(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
現地発生材とセメントなどの材料を連続的に混合する連続混合装置において、一端を材料の投入口に他端を排出口としてその内周面に羽根を備え回転自在となされる混合ドラムと、該混合ドラムに備えられて前記材料を連続的に排出口方向へ送りながら混合する送り羽根と、該送り羽根によって送られる材料を送り方向に対し反対方向へ向けて逆送させながら混合する戻し羽根と、該戻し羽根で混合された材料の一部を排出口へ送りながらその一部を逆送させて混合する排出羽根を備え、前記混合ドラムを回転させ各々の羽根で材料を移動させることによって材料同士で混合作用を行なう自己混合構造になされていることを特徴とする連続混合装置。
【請求項２】
前記混合ドラムが排出口側の径を徐々に小さくして混合ドラム内に材料を滞留させる滞留域を備えることを特徴とする請求項１記載の連続混合装置。
【請求項３】
前記混合ドラムがその傾斜角度を変更する傾胴手段を備えることを特徴とする請求項１または請求項２記載の連続混合装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、現地発生材とセメントなどの材料を混合し、ＣＳＧ材料を連続的に得る連続混合装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ダム建設現場において、河川の砂礫や砕石廃棄材などの現地発生材に少量のセメントを混合したＣＳＧ材料が盛土用材料として堤高の低いダム（砂防ダムや河川堤防など）に数多く用いられている。ＣＳＧ材料はコンクリートのように投入される各々の材料の量や混合比などの厳格な品質管理が必要でないため、計量した材料を1回分ずつ混合して定量の材料を品質を保ちながら混合するバッチ混合ではなく、材料を次々に連続して混合装置へ投入して連続混合し混合物を途切れることなく排出する連続混合が行なわれている。
【０００３】
従来用いられている連続混合装置は、固定された混合槽に攪拌羽根を備えた回転軸が混合槽に貫通して設けられており、回転軸を回転させて攪拌羽根によって強制的に材料がせん断・圧縮混合されるものである。また、特開２００１−１３３４号で示されるような、円筒型の回転自在な混合ドラムに材料送り手段としてスパイラル羽根、混合手段として攪拌羽根を複数段に設けて、混合ドラムを回転させることによりスパイラル羽根で材料の送りを促し、攪拌羽根で材料が混合ドラム内で掬われて攪拌されながら押し出されて排出側に送られて排出されるものもある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前記混合装置の混合の度合いは材料が投入口から排出口へ移動する間の攪拌羽根での混合回数に依存される。前記の特開２００１−１３３４号で示される従来例では攪拌羽根は５段備えられ、混合ドラム全長は６ｍとなる。必要な混合の度合いを得るためには攪拌羽根を数多く何段も備える必要があり、混合ドラム全長が長くなり混合装置全体が大型化してしまう問題がある。
したがって、本発明は混合ドラム全長が短くても十分な混合の度合いを得られるコンパクトな混合装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、本発明は、現地発生材とセメントなどの材料を連続的に混合する連続混合装置において、一端を材料の投入口に他端を排出口としてその内周面に羽根を備え回転自在となされる混合ドラムと、該混合ドラムに備えられて前記材料を連続的に排出口方向へ送りながら混合する送り羽根と、該送り羽根によって送られる材料を送り方向に対し反対方向へ向けて逆送させながら混合する戻し羽根と、該戻し羽根で混合された材料の一部を排出口へ送りながらその一部を逆送させて混合する排出羽根を備え、前記混合ドラムを回転させ各々の羽根で材料を移動させることによって材料同士で混合作用を行なう自己混合構造になされていることを特徴とする連続混合装置である。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施例を図を用いて説明する。図１は本発明の実施例の全体側面図を示す。図１において、略たまご形状で一端を材料の投入口１として投入シュート２を備え、他端に排出口３を備えて回転自在になされた全長３．５ｍ程の混合ドラム４が架台５上に回転動力源とともに据え付けられており、該混合ドラム４は排出口３側の径が同心上で徐々にすぼめられた形状になされている。混合ドラム４の内部には投入口１側、中央部、排出口３側にそれぞれ混合ドラム4の円周方向の等間隔に１２０°ずつ離れて３枚の羽根が取り付けられており、混合ドラム４を回転させて投入された材料を混合する自己混合構造になされている。これら羽根の枚数は混合材料の種類、質、要求される混合の度合いに応じて増やしても良い。
【０００７】
図2に混合ドラム４の断面図、図６に混合ドラム４の展開図を示し、各々の羽根を説明する。投入口１側に備えられた送り羽根６は、混合ドラム４の回転軸から時計回り方向にα＝４０°の角度で混合ドラム４に取り付けられており、投入口１から投入される材料をすくい上げて混合ドラム４の排出口３の方向に送り込みながら混合する。
【０００８】
混合ドラム４の中央部に備えられた戻し羽根７は混合ドラム４の回転軸から反時計回りにβ＝３０°の角度に取り付けられており、送り羽根６から送られた材料が排出口３の方向へ流れるのに逆らって、材料を送り羽根６での流れとは逆方向の投入口１側へ戻しながら混合する。
各々の羽根の取り付け角度は、α＞βの関係にあり、送り羽根６で送り込まれる材料をより大きな戻し作用によって投入口１での材料の飲み込みを阻害することの無いようにするために、送り羽根６の取り付け角度αを戻し羽根7の取り付け角度βより大きくして投入された材料が投入口１から出ないようにする必要がある。
【０００９】
排出口３側に備えられた排出羽根８は混合ドラム４の回転軸と平行に混合ドラム４に取り付けられており、材料を混合しながら連続で投入される材料によって押し出される材料をスムーズに排出口３に導くようになされている。
排出羽根８は混合ドラム４の回転軸と水平に取り付けられており、材料を送る作用が排出側と投入側とに五分五分に働き、排出を促すと共に混合ドラム４の中央部へ材料を戻しながら材料を持ち上げて落とす混合を行なう。そこで、排出量の確保のために排出羽根８の枚数を他の送り羽根６や戻し羽根７の２倍の枚数（実施例では６０°間隔の６枚）とすれば排出羽根８での排出作用が半減することなく、投入量や送り量に見合った排出量を得ることができる。
【００１０】
前記の羽根（送り羽根６、戻し羽根７、排出羽根８）は図３で示すように混合ドラム４の接線方向に対して直角の９０°の角度で混合ドラム４に取り付けられている。そのため混合ドラム４の回転により材料を押し上げる際に、取り付け角度が鋭角の場合に比べて材料を押し上げる力が材料に伝わりやすく、より大きな面積で材料を押し上げ混合ドラム４内のより高い位置（図５中のＨ高さ）から材料を落とすことによって大きな力を加えることで混合される度合いも大きくなり、１回の押し上げでより効果的な混合作用が得られる。
【００１１】
混合ドラム４は排出口３側に径を徐々に小さくして、すぼめられた形状になされており、混合ドラム４の下部に水平状態でも材料が排出されずに留まるスペース（以後これを滞留域１０という）を設けている。また、混合ドラム４は設置状態で投入口１側を上に、排出口３側を下に水平から下方に向けてＢ＝５°〜１０°の間に傾斜されて連続混合での材料の移動を行ない易くしており、混合ドラム４と架台５に備えられた油圧シリンダやエアシリンダを駆動源とする傾胴手段９により混合ドラム４の傾斜角度は変更可能となされている。連続混合で最後の排出では押し出すために投入される材料がなくなるので混合ドラム４の傾斜角度を大きくして排出を促す必要がある。
【００１２】
次に、連続混合の作用を説明する。
混合ドラム４に投入された材料はまず送り羽根６により持ち上げられながら、送り羽根６がα＝４０°に傾斜していることにより混合ドラム4の中央部の戻し羽根７側へ材料が送られる。この時混合ドラム４の断面で見ると材料が持ち上げられているため混合ドラム４の底部の材料が少なくなって次に投入される材料の入る空間を創ることになる。
これにより、投入された材料が溢れることなくスムーズに混合ドラム４内に送り込まれる。また、持ち上げられた最初の材料の下へ次に投入される材料が入り込み混合の予備状態が作られる。
【００１３】
戻し羽根７の回転によって持ち上げられた材料の下へ送り羽根６で送られた材料が入り込み、その上に持ち上げられた材料が落下して重なり、重なった材料が一緒に持ち上げられて落下することにより材料の混合が行なわれる。
送り羽根６から送られた材料は排出口３側へ移動しようとするが、戻し羽根７の取り付け角度（β＝３０°）により投入口１方向へ戻される。このとき戻された材料は送り羽根６により連続的に送られてくる材料とぶつかることによって圧縮されて混ざり合い、再び戻し羽根７によって混合されるのである。
この圧縮混合作用により、従来の連続混合では得られない材料同士の動きによる混ざり合いが行なわれ、よりすぐれた混合性能を得ることが可能となる。（図４参照）
【００１４】
戻し羽根７で混合された材料は連続的に送られる材料に押し出されて排出羽根８に送られる。排出羽根８も戻し羽根７と同様に材料を持ち上げて落とすことを繰り返して混合を行なう。また排出羽根８は混合ドラム４の回転軸に平行に取り付けられているので、混合ドラム４の傾斜角度に応じて排出口３側へ材料を送り滞留域１０に留まった材料が溜まりすぎて詰まることの無いように適正に材料を排出する。
【００１５】
混合ドラム４の形状が排出口３側の径を徐々に小さくしてしぼった形状であるため混合ドラム４の下部に材料の滞留域１０が備わり、材料の滞留時間を長くすることにより前記の混合作用を繰り返し複数回行ない材料の対流による混合作用を受けることができる。さらに、材料の戻し作用による混合においても、材料が滞留しているので戻し作用を受ける材料の量が多くなり、より大きな圧縮による混合作用が得られる。
傾胴手段９により混合ドラム４の傾斜角度が変更できるので、材料の滞留域１０の容積が調整可能となり、混合作用がより必要な場合には混合ドラム４の傾斜角度を小さくして材料の滞留域１０を増して混合機能を向上させることが可能となる。
【００１６】
したがって、本実施例の連続混合では、従来のバッチ式の混合装置のような擾拝羽根を用いて強制的に材料をせん断・圧縮させて混合するものとは異なり、混合ドラム４を回転させて混合ドラム４内の材料の移動を促し、材料が移動することによって材料同士が混合作用を起こして混合を行なう。その混合作用は自己混合構造によって、混合ドラム４が回転し混合ドラム４に備えられた各々の羽根によって材料が持ち上げられて下の材料に落下することにより材料を対流・拡散させて混合する重力落下混合と、送り羽根６と戻し羽根７の取り付け角度を逆向きとすることで材料の送り方向をそれぞれ変えて送られる材料同士をぶつけ合わせて混合する圧縮混合の二通りの混合が行なわれる。
【００１７】
さらに、混合ドラム４に材料の滞留域１０を設けることによって材料の混合ドラム４内での滞留時間が長くなり、前記の混合作用で移動される材料の量が多くなって混合の度合いがさらに高まってくる。
【００１８】
【発明の効果】
以上述べたように、請求項１によれば、混合ドラム４内の材料が逆送させられて混合材料それ自体により混合され、効率の良い混合がなされる。そのため、混合のための羽根が複数段も必要なくなり、混合ドラム４の全長を短くできてコンパクトな混合装置が得られる。
請求項２によれば、混合ドラム４内における材料の滞留時間が延長されることから品質の優れた混合物が得られる。
請求項３によれば、混合ドラム４の傾斜角度を変更して混合性能を調整できる連続混合装置の提供が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例の全体側面図
【図２】本発明の混合ドラムの断面図
【図３】図２のＡ−Ａ断面図
【図４】本発明の混合ドラム内の材料の流れを示す図
【図５】図２のＡ−Ａ断面での材料の混合状態図
【図６】本発明の混合ドラムの展開図
【符号の説明】
４．混合ドラム
６．送り羽根
７．戻り羽根
８．排出羽根
９．傾胴手段
１０．滞留域
【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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