(57)【要約】【課題】混練効果の高い混練装置を提供すること。【解決手段】混練装置３０は、内周面に突起部が設けられた混練筒３１を有している。混練筒３１は、混練対象物をその自重によって流下させるように傾斜した状態で枠体３４に設置されている。混練筒３１は、３つの筒体３２を連結して構成されている。筒体３２の後端側には、内径が拡径してなる拡径部３３が設けられている。隣接する筒体３２は、前方の筒体３２の拡径部３３に後方の筒体３２の先端が挿入することで連結されている。各筒体３２は、枠体３４に設けられ筒体３２の軸と平行な回転軸を有する駆動ローラ３５上に載置されている。この駆動ローラ３５は、筒体３２を回転可能に支持しており、少なくとも２つの筒体３２を異なる方向に回転させるようになっている。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周面に突起部を設けた混練筒を回転させることにより、前記混練筒内を流通する混練対象物を混練する混練装置において、
前記混練筒は複数の筒体を連結して構成され、少なくとも２つの前記筒体が異なる方向に回転することを特徴とする混練装置。
【請求項２】
上方に載置される前記筒体を回転可能に支持する駆動ローラを備えることを特徴とする請求項１記載の混練装置。
【請求項３】
前記複数の筒体は、前方の前記筒体の後端側に後方の前記筒体の先端が挿入して連結していることを特徴とする請求項１または２記載の混練装置。
【請求項４】
前記前方の筒体の後端側には、内径を拡径してなる拡径部が設けられていることを特徴とする請求項３記載の混練装置。
【請求項５】
前記混練筒は、前記混練対象物をその自重によって流下させるように傾斜して設置されていることを特徴とする請求項１〜４いずれか一項記載の混練装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンクリート等の混練対象物を混練する混練装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、コンクリート等の混練対象物を混練する装置としては、内周面にブレードを突設した回転自在な搬送管を用いたものが知られている（例えば、特許文献１。）。この装置は、搬送管を一方向に回転させ、その一方から投入される混練対象物をブレードによって攪拌し、混練しつつ搬送を行うものである。
【０００３】
【特許文献１】
特許第２９１６７６７号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の装置では、一方向の回転によって混練対象物を混練するため、十分な混練効果を得ることができない。
【０００５】
本発明の目的は、混練効果の高い混練装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明に係る混練装置は、内周面に突起部が設けられた混練筒を回転させることにより、混練筒内を流通する混練対象物を混練する混練装置において、混練筒は複数の筒体を連結して構成され、少なくとも２つの筒体が異なる方向に回転することを特徴とする。
【０００７】
この発明によれば、複数の筒体を連結させて混練筒を構成し、少なくとも２つの筒体を異なる方向に回転させることにより、混練筒内を流通する混練対象物の回転方向を逆転させることができる。これにより、混練対象物は、回転方向が逆転したとき、強い攪拌作用を受けるためよく練り混ぜられる。したがって、より高い混練効果を得ることができる。
【０００８】
また本発明に係る混練装置は、上方に載置される筒体を回転可能に支持する駆動ローラを備えることを特徴とする。この発明によれば、筒体を駆動ローラの上に載置することにより、その自重によって駆動ローラに圧接させて筒体を駆動ローラに支持させつつ回転駆動させることができる。このため、筒体を駆動ローラの上に載置するだけで組み立てることができる。したがって、組み立てが容易である。
【０００９】
また本発明に係る混練装置は、複数の筒体が、前方の筒体の後端側に後方の筒体の先端が挿入して連結していることを特徴とする。この発明によれば、隣接する筒体は、前方の筒体の後端側に後方の筒体の先端を挿入するだけで連結できる。したがって、組み立てが容易である。
【００１０】
この場合、前方の筒体の後端側には、内径を拡径してなる拡径部が設けられているのが望ましい。
【００１１】
また本発明に係る混練装置は、混練筒が、混練対象物をその自重によって流下させるように傾斜して設置されていることを特徴としている。これにより、混練対象物の移送機構が不要となる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。尚、同一要素には同一符号を用いるものとし、重複する説明は省略する。
【００１３】
図１は、本実施形態に係る混練装置を用いた混合設備の一例を示す概略図である。本混合設備は、建設現場で発生した河床砂礫や掘削材など（以下、砂礫等という。）にセメントを添加して混合する設備である。一般に、砂、礫などをセメントによって固めることにより形成された材料は、ＣＳＧ（Ｃｅｍｅｎｔｅｄ  Ｓａｎｄ  ａｎｄ  Ｇｒａｖｅｌ）と呼ばれる。このＣＳＧは、建設現場で発生した材料を用いて製造することができるため、例えば、ダム建設において好適に用いられる。
【００１４】
図１に示す混合設備において、砂礫等は、施工機１０によって運搬され、受材ホッパー１１に投入される。受材ホッパー１１に投入された砂礫等は、振動フィーダ１２によって所定量づつベルトコンベア１３に送り出される。そして、ベルトコンベア１３によってコンスタントフィードウェア１４に送られ、重量が測定された後、ベルトコンベア１５に送られる。
【００１５】
一方、砂礫等に添加されるセメントは、セメントサイロ１６からロータリーフィーダ１７を介してスクリューコンベア１８に送られる。その後、コンスタントフィードウェア１９に送られ、重量が測定される。そして、重量が測定されたセメントは、ベルトコンベア２０を介して、ベルトコンベア１５を移動する砂礫等に添加される。
【００１６】
混合されたセメントと砂礫等は、ベルトコンベア１５によってベルトコンベア２１へと搬送される。そして、ベルトコンベア２１を移動中のセメントと砂礫等に給水装置２２によって水が加えられる。こうして、セメントと砂礫等と水とによって構成された混練対象物が製造される。その後、混練対象物は混練装置３０に投入され混練される。尚、コンスタントフィードウェアは、ベルトスケールで代替可能である。
【００１７】
図２は、図１に示す混練装置３０の側面図であり、図３は、図２に示す混練装置３０の背面図である。混練装置３０は、混練筒３１を有している。この混練筒３１は、混練対象物をその自重によって流下させるように傾斜した状態で枠体３４に設置されている。混練筒３１の傾斜角度は、枠体３４の傾斜角度を変えることによって、自在に変化させることができる。
【００１８】
混練筒３１は、３つの筒体３２を連結して構成されている。筒体３２の後端側には、内径を拡径してなる拡径部３３が設けられている。この拡径部３３は、例えばテーパ状に形成されている。隣接する筒体３２は、前方の筒体３２の拡径部３３に後方の筒体３２の先端が挿入することで連結されている。
【００１９】
各筒体３２は、枠体３４に設けられ筒体３２の軸と平行な回転軸を有する駆動ローラ３５上に載置されている。この駆動ローラ３５は、筒体３２を回転可能に支持している。そして、駆動ローラ３５によって少なくとも２つの筒体３２が異なる方向に回転される。このような駆動ローラ３５としては、例えば、プーリモータなどが用いられる。拡径部３３は、枠体３４に設けられ筒体３２の軸と平行な回転軸を有する支持ローラ３６によって支持されている。
【００２０】
また、筒体３２には、周方向に張り出すフランジ部３７が設けられている。このフランジ部３７には、枠体３４に設けられ筒体３２の軸に直交する回転軸を有する支持ローラ３８が当接されている。この支持ローラ３８は、フランジ部３７の回転に応じて回転する。これにより、筒体３２が下方に移動しないように支持されている。
【００２１】
図４は、筒体３２の一例を示す概略展開図である。筒体３２の内周面には、突起部４０が設けられている。図４では、各筒体３２が矢印の方向に回転する場合の突起部４０の配置を示している。突起部４０は、筒体３２の回転方向（図中、矢印が指す方向）に対して傾斜して設けられている。また、隣接する筒体３２の突起部４０は、異なる方向に同角度で傾斜して設けられている。これにより、筒体３２が回転した際、混練対象物に対して混練筒３１の下方に押し流す力が作用される。
【００２２】
突起部４０は、図４に示す形態に限られず、例えば、混練対象物を掻き上げるための突出部を突起部４０の長手方向と交差する方向に突設させたものであってもよい。この場合、例えば、図５に示すように、大きさの異なる複数の突出部４０ａを設けてもよいし、図６に示すように、大きさの等しい複数の突出部４０ａを設けてもよい。また、図７に示すように、突起部４０の端部に突出部４０ａを設けてもよい。
【００２３】
尚、図４〜図７では、複数の突起部４０が設けられているが、各筒体３２において連続した一つの突起部を螺旋状に設けてもよい。
【００２４】
次に、以上のような混練装置３０によって混練対象物を混練するときの動作について説明する。
【００２５】
まず、駆動ローラ３５を回転させ、少なくとも２つの筒体３２を異なる方向に回転させる。例えば、図４に示すように各筒体３２が交互に逆転するように回転させる。次に、混練筒３１に混練対象物を投入する。混練筒３１に投入された混練対象物は、筒体３２の突起部４０によって攪拌されながら流下し、隣の筒体３２で回転方向が変えられる。このとき、混練対象物は、回転方向を変えられることによって、強い攪拌作用を受け、よく練り混ぜられる。このため、一方向にのみ回転させて混練する場合に比べ高い混練効果を得ることができる。筒体３２の回転方向は、隣接する筒体３２で異なるのが望ましい。これにより、混練対象物の回転方向をより多く逆転させることができるため、より高い混練効果を得ることができる。
【００２６】
また、本実施形態に係る混練装置３０によれば、筒体３２を駆動ローラ３５の上に載置することにより、その自重によって駆動ローラ３５に圧接させて筒体３２を駆動ローラ３５に支持させつつ回転駆動させることができる。このため、筒体３２を駆動ローラ３５の上に載置し、前方の筒体３２の拡径部３３に後方の筒体３２の先端を挿入させるだけで組み立てることができる。したがって、組み立てが非常に容易である。
【００２７】
更に、本実施形態に係る混練装置３０によれば、混練対象物をその自重によって流下させるように混練筒３１を傾斜して設置しているため、混練対象物の移送機構を別個に設ける必要がなく、構造を簡易にすることができる。
【００２８】
次に、本発明に係る混練装置の混練性能に関する実験について説明する。
【００２９】
まず、混練時間の比較実験について説明する。本実験では、３つの筒体から構成された混練筒を備えた混練装置において、筒体の回転方向が異なることによる、混練対象物の混練時間の違いを調べた。
【００３０】
実験には、表１に示す２種の混練筒（それぞれ、ＣＡＳＥ１，ＣＡＳＥ２とする。）を用いた。尚、表１において、中間筒体突起部取り付け方向の正方向とは、筒体の回転により、混練対象物を下方へ押し流す方向を意味する。
【００３１】
【表１】
2004283657.tif 000003
【００３２】
実験では、まず、混練対象物を７０ｔ／ｈで切り出し、搬送量を安定させた。尚、本実験では、混練対象物として砂礫等の骨材（母材）を用いた。次に、混練対象物に目印となる着色させた骨材をのせた。そして、この混練対象物を混練筒の上方から流し込み、目印が混練対象物の上端に入った瞬間から、下端から放出された瞬間までの時間をストップウォッチによって測定した。この測定は、２名の測定者の平均時間を混練時間とし、ＣＡＳＥ１，２のそれぞれについて複数回行った。
【００３３】
このような実験により得られた結果を図８、及び表２に示す。
【００３４】
【表２】
2004283657.tif 000004
【００３５】
図８、及び表２に示すように、全ての筒体を同方向に回転させたＣＡＳＥ１の平均混練時間が４．９９秒であったのに対し、中間筒体を逆回転させたＣＡＳＥ２の平均混練時間は、ＣＡＳＥ１の約１５％程度長い５．７４秒であった。
【００３６】
一般に、混練時間が長い方がより高い混練効果を得られるとされており、上述した実験の結果から、筒体を一方向に回転させる場合に比べ、中間筒体を逆回転させた場合の方がより高い混練効果を得られることが分かった。
【００３７】
また、混練時間の分散は、ＣＡＳＥ１が０．７８５であったのに対し、ＣＡＳＥ２は０．７３４であった。このことから、ＣＡＳＥ１は、混練時間が安定しており、混練対象物の混練度の偏りを少なくできることが分かった。
【００３８】
次に、圧縮強度の比較実験について説明する。本実験では、３つの筒体から構成された混練筒を備えた混練装置において、ポットミキサーを比較基準とし、筒体の回転方向が異なることによるＣＳＧの圧縮強度の違いを調べた。
【００３９】
表３は、本実験の試験ケース（ＣＡＳＥ３〜５）を示す表である。
【００４０】
【表３】
2004283657.tif 000005
【００４１】
まず、台秤によって、セメント、砂礫等の骨材（母材）、及び水を計量した。これらの配合は、母材がＧｍａｘ＝８０ｍｍ、ｓ／ａ＝３２％とし、単位セメント量＝８０ｋｇ／ｍ３、単位水量＝１００ｋｇ／ｍ３とした。
【００４２】
そして、セメント、砂礫等、及び水からなる材料をＣＡＳＥ３では３分間混練し、ＣＡＳＥ４，５では、ポットミキサーによって３０秒混練された上記材料１６０Ｌを混練筒Ａ，Ｂで混練した。こうして混練されたものから供試体をそれぞれ作成した。このような供試体の作成は、各ＣＡＳＥそれぞれ３回づつ行った。
【００４３】
供試体は、４０ｍｍ篩によってウェットスクリーンを施した後、ボッシュタンパーによって３層に締め固めを行った。締め固めは、大きな骨材の表面がモルタルで薄く覆われるまで続けた。
【００４４】
供試体は、大きさをΦ１５０ｍｍ×３００ｍｍとし、材齢７日と２８日のものを１回につきそれぞれ３本作成した。供試体の養生は、２０°±２°での標準養生とした。
【００４５】
こうして得られた供試体の圧縮強度（ピーク強度）及び単位容積重量を測定した結果を図９、１０に示す。これらの図に示すように、材齢７日、２８日における圧縮強度は、双方ともＣＡＳＥ４よりもＣＡＳＥ５の方が大きくなった。このことから、筒体を一方向に回転させる場合に比べ、中間筒体を逆回転させた場合の方がより混練度が高いことが分かり、上述した混練時間の比較実験を裏付ける結果となった。
【００４６】
以上、本発明を実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、筒体を支持している駆動ローラの一部は、代わりに駆動力を有していないローラを用いてもよく、筒体を回転させる駆動ローラは、各筒体に少なくとも一つあればよい。
【００４７】
また、筒体の後端側に拡径部を設けるのではなく、筒体の先端側を前方に向かって径が小さくなるように形成して、前方の筒体の後端側に後方の筒体の先端側を挿入して連結するようにしてもよい。
【００４８】
更に、上記実施形態では混練筒を３つの筒体で構成しているが、もちろんこれに限られるものではなく、２つ以上であればよい。
【００４９】
【発明の効果】
本発明によれば、複数の筒体が連結して構成された混練筒の少なくとも２つの筒体を異なる方向に回転させることにより、混練筒内を流通する混練対象物の回転方向を逆転させることができる。このため、より高い混練効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態に係る混練装置を用いた混合設備の一例を示す概略図である。
【図２】図１に示す混練装置の側面図である。
【図３】図２に示す混練装置の背面図である。
【図４】図２に示す混練装置の混練筒を構成する筒体の一例を示す概略展開図である。
【図５】図４に示す突起部の変形例を示す図である。
【図６】図４に示す突起部の変形例を示す図である。
【図７】図４に示す突起部の変形例を示す図である。
【図８】本実施形態に係る混練装置の混練性能に関する実験の結果を示す図である。
【図９】本実施形態に係る混練装置の混練性能に関する実験の結果を示す図である。
【図１０】本実施形態に係る混練装置の混練性能に関する実験の結果を示す図である。
【符号の説明】
３０…混練装置
３１…混練筒
３２…筒体
３３…拡径部
３４…枠体
３５…駆動ローラ
３６…支持ローラ
３７…フランジ部
３８…支持ローラ
４０…突起部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2004283657.tif 000011
【図７】
2004283657.tif 000012
【図８】
2004283657.tif 000013
【図９】
2004283657.tif 000014
【図１０】
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