(57)【要約】【課題】粉体（及び／または粒体）と液体を混練する混練装置で、投入された粉体が湿っていてべとつく場合でも、混練を良好に行なえる構成を提供する。【解決手段】混練時、粉体が投入口１ａから筐体１内に投入されると、回転する２本の回転軸３，４において投入口１ａ直下のスクリュー部３ａ，４ａの外周面に設けられたスクリュー羽３ｂ，４ｂにより粉体が混練物を排出するための排出口１ｂ側へ搬送される。このとき、スクリュー羽３ｂ，４ｂが互いに相手の回転軸の外周面とスクリュー羽の両面に付着した粉体を掻き落としつつ粉体を搬送する。さらにスクリュー羽３ｂ，４ｂより排出口１ｂ側の部分で液体が注入され、回転軸３，４のスクリュー部３ａ，４ａより排出口１ｂ側の部分の外周面に立設された複数のロッド３ｃ，４ｃにより粉体と液体が混練されつつ排出口１ｂへ搬送される。【選択図】　　　　図１
2004105840.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉体及び／または粒体と液体を混練する混練装置であって、
長手方向の一方の端部の上側に前記粉体及び／または粒体を投入するための投入口、他方の端部の下側に前記粉体及び／または粒体と液体を混練した混練物を排出するための排出口が設けられた細長い形状の筐体と、
該筐体内で筐体の長手方向に沿って互いに平行に架設され回転駆動される２本の回転軸を有し、
該回転軸のそれぞれにおいて、前記投入口の直下の部分の外周面には、回転軸の軸方向に沿って所定ピッチの連続した螺旋形に形成されたスクリュー羽が設けられ、該スクリュー羽より前記排出口側の部分の外周面には、複数のロッドが回転軸の軸方向に所定ピッチで螺旋形に並ぶようにして立設されており、
混練時、前記粉体及び／または粒体が前記投入口から前記筐体内に投入されると、回転する前記２本の回転軸のそれぞれのスクリュー羽が互いに相手の回転軸の外周面とスクリュー羽の両面に付着した粉体及び／または粒体を掻き落としつつ粉体及び／または粒体を前記排出口側へ搬送し、さらに前記スクリュー羽より排出口側の部分で前記液体が注入され、前記複数のロッドにより粉体及び／または粒体と液体が混練されつつ前記排出口へ搬送されるようにしたことを特徴とする混練装置。
【請求項２】
前記２本の回転軸は、互いにそれぞれの前記スクリュー羽の先端が相手の回転軸の外周面にほぼ接触するように配置されており、それぞれのスクリュー羽の螺旋形の巻回方法が逆であると共に、ピッチが異なっており、互いにそれぞれのスクリュー羽のピッチの比と逆数の回転数比で逆方向に回転駆動されることを特徴とする請求項１に記載の混練装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、粉体及び／または粒体と液体を混練する混練装置（ミキサー）に関し、特に、それぞれ外周面に混練部材が設けられ装置の筐体内で互いに平行に架設された２本の回転軸を回転させて粉体及び／または粒体と液体を混練する混練装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ゴミ焼却所では、ゴミ焼却時の排煙から集塵された飛灰を無害化するために、その飛灰、ダイオキシン吸着用の活性炭の粉、及び酸性ガスの中和剤、ないしは固化用セメントなどの粉体と、重金属溶出防止用の薬溶液（以下、単に薬溶液という）と希釈用の水を混合した混合液とを混練し、その混練物（以下、飛灰混練物という）を不定形の粒状ないし塊状に固化させる処理が行なわれている。その混練に上記の種類の混練装置が用いられている。
【０００３】
その混練装置の構成では、装置の細長い筐体の一方の端部の上側に上記の粉体を投入する投入口、他方の端部の下側に飛灰混練物を排出する排出口が設けられる。上記２本の回転軸は筐体の長手方向に沿って互いに平行に架設される。回転軸のそれぞれには混練部材としてロッドが回転軸の軸方向に所定間隔で螺旋形に並ぶように外周面に立設されている。投入口から投入された粉体は、回転する回転軸のロッドによりかき混ぜられ、ロッドが螺旋形に配置されていることにより、排出口側に送られる。その途中で上記の混合液が上方から注入され、粉体と混合液がロッドにより混練されて飛灰混練物が生成され、排出口から排出される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような従来の混練装置の構成では、投入された粉体が湿っている場合に２本の回転軸の投入口直下の部分の外周面とその部分のロッドにべとつくため、排出口側への粉体の搬送を良好に行なえず、粉体と混合液の混練を良好に効率良く行えない場合があるという問題があった。なお、混練装置の用途によって粒体と液体を混練する或いは粉体及び粒体と液体を混練する場合もあるが、これらの場合も上記と同様の問題がある。
【０００５】
そこで、本発明の課題は、この種の混練装置において、上記のような問題を解決し、筐体に投入された粉体及び／または粒体が湿っていてべとつく場合でも粉体及び／または粒体と液体の混練を良好に効率良く行なえる構成を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、本発明によれば、
粉体及び／または粒体と液体を混練する混練装置であって、
長手方向の一方の端部の上側に前記粉体及び／または粒体を投入するための投入口、他方の端部の下側に前記粉体及び／または粒体と液体を混練した混練物を排出するための排出口が設けられた細長い形状の筐体と、
該筐体内で筐体の長手方向に沿って互いに平行に架設され回転駆動される２本の回転軸を有し、
該回転軸のそれぞれにおいて、前記投入口の直下の部分の外周面には、回転軸の軸方向に沿って所定ピッチの連続した螺旋形に形成されたスクリュー羽が設けられ、該スクリュー羽より前記排出口側の部分の外周面には、複数のロッドが回転軸の軸方向に所定ピッチで螺旋形に並ぶようにして立設されており、
混練時、前記粉体及び／または粒体が前記投入口から前記筐体内に投入されると、回転する前記２本の回転軸のそれぞれのスクリュー羽が互いに相手の回転軸の外周面とスクリュー羽の両面に付着した粉体及び／または粒体を掻き落としつつ粉体及び／または粒体を前記排出口側へ搬送し、さらに前記スクリュー羽より排出口側の部分で前記液体が注入され、前記複数のロッドにより粉体及び／または粒体と液体が混練されつつ前記排出口へ搬送されるようにした混練装置の構成を採用した。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、図を参照して本発明の実施の形態を説明する。ここでは、前述したゴミ焼却所において飛灰混練物の混練を行なう混練装置における実施形態を示す。なお、本発明に係る混練装置の構成は、飛灰混練物の混練以外の粉体及び／または粒体と液体の混練を行なう混練装置にも適用できることは勿論である。
【０００８】
図１〜４は、実施形態の混練装置の構造と動作を説明するもので、図１は混練装置の筐体の上側の大部分を取り払った状態で示す平面図、図２は混練装置の筐体内の一方の回転軸に沿った側面図、図３は混練装置の回転軸の軸方向に直交する要部の断面図、図４は回転軸のスクリュー部の説明図である。
【０００９】
図１〜３において、１は混練装置の筐体であり、ベースのフレーム２上に設けられる。筐体１は、ここでは細長い直方体形状に形成されており、その図２中の右端部の上側には、不図示のホッパーから飛灰、ダイオキシン吸着用の活性炭の粉、及び硫酸中和用の消石灰、ないしは固化用セメントなどの粉体を筐体１内に投入（投下）するための投入口１ａが設けられ、左端部の下側には、前記の粉体と、前述した薬溶液と希釈用の水の混合液とを混練した飛灰混練物を筐体１から不図示のコンベア上へ排出する（落下させる）ための排出口１ｂが設けられている。
【００１０】
筐体１内には、その長手方向に沿って２本の回転軸３，４が互いに平行に架設されており、図１中で筐体１の左端部外側に固定された軸受５，６と、筐体１の右端の外側近傍でフレーム２上に設けられたギアケース９の外側に固定された２つの軸受７，８によって回転可能に支持されている。
【００１１】
回転軸３，４において投入口１ａの直下の部分は、それより排出口１ｂ側の部分より径が大きなスクリュー部３ａ，４ａとなっており、そのスクリュー部３ａ，４ａのそれぞれの外周面には、回転軸３，４の軸方向に沿って所定ピッチの連続した螺旋形に形成されたスクリュー羽３ｂ，４ｂが設けられている。スクリュー部３ａ，４ａの径は同じであり、スクリュー羽３ｂ，４ｂの径も同じである。ただし、スクリュー羽３ｂ，４ｂの螺旋形の巻回方向は互いに逆になっている。また、スクリュー羽３ｂ，４ｂのピッチも異なっており、例えば図４に示すように、スクリュー羽３ｂのピッチＬに対してスクリュー羽４ｂのピッチが１．２５Ｌとなっている。なお、筐体１内において、スクリュー部３ａ，４ａの後半部（排出口１ｂ側の部分）のスクリュー羽３ｂ，４ｂの上側を覆うスクリューガイド１０が上下の位置を調整可能に設けられている。
【００１２】
また、回転軸３，４のスクリュー部３ａ，４ａより排出口１ｂ側で排出口１ｂの近傍までの部分には、混練部材としての複数のロッド３ｃ，４ｃが回転軸３，４の軸方向に所定距離のピッチ（間隔）、且つ周方向に所定角度のピッチで螺旋形に並ぶようにして回転軸３，４の外周面に対し垂直に立設されている。回転軸３，４のロッド３ｃ，４ｃを設けた部分の径は同じであり、ロッド３ｃ，４ｃの寸法も同じであり、ロッド３ｃ，４ｃの回転軸３，４の軸方向へのピッチも同じである。但し、回転軸３，４の周方向におけるロッド３ｃ，４ｃの角度のピッチは異なり、例えばそれぞれ４５°と３６°のピッチとする。また、ロッド３ｃ，４ｃは回転軸３，４において排出口１ｂより手前の途中までは１条だけ設けられているが、排出口１ｂの近傍部分では複数条設けられている。
【００１３】
また、回転軸３，４の図１中の右端部でギアボックス９に挿通された部分にはギア１１，１２が固定されており、互いに噛合している。ギア１１，１２のギア比、すなわちそれぞれの歯数の比は、スクリュー羽３ｂ，４ｂのピッチの比と同じで例えば４：５になっている。
【００１４】
さらに回転軸３の図１中で右端は、軸受７から外側に突出しており、その右端にスプロケット１３が固定されている。
【００１５】
一方、フレーム２は、図１中で筐体１の右端外側で片側に突出しており、その突出部分上にはモータ１４が設けられている。モータ１４の回転軸にはサイクロ減速機１５が連結されており、その出力軸にはスプロケット１６が固定されている。このスプロケット１６とスプロケット１３間にチェーン１７が張り渡されている。
【００１６】
モータ１４の一方向への回転駆動力がサイクロ減速機１５，スプロケット１６，チェーン１７及びスプロケット１３を介して回転軸３に伝達されて回転軸３が一方向に回転し、さらに回転駆動力がギア１１，１２を介して回転軸４に伝達されて回転軸４が逆方向に回転するようになっている。
【００１７】
一方、図２に示すように、筐体１内で回転軸３，４のスクリュー部３ａ，４ａより僅かに排出口１ｂ寄りの部分の上部には、前述した重金属溶出防止用の薬溶液と希釈用の水を混合した混合液を注入するための配管（ノズル）１８が設けられている。
【００１８】
ところで、以上の構成において、後述する混練時にスクリュー羽３ｂがスクリュー部４ａの外周面とスクリュー羽４ｂの両面に付着した粉体を掻き落とし、スクリュー羽４ｂがスクリュー部３ａの外周面とスクリュー羽３ｂの両面に付着した粉体を掻き落とすセルフクリーニングと、ロッド３ｃが回転軸４の外周面に付着した飛灰混練物を掻き落とし、ロッド４ｃが回転軸３の外周面に付着した飛灰混練物を掻き落とすセルフクリーニングが行なわれるようになっている。
【００１９】
このために、回転軸３，４は、スクリュー羽３ｂ，４ｂどうしが互いに相手の間に入り、スクリュー羽３ｂの先端がスクリュー部４ａの外周面、スクリュー羽４ｂの先端がスクリュー部３ａの外周面にほぼ接触する、すなわち接触するか或いはごく近くまで接近し、さらにロッド３ｃの先端が回転軸４の外周面、ロッド４ｃの先端が回転軸３の外周面にほぼ接触するように配置されている。
【００２０】
また、前述のようにスクリュー羽３ｂ，４ｂのピッチが異なり、例えばピッチの比を４：５としている。なお、このピッチの比は、これに限らず、Ｎを２以上の整数として、Ｎ−１：Ｎとすればよい。
【００２１】
また、回転軸３，４を不等速で回転させるものとし、回転軸３，４の単位時間Ｔ当たりの回転数比（ギア１１，１２のギア比の逆数の比）は、スクリュー羽３ｂ，４ｂのピッチ比の逆数の比、すなわちＮ：Ｎ−１とし、例えば図４に示すように５：４とする。
【００２２】
また、ロッド３ｃ，４ｃどうしが衝突しないようにするために、ロッド３ｃ，４ｃの回転軸３，４の周方向への角度のピッチについて、その比が回転軸３，４の回転数比と同じになるようにそれぞれＮ×ｎ°、（Ｎ−１）×ｎ°とし、例えばＮを５とし、ｎ＝Ｎ＋（Ｎ−１）＝９として、前述のようにそれぞれ４５°と３６°のピッチとする。
【００２３】
次に、本実施形態の混練装置の動作について説明する。
【００２４】
混練時には、モータ１４の駆動により、図３及び図４に矢印で示すように回転軸３，４が互いに逆方向に回転駆動される。そして、投入口１ａから飛灰、ダイオキシン吸着用の活性炭の粉、及び硫酸中和用の消石灰、ないしは固化用セメントなどの粉体が筐体１内に投入（投下）される。
【００２５】
このとき回転軸３，４とともに回転するスクリュー羽３ｂ，４ｂが投入された粉体を図１中で左方向へ押しのけるように動作し、粉体がスクリュー部３ａ，４ａより排出口１ｂ側へ搬送される。
【００２６】
これとともに、配管（ノズル）１８から重金属溶出防止用の薬溶液と希釈用の水を混合した混合液が筐体１内に注入され、回転する回転軸３，４のロッド３ｃ，４ｃにより粉体と混合液が混練され、飛灰混練物が生成される。ロッド３ｃ，４ｃが螺旋形に並んでいるため、飛灰混練物はロッド３ｃ，４ｃにより混練されつつさらに排出口１ｂ側へ送られ、排出口１ｂに達して排出口１ｂから不図示のコンベア上に排出される（落下する）。
【００２７】
この混練動作において、回転軸３，４の回転に伴って、スクリュー羽３ｂ，４ｂの互いに相手のスクリュー部４ａ，３ａの外周面にほぼ接触する先端の部分は、回転軸３，４の軸方向に沿って図１中左方向に移動する。これにより、スクリュー部３ａ，４ａの外周面に付着した粉体が掻き落とされる。
【００２８】
また、スクリュー羽３ｂ，４ｂのピッチが異なることにより、図４中に符号Ｐ１で示すようにスクリュー羽３ｂの左側面とスクリュー羽４ｂの右側面がほぼ接触する（接触するか、或いはごく近くまで接近する）箇所と、符号Ｐ２で示すようにスクリュー羽３ｂの右側面とスクリュー羽４ｂの左側面がほぼ接触する箇所が出来るように配置することができる。そして、回転軸３，４の回転に伴って、Ｐ１，Ｐ２の箇所でスクリュー羽３ｂ，４ｂは互いに摺動し、相手のスクリュー羽の図中左右の両面に付着した粉体を掻き落とす。そして、回転軸３，４の回転に伴って、Ｐ１，Ｐ２の箇所は図中左方向へ移動し、左端まで移動したら、右端へ飛んで右端から再び左方向へ移動する。これにより、スクリュー羽３ｂ，４ｂの全体に渡って互いの摺動により互いの両面から粉体が掻き落とされる。
【００２９】
なお、回転軸３，４の回転数比がスクリュー羽３ｂ，４ｂのピッチ比の逆数になっているため、回転軸３，４の回転に伴うスクリュー羽３ｂ，４ｂの見かけ上の左方向への移動速度は同じであり、このためスクリュー羽３ｂ，４ｂどうしが衝突することはない。
【００３０】
また、スクリュー羽３ｂ，４ｂのピッチを同じとすると、例えば、スクリュー羽３ｂの左側面とスクリュー羽４ｂの右側面だけというように、スクリュー羽３ｂ，４ｂの片面どうしだけが接触するようにしか配置できないので、スクリュー羽３ｂ，４ｂの左右いずれかの片面からの粉体の掻き落とししかできず、両面からの掻き落としはできない。
【００３１】
また、回転軸３，４の回転に伴って、ロッド３ｃが回転軸４の外周面に付着した飛灰混練物を掻き落とし、ロッド４ｃが回転軸３の外周面に付着した飛灰混練物を掻き落とすセルフクリーニングも行なわれる。
【００３２】
以上のような本実施形態の混練装置によれば、飛灰混練物の混練時に、投入口１ａから投入された飛灰などの粉体が湿っていて投入口１ａ直下の回転軸３，４のスクリュー部３ａ，４ａの外周面とスクリュー羽３ｂ，４ｂにべとついても、上述したスクリュー羽３ｂ，４ｂのセルフクリーニング動作により、べとついた粉体を掻き落として排出口１ｂ側へ支障なく搬送することができ、粉体と混合液の混練を良好に効率良く行うことができる。
【００３３】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の混練装置によれば、粉体及び／または粒体と液体との混練時に、筐体の投入口から投入された粉体及び／または粒体が湿っていてべとつく場合でも、筐体内の２本の回転軸において投入口の直下の部分の外周面に設けられたスクリュー羽のそれぞれが互いに相手の回転軸の外周面とスクリュー羽の両面に付着した粉体及び／または粒体を掻き落としつつ粉体及び／または粒体を筐体の排出口側へ搬送するため、投入された粉体及び／または粒体を支障なく排出口側へ搬送して粉体及び／または粒体と液体の混練を良好に効率良く行なうことができるという優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態における混練装置の筐体の上側の大部分を取り払った状態で示す平面図である。
【図２】同混練装置の筐体内の一方の回転軸に沿った側面図である。
【図３】同混練装置の回転軸の軸方向に直交する要部の断面図である。
【図４】同混練装置の回転軸のスクリュー部の説明図である。
【符号の説明】
１　筐体
１ａ　投入口
１ｂ　排出口
２　フレーム
３，４　回転軸
３ｂ，４ｂ　スクリュー羽
３ｃ，４ｃ　ロッド
５〜８　軸受
９　ギアボックス
１０　スクリューガイド
１１，１２　ギア
１３，１６　スプロケット
１４　モータ
１５　サイクロ減速機
１７　チェーン
【図１】
2004105840.tif 000003
【図２】
2004105840.tif 000004
【図３】
2004105840.tif 000005
【図４】
2004105840.tif 000006