明の粉砕混合装置は、
上記のホッパから排出された原料を搬送するコンベア等の搬送手段と、搬送手段による搬送途中に原料に添加物を添加する噴射スクリューコンベア等の添加手段と、搬送された原料を添加物とともに混合するミキサーとを備えた。
【００１１】
この装置によれば、ホッパから適量ずつ排出された原料を、搬送手段にて搬送し、その途中で添加手段によって固化剤、水分調整剤等の添加物を添加した後、ミキサーにて混合する作業を連続して行うことができる。
【００１２】
このうち、前記ミキサーとして望ましいのは、回転軸と、回転軸と接する根部、その根部よりも径小の円柱状の嵌合部及び嵌合部から延びる円柱を軸方向に平割りしてなる幹部からなる羽根ベースと、嵌合部と嵌合し根部を介して回転軸にボルト締めされることにより羽根ベースを回転軸に固定する固定フランジと、幹部に固定される羽根とを備えた構造のものである。
【００１３】
このミキサーによれば、羽根は羽根ベースの幹部にボルト等の適当な固着手段で固定され、羽根ベースは、その根部に固定フランジ及び回転軸から付与される面圧によって固定される。従って、固定フランジと回転軸とを締結するボルトを緩めて面圧を解除するだけで、羽根ベースを回転軸に対して回転させ、羽根の向きを任意に変えることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
−実施形態１−
この発明の第一の実施形態を図面とともに説明する。図１は第一実施形態のホッパを示す正面図、図２はそのホッパの内部を示す斜視図、図３はカットスクリューを示す正面図である。
【００１５】
ホッパ１は、上向きに広がるように左右対称に傾斜した底面２１及びその底面２１の最下部に排出口２２を有する本体２と、回転軸が底面と平行且つ底面の傾斜方向と交差するように固定された左右各４本のローラ３とを備える。
【００１６】
ローラ３は、その外周に回転軸と同心で中央部を境にして反転する螺旋状のガイド３１を有する。ガイド３１は、金属線材をローラ３の外周面に螺旋状に巻いて溶接することにより形成された。ローラ３は、本体２外部に固定された軸受け（図示省略）に回転軸が支持されることにより、本体２に固定されている。そして、各回転軸の一端に大小２つのスプロケット３２，３３が取り付けられ（ただし、最上位のローラ３には小スプロケット３３は付けられていない。）、４本のローラのうち最下位のローラの大スプロケット３２が、ローラ用モータ（図示省略）の出力軸に付いたスプロケット３４と無端チェーンで連結されている。他方、最下位のローラ３の小スプロケット３３は、その隣のローラ３の大スプロケット３２と無端チェーンで連結されている。このようにして、モータと同調回転するスプロケット３４の駆動力は、次第に減速されて下位のローラの回転軸から上位のローラの回転軸に伝達される。
【００１７】
排出口２２は、底面に続く鉛直方向の通路２３を有し、内部に３本のカットスクリュー４が取り付けられている。通路２３の下端縁は、後述のコンベア５の勾配と平行に傾斜している。カットスクリュー４は、その回転軸の１本がスクリュー用モータ（図示省略）に直結のスプロケット２４とスプロケット及び無端チェーンを介して連結され、さらに各回転軸がスプロケット及び無端チェーンを介して互いに連結され、同期して回転するようになっている。カットスクリュー４の羽根４１は、ローラ３のガイドと同じく中央部を境にして反転する螺旋状をなしている。
【００１８】
このホッパ１によれば、原料を上方から本体２内部に投入し、ローラ用モータの駆動力にてローラ３を回転させることにより、粘度の高い原料であってもローラ３の外周面にて排出口２２に向けて送られる。ローラの上半周面が実質的にホッパ本体の底面として機能し、恰も底面が動くようである。しかも下位のローラほど速く回転するから、原料を大量に投入しても渋滞することなく順調に送られる。従って、底面２１の勾配が緩やかであっても、原料が順次排出口２２に送られる。また、底面２１の勾配が緩やかでも良いから、ホッパの容積効率が高く、排出口２２で詰まるおそれもない。また、原料はローラとともに回転しながら排出口２２に向かうと同時にガイドの螺旋に案内されてローラの中央部に移動する。従って、原料がローラ３の両端に偏らない。
【００１９】
続いて、排出口２２に順次送られてきた原料は、排出口の通路内部を通過する際にカットスクリュー４にて小さく砕かれる。従って、次工程での原料の取り扱いが容易となる。なお、羽根４１の巻き方向が回転軸の中央部を境にして反転しているので、原料は砕かれながら中央部に移動する。従って、大量の原料が通路の内面に付着することが防がれる。
【００２０】
ホッパ１は、以下のように他の機械と組み合わせて粉砕混合装置の要素として好適に利用することができる。図４は粉砕混合装置を示す正面図、図５は同じく平面図、図６は同装置に用いられるミキサーの内部を示す斜視図、図７はミキサーの羽根と回転軸との取り付け構造を示す図である。
【００２１】
粉砕混合装置は、上記ホッパ１の他に、ホッパ１から排出された原料を搬送するコンベア５と、コンベア５による搬送途中の原料に添加物を添加するスクリューコンベア６と、搬送された原料を添加物とともに混合するミキサー７とを備えている。
【００２２】
コンベア５は、その後方部がホッパ１の下に位置するよう傾斜して設置されており、前端にシュート５１が取り付けられている。そして、スクリューコンベア６は、その先端が搬送路の中間に位置するようにタンク６１に固定されている。
【００２３】
ミキサー７は、シュート５１の下方に設置され、上部に供給口、下部に排出口を有し、四角柱状の２本の回転軸７１と、多数の羽根ベース７２、固定フランジ７３及び羽根７４からなる。各回転軸７１には、多数の羽根７４が羽根ベース７２を介して四方向に固定されている。羽根ベース７２は、回転軸７１の側面と接する根部７２ａ、根部に続いて根部よりも径小の円柱状の嵌合部７２ｂ及び嵌合部７２ｂから延びる円柱形状を平割りしてなる幹部７２ｃからなる。
【００２４】
羽根ベース７２は、固定フランジ７３が嵌合部７２ｂと嵌合し根部７２ａを介して回転軸７１にボルト７２ｄ締めされることにより、固定フランジ７３及び回転軸７１から根部７２ａに加わる面圧で回転軸７１に固定されている。幹部７２ｃには、羽根７４がボルト等にて固着されている。従って、ボルト７２ｄを緩めて根部７２ａにかかる面圧を解除するだけで、羽根ベースを回転軸に対して回転させ、羽根７４の向きを任意に変えることができる。
【００２５】
この粉砕混合装置によれば、ホッパ１から適量ずつ排出された原料を、コンベア５にて搬送し、その途中でスクリューコンベア６を介してタンク６１内のセメント、石灰等の添加物を添加した後、ミキサー７にて混合する作業を連続して行うことができる。混合する材料の性質に応じて羽根７４の向きを調整すると良い。
【００２６】
採石現場で製品とされる砂利を洗浄する際、洗い落とされた汚泥はフィルタプレスされて２０〜３０％の水分を含むケーキ状にされた後、廃棄される。本例の粉砕混合装置によれば、生石灰を混入してケーキ状の汚泥を硬化させる作業を自動的に連続して行うことができる。しかも、カットスクリューにて破砕された後、添加物と混合されるので、得られた硬化塊の大きさは路盤材に好適である。このため、建築物の基礎材や道路建設用路盤材等の主材料であるクラッシャーランに増量材として混ぜることで、高価なクラッシャーランを節約することができる。
【００２７】
−実施形態２−
この発明の第二の実施形態を図面とともに説明する。図８は第二実施形態のホッパを示す正面図、図９はそのホッパの内部を示す斜視図である。
実施形態１で説明したようにホッパ１に投入された原料の大部分は排出口２２の両側から排出口２２に向かって送られるので、排出口２２の上方にある原料は後続の原料に圧縮される。従って、原料が粘土状である場合、実施形態１のホッパ１では、圧縮原料が排出口の上方でブリッジを形成して排出口を塞いでしまうことがある。
【００２８】
そこで、本例ではブリッジカットナイフ８を、その刃が上向きになるように、排出口２２の上方にローラ３の回転軸と平行に固定した。これにより、投入された原料がブリッジカットナイフ８で分断されるので、ブリッジの前駆体が形成されず、後続の原料に押されて最下位のローラ３とブリッジカットナイフ８との隙間を通って排出される。
【００２９】
【発明の効果】
以上のように、この発明のホッパは、流動性の悪い原料であっても順調に排出させることができるので、各種装置の原料供給機として活用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第一実施形態のホッパを示す正面図である。
【図２】上記ホッパの内部を示す斜視図である。
【図３】上記ホッパに適用されるカットスクリューを示す正面図である。
【図４】ホッパを用いた粉砕混合装置を示す正面図である。
【図５】同じく平面図である。
【図６】上記粉砕混合装置に適用されるミキサーの内部を示す斜視図である。
【図７】ミキサーの羽根の取り付け構造を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は左側面図、（ｃ）は平面図である。
【図８】第二実施形態のホッパを示す正面図である。
【図９】上記ホッパの内部を示す斜視図である。
【符号の説明】
１  ホッパ
２  ホッパ本体
２１  底面      ２２  排出口
３  ローラ
３１  ガイド      ３２  大スプロケット
３３  小スプロケット      ３４  モータに直結のスプロケット
４  カットスクリュー
５  コンベア
６  スクリューコンベア
７  ミキサー
７１  回転軸      ７２  羽根ベース
７３  固定フランジ      ７４  羽根
８  ブリッジカットナイフ
【図１】
0003599299.tif 000002
【図２】
0003599299.tif 000003
【図３】
0003599299.tif 000004
【図４】
0003599299.tif 000005
【図５】
0003599299.tif 000006
【図６】
0003599299.tif 000007
【図７】
0003599299.tif 000008
【図８】
0003599299.tif 000009
【図９】
0003599299.tif 000010