(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
混合槽内に相反方向に回転する二本の平行な混合軸を配設し、それぞれの混合軸にアームを放射状に所定間隔で複数配設すると共に、該アームの先端に材料を混合槽の内壁に押し当てて擦り潰す擦り潰し羽根と、混合槽の内壁に付着した材料を掻き取る掻き取り羽根とを混合軸と平行な一本の羽根固定ボルトで螺着し、固定ボルトの締緩にてよって擦り潰し羽根と掻き取り羽根をアームに対して角度調整自在に、かつ擦り潰し羽根や掻き取り羽根と混合槽内壁との間に異物が噛み込んで大きな負荷がかかったときには固定ボルトを中心にして擦り潰し羽根や掻き取り羽根が回動して衝撃を逃がせるように構成したことを特徴とする解砕混合用ミキサ。
【請求項２】
前記アームの先端と擦り潰し羽根、及び掻き取り羽根との取り付けに補助アームを介在させ、該補助アームのアームへの取り付け箇所にはアームの軸方向に沿ってボルト幅のスリットを穿設し、擦り潰し羽根及び掻き取り羽根をアームの軸方向に対して進退自在に構成したことを特徴とする請求項１記載の解砕混合用ミキサ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、砕石場等にて発生する砕石粉の脱水ケーキ等の塊状物を解砕したり、また塊状物を解砕しながら固化材を混ぜ合わせたり、その他、泥土や飛灰等に固化材等を混ぜ合わせるなど、各種材料の解砕、混合、混練に使用されるミキサに関する。
【０００２】
【従来の技術】
砕石場等では砕石を洗浄するなどの湿式処理をしてその廃水処理プロセスから多量の砕石粉脱水ケーキが発生している。この脱水ケーキは粒径の極めて細かい砂質系の微粒子であって、雨水等により容易に泥状化してしまう性状のため、産業廃棄物として埋め立て処分されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、最近では脱水ケーキを廃棄処分せずに有効利用できないかという要望もあり、そのためには固形化した脱水ケーキを細かく砕いて粒状化できれば、固化材等と混合して道路の路盤材等への用途も広がるのではないかと考えられている。
【０００４】
本発明は上記の点に鑑み、脱水ケーキ等の塊状物を再利用可能に効果的に解砕する解砕混合用ミキサを提供することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記の課題を解決するために、請求項１記載の解砕混合用ミキサにあっては、混合槽内に相反方向に回転する二本の平行な混合軸を配設し、それぞれの混合軸にアームを放射状に所定間隔で複数配設すると共に、該アームの先端に材料を混合槽の内壁に押し当てて擦り潰す擦り潰し羽根と、混合槽の内壁に付着した材料を掻き取る掻き取り羽根とを混合軸と平行な一本の羽根固定ボルトで螺着し、固定ボルトの締緩にてよって擦り潰し羽根と掻き取り羽根をアームに対して角度調整自在に、かつ擦り潰し羽根や掻き取り羽根と混合槽内壁との間に異物が噛み込んで大きな負荷がかかったときには固定ボルトを中心にして擦り潰し羽根や掻き取り羽根が回動して衝撃を逃がせるように構成したことを特徴としている。
【０００６】
また、請求項２記載の解砕混合用ミキサにあっては、前記アームの先端と擦り潰し羽根、及び掻き取り羽根との取り付けに補助アームを介在させ、該補助アームのアームへの取り付け箇所にはアームの軸方向に沿ってボルト幅のスリットを穿設し、擦り潰し羽根及び掻き取り羽根をアームの軸方向に対して進退自在に構成したことを特徴としている。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１記載の解砕混合用ミキサによれば、混合軸を回転させて混合槽内でアーム先端に螺着した擦り潰し羽根及び掻き取り羽根を回転させる。このとき、これらの羽根は混合槽の側壁に沿って上昇する方向に回転させる。
【０００８】
そして、混合槽内に塊状の脱水ケーキ等を投入すると、擦り潰し羽根が混合槽の底部から側壁へと回転する間に材料を混合槽壁に押し付けて押し潰しながら持ち上げる。また、こうして混合槽壁に押し付けられて付着した材料は掻き取り羽根の回転と共に混合槽壁より掻き取られて混合槽内へと落下し、再び擦り潰し羽根により擦り潰しが行われる。このように、擦り潰し羽根と掻き取り羽根によって材料は擦り潰しの作用を何度も繰り返し受けて細かく解砕されていく。
【０００９】
一方、混合槽の壁面と擦り潰し羽根や掻き取り羽根とによって形成される角度が、脱水ケーキの性状等によっては、大き過ぎてミキサに負荷がかかり過ぎたり、或いは小さ過ぎて十分な擦り潰し効果や掻き取り効果が得られなかったりする場合があり、各羽根とアームとを螺着している一本の羽根固定ボルトを軸として各羽根を随時回動させて適宜角度に調整するようにしている。また、各羽根と混合槽壁との間で異物が噛み込んで羽根に大きな負荷がかかかると羽根固定ボルト１本にて軸着しているだけなので固定ボルトを中心にして羽根が回動させられ、衝撃を逃がして羽根やアーム、或いは軸の破損等を防止することができる。
【００１０】
また、請求項２記載の解砕混合用ミキサによれば、脱水ケーキの性状によって、アーム先端と補助アームとを螺着するボルトに補助アームのスリットを沿わせて補助アームを摺動させ、それに伴って擦り潰し羽根と掻き取り羽根羽根をアームの軸方向に対して進退させ、混合する材料に応じて羽根先端と混合槽壁との隙間を調整すれば擦り潰し効果や掻き取り効果を十分に発揮させることができる。
【００１１】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
【００１２】
図中の１は塊状物を解砕混合するミキサであって、混合槽２内に二本の平行な混合軸３、３´を貫通し、混合槽２に固定した軸受４により回転自在に支持している。
【００１３】
混合軸３、３´の一端部にはギヤ５、５´を装着して固定すると共に、それぞれのギヤ５、５´を噛合させて混合軸３、３´を同期速度で回転させるようにしている。また、混合軸３、３´の他端部には回転伝達機構としてスプロケット６、６´を装着して固定し、該スプロケット６、６´と駆動用モータ７、７´に取り付けたスプロケット８、８´とをチェーン９、９´により連結し、駆動用モータ７、７´によって混合軸３、３´を図５の矢印で示す方向に回転させる。
【００１４】
混合軸３、３´にはアーム１０を放射状に配設すると共に、該アーム１０の先端には補助アーム１１をボルト１２で螺着しており、更に前記補助アーム１１の先端に塊状物を擦り潰す作用を行う擦り潰し羽根１３、または混合槽２に付着した材料を掻き取る作用を行う掻き取り羽根１４を混合軸３、３´と平行とした一本の羽根固定ボルト１５で螺着し、該羽根固定ボルト１５の締緩によってアーム１１に対する取り付け角度を調整できるようにしている。
【００１５】
前記擦り潰し羽根１３は混合軸３、３´の軸心に略平行とした平板状のものであり、混合槽２と擦り潰し羽根１３との隙間は、図５に示すように、回転方向の先端部が一番広くて後方になるにしたがって漸次狭くなっており、擦り潰し羽根１３と混合槽２の内壁１６との隙間に擦り潰そうとする塊状物を噛み込み易く、かつ内壁１６に強く押しつけられるようにしている。
【００１６】
この擦り潰し羽根１３と混合槽２の内壁１６との隙間は、塊状物の擦り潰しに影響を与えるため、図６に示すように、アーム１０先端と擦り潰し羽根１３との間に介した補助アーム１１にはアーム１０の軸方向に沿ってボルト幅のスリット１７を穿設しており、アーム１０と補助アーム１１とを螺着しているボルト１２に前記スリット１７を沿わせてスリット１７の長さ範囲で補助アーム１１を摺動させ、それに伴って擦り潰し羽根１３をアーム１０の軸方向に対して進退自在に調整できるようにし、脱水ケーキ等の塊状物の性状に応じて擦り潰すのに適切な隙間に調整できるようにしている。なお、この隙間は約５〜４０ｍｍ程度に調整できるようにし、材料が脱水ケーキであれば約２０ｍｍ程度の隙間が好ましいと考えられるが、材料によって異なるので実際に材料を混練して適宜調整すると良い。
【００１７】
また、擦り潰し羽根１３の内壁１６に対する角度については、大き過ぎても小さ過ぎても材料の十分な擦り潰し効果は得られず、実験の結果、通常約３０度±１０度程度に設定すれば優れた擦り潰し効果が得られることが判明している。また、この角度は擦り潰す材料の性状により多少変化するため、図６に示すように、擦り潰し羽根１３と補助アーム１１とは混合軸３、３´と平行な一本の羽根固定ボルト１５で螺着しており、該羽根固定ボルト１５の締緩によって擦り潰し羽根１３を回動させて塊状物の性状に応じて擦り潰すのに適切な角度に調整できるようにしている。
【００１８】
一方、掻き取り羽根１４も混合軸３、３´の軸心に略平行とした平板状のものであり、混合槽２と掻き取り羽根１４との隙間は、図５に示すように、回転方向の先端部が一番狭くて後方になるにしたがって漸次広くなっている。前記掻き取り羽根１４は回転方向先端側の一辺が鋭角な掻き取り刃１８を形成しているので、擦り潰し羽根１３により混合槽２の内壁１６に押し付けられて強固に付着した材料であっても、材料と内壁１６の間に掻き取り羽根１４の掻き取り刃１８が噛み込むようになっており、後は掻き取り羽根１４の形状にしたがって付着材料は内壁１６より容易に引き剥がされる。
【００１９】
この掻き取り羽根１４の掻き取り刃１８と混合槽２の内壁１６との隙間はできるだけ狭い方が良いため、図７に示すように、アーム１０先端と掻き取り羽根１４との間に介した補助アーム１１にも、擦り潰し羽根１３の場合と同様にアーム１０の軸方向に沿ってボルト幅のスリット１７を穿設しており、補助アーム１１とアーム１０を螺着しているボルト１２に前記スリット１７を沿わせて補助アーム１１を摺動させ、それ伴って掻き取り羽根１４をアーム１０の軸方向に対して進退自在に調整できるようにし、極力隙間が狭くなるように微調整できるようにしている。
【００２０】
また、掻き取り羽根１４を螺着した補助アーム１１には送り羽根１９を固着しており、アーム１０の軸心に対して斜め向きに取り付けられていて材料を混合軸３、３´の軸心方向に送り出せるような構造になっており、掻き取り羽根１４にて混合槽２の内壁１６に付着した材料を掻き取り、それを送り羽根１９にて随時軸心方向に送り出して再度擦り潰し羽根１３によって擦り潰すようにしている。また、この送り羽根１９にはこうした材料の送り出し作用と共に、塊状物の材料を剪断する作用も有していて擦り潰し処理の前処理的な効果もあるので、取り扱う塊状物の大きさや粘性等の性状に応じて羽根の大きさや傾斜角度を適宜選定すると良い。なお、この送り羽根１９は掻き取り羽根１４側に取り付けているが、掻き取り羽根１４側か擦り潰し羽根１３側かのいずれか一方、また両側に取り付けても良いし、また独立して取り付けても良い。
【００２１】
２０は送り羽根１９にて一方の混合軸３側の端部まで送り出された材料を他方の混合軸３´側へ送り出す返し羽根であって、該返し羽根２０にて混合軸３´側へと送り出された材料は、混合軸３´側の送り羽根１９によって再び軸心方向へ送り出されていく。
【００２２】
しかして、脱水ケーキ等の塊状の材料をミキサ１にて混合するときには、先ず、擦り潰し羽根１３と混合槽２の内壁１６との間隔と、擦り潰し羽根１３の内壁１６に対する角度とを、処理を行う脱水ケーキの性状に応じた状態にそれぞれ予め調整しておく。
【００２３】
そして、ミキサ１の混合軸３、３´を回転させながら混合槽２内に脱水ケーキ等の塊状の材料を投入すると、送り羽根１９が材料を捕らえて剪断しながら混合槽２の下方へと押し込むように取り込む。この混合槽２の下方に押し込まれた材料は続いて回転してくる擦り潰し羽根１３により捕らえられ、擦り潰し羽根１３の回転に伴って混合槽２の内壁１６に押し当てられながら擦り潰される。擦り潰される際に混合槽２の内壁１６に押し付けられて付着した材料は、再度回転してくる掻き取り羽根１４により掻き取られて混合槽２内へと落下し、再び擦り潰し羽根１３により擦り潰しが行われる。このように、送り羽根１９による剪断作用と送り込み作用、擦り潰し羽根１３による擦り潰し作用、掻き取り羽根１４による掻き取り作用が繰り返されて塊状の材料が次第に細かく解砕されていく。
【００２４】
このとき、擦り潰し羽根１３による擦り潰し作用だけでは、混合槽２の内壁１６に付着する付着物が圧密を起こし、動力負荷が上昇して擦り潰し効率が低下するので、掻き取り羽根１４による付着物の掻き取り作用との組み合わせにより効率の良い材料の擦り潰し混合が可能となる。また、擦り潰し作用と掻き取り作用の組み合わせにより掻き取った材料が粒状化する効果も発揮する。
【００２５】
ミキサ１はバッチ処理用のために混合軸３、３´のそれぞれの送り羽根１７の傾斜は逆にしているので、投入された材料はミキサ１内を混合軸３、３´に沿って周回するように移動し、所定時間解砕すれば混合槽２の底部の排出口を開放して排出される。
【００２６】
このように、上記ミキサ１にて脱水ケーキ等の塊状物を解砕して粒状化し再利用可能な状態にすることができ、これによってミキサ１の材料解砕中に種々の固化材等を添加すれば、粒状化した材料と固化材等が良く混合されて所望の製品に仕上げることができるのである。
【００２７】
また、擦り潰し羽根１３及び掻き取り羽根１４と補助アーム１１とをそれぞれ混合軸３、３´と平行な一本の羽根固定ボルト１５で螺着したことにより、擦り潰し羽根１３及び掻き取り羽根１４と内壁１６とのそれぞれの間に異物が噛み込んだりして大きな負荷がかかると、擦り潰し羽根１３や掻き取り羽根１４は羽根固定ボルト１５を軸として滑って容易に回動するため、衝撃を逃がして装置を破損等から保護することができる。
【００２８】
なお、本実施例では、バッチ処理のミキサを例に上げて説明したが、何らバッチ処理のミキサに限定するものではなく、混合槽２の一端部に材料投入口を、他端部に排出口を備えた連続処理用のミキサであっても良く、この場合には混合軸３、３´のそれぞれの送り羽根１９は一端の材料投入口から他端の排出口に送り出すような角度を有するものとする。
【００２９】
なお、図８は、擦り潰し羽根１３及び掻き取り羽根１４の内壁１６までの隙間を調整する機能を省略し、アーム１０と擦り潰し羽根１３及び掻き取り羽根１４とを一本の羽根固定ボルト１５で螺着したものである。図５と同一符号は同一構成要素を示す。解砕処理を行う材料の性状が安定しておれば一本の羽根固定ボルト１５の締結による羽根角度調整機能と異物噛み込時の衝撃防止機能を有しているだけでも十分な効果を発揮する。
【００３０】
【発明の効果】
以上のように本発明の請求項１記載の解砕混合用ミキサによれば、混合槽内に相反方向に回転する二本の平行な混合軸を配設し、それぞれの混合軸にアームを放射状に所定間隔で複数配設すると共に、該アームの先端に材料を混合槽の内壁に押し当てて擦り潰す擦り潰し羽根と、混合槽の内壁に付着した材料を掻き取る掻き取り羽根とを混合軸と平行な一本の羽根固定ボルトで螺着し、固定ボルトの締緩にてよって擦り潰し羽根と掻き取り羽根をアームに対して角度調整自在に、かつ擦り潰し羽根や掻き取り羽根と混合槽内壁との間に異物が噛み込んで大きな負荷がかかったときには固定ボルトを中心にして擦り潰し羽根や掻き取り羽根が回動して衝撃を逃がせるように構成したので、擦り潰し羽根と掻き取り羽根を適度な角度に調整して十分な擦り潰し効果や掻き取り効果を発揮でき脱水ケーキ等の塊状物を解砕粒状化させて再利用可能な状態とすることができる。また、各羽根と混合槽壁との間に異物が噛み込んでも羽根固定ボルト１本にて軸着しているだけなので回動して衝撃を逃がし、羽根やアーム、或いは軸の破損等を防止できる。
【００３１】
また、請求項２記載の解砕混合用ミキサによれば、前記アームの先端と擦り潰し羽根、及び掻き取り羽根との取り付けに補助アームを介在させ、該補助アームのアームへの取り付け箇所にはアームの軸方向に沿ってボルト幅のスリットを穿設し、擦り潰し羽根及び掻き取り羽根をアームの軸方向に対して進退自在に構成したので、混合槽と擦り潰し羽根との隙間を塊状物の性状に応じて擦り潰すのに適切な幅にその都度容易に調整でき、また混合槽と掻き取り羽根との隙間は混合槽の内壁の付着材料をきれいに掻き取れるようにできるだけ狭く微調整することができて脱水ケーキ等の塊状物を解砕粒状化するに好適なミキサとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る解砕混合用ミキサの一実施例を示す正面図である。
【図２】図１の平面図である。
【図３】図１の一部を切り欠いた要部拡大図である。
【図４】図３の平面図である。
【図５】図４のＡ−Ａ線断面図である。
【図６】図５の擦り潰し羽根部分の拡大図である。
【図７】図５の掻き取り羽根部分の拡大図である。
【図８】別の実施例を示す図５に相当する図である。
【符号の説明】
１…ミキサ                    ２…混合槽
３、３´…混合軸                  １０…アーム
１１…補助アーム              １３…擦り潰し羽根
１４…掻き取り羽根            １５…ボルト
１６…内壁                    １７…スリット
１９…送り羽根
【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】
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【図７】
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【図８】
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