(57)【要約】【課題】  粉粒体材料と高温液体とを効率よく撹拌、混合して均質な混練物を得る。【解決手段】  ミキシング装置１は、材料入口、液体入口、粉粒体材料と溶融硫黄の混練物の流出口２５を設けた密閉可能な容器４と、容器４の外周に設けられ容器４内部の混練物を加熱するオイルジャケット（加熱手段）３４とを備え、また、撹拌手段として、容器４の底部３と胴部２の下方とに沿って低速で回転する大径のアンカーパドル型撹拌羽根（低速撹拌羽根）１０と、アンカーパドル型撹拌羽根よりも高速で回転し、かつそれよりも小径のフラットパドル型撹拌羽根（中速撹拌羽根）１１と、前記各撹拌羽根１０，１１よりも高速で回転し、かつアンカーパドル型撹拌羽根１０よりも小径のフラットタービン型撹拌羽根（高速撹拌羽根）１２とを備えた構成とされている。【選択図】      図２
2007029822.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
材料入口、液体入口、粉粒体材料と高温液体の混練物の流出口を設けた密閉可能な容器と、該容器の外周に設けられ容器内部の混練物を加熱する加熱手段と、回転数の異なる複数の撹拌羽根を有し前記容器内の混練物を撹拌する撹拌手段とを備えていることを特徴とするミキシング装置。
【請求項２】
前記撹拌手段は、前記容器の底部近くに沿って容器の軸線回りに低速で回転する大径の低速撹拌羽根と、該低速撹拌羽根の回転軸線から位置をずらして配置された軸回りに低速撹拌羽根よりも高速で回転し、かつそれよりも小径の中速撹拌羽根と、前記低速、中速撹拌羽根の各回転軸線から位置をずらして配置された軸線回りに前記中速撹拌羽根よりも高速で回転し、かつ前記低速撹拌羽根よりも小径の高速撹拌羽根とを備えていることを特徴とする請求項１に記載のミキシング装置。
【請求項３】
前記材料入口には、粉粒体材料を容器の上部に分散させる投入フィーダが設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載のミキシング装置。
【請求項４】
前記容器には、その内部上方の空気を不活性ガスに置換するためのエアベントと不活性ガス供給源に接続された不活性ガス導入口とが設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のミキシング装置。
【請求項５】
前記加熱手段は、容器の外周と底部に間隔をあけて設けたジャケットシェルと、容器の外周と該外周部に設けたジャケットシェルとに間に螺旋状に取り付けたスパイラルバッフルとを備え、該スパイラルバッフルと容器外周とジャケットシェルとで形成された螺旋状のオイルジャケットに熱油が循環されるようになっていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のミキシング装置。
【請求項６】
前記容器の外周囲には保温材が装着されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のミキシング装置。
【請求項７】
前記容器を設置面に設置する脚部には、容器の質量を測定するロードセルが取り付けられていることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のミキシング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶融硫黄等の高温液体と石炭灰等の粉粒体材料とを撹拌、混合するミキシング装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
石油や天然ガスの脱硫によって生成する硫黄に添加剤を加えて改質し、この改質硫黄にその溶融状態において都市ごみの焼却灰、電力事業および一般産業から排出される石炭灰、製鉄業から副生される鉄鋼スラグ等の粉粒体材料をリボンミキサー等の混合機で混合し、この混合物を成型用の型等に流し込んで冷却硬化させて、水に不溶で耐酸性があり、コンクリートよりも強度が高く、土木、建設資材等に利用可能な硫黄固化物を製造する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
そして、前記硫黄固化物製造方法において、溶融硫黄と骨材とを撹拌、混合するミキシング装置として、外周側のオイルジャケットにヒータで加熱されたオイルを循環させて内部を加熱する二重構造の容器内に、材料投入口から焼却灰等の粉粒体材料と硫黄を投入して蓋で密封した後加熱すると共に、この加熱により溶融した硫黄と粉粒体材料とをモータによって回転される回転翼によって撹拌、混合して高温の液状混練物を得るようにしたものが知られている（特許文献２参照）。
また、前記硫黄固化物製造におけるように粉体とスラリー液とを撹拌、混合するリボンミキサーからなるミキシング装置として、撹拌槽の内部に、その中心で一定の低速度（５０ｒｐｍ）で回転する撹拌軸の下端に取り付けられて槽内壁面に沿って上方に延長した２条の螺旋状帯を設けると共に、前記撹拌軸と螺旋状帯との間に位置して棒状バッフルを設けたものが知られている（特許文献３参照）。
【特許文献１】特開２００２−６９１８８号公報
【特許文献２】特開２００５−１３８２０号公報
【特許文献３】特開２０００−３１７２９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、従来のミキシング装置は、前者においては、撹拌槽内の中央に底部近くで回転する回転翼が１つだけ設けたものであるので、前記回転翼を回転させることによる混練物の撹拌効率を高めることはできず、加熱されて液体となった溶融硫黄上に焼却灰等の粉粒体材料が浮上してしまって溶融硫黄と粉粒体材料との混合が良好に行えないか、粉粒体材料が粒状に固まって溶融硫黄の中に散在した状態となって均質な液状混練物が得られない問題がある。
また、後者においても、撹拌槽の内部に設けるリボンミキサーは２条のものが１つであり、リボンミキサーの内側に棒状バッフルが設けられているものの、該棒状バッフルは単に静止された直線状の棒に過ぎず、粉粒体材料と液体との混練物の撹拌、混合する作用を十分に発揮することができないので、前者のミキシング装置と同様な問題がある。
【０００４】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、粉粒体材料と高温液体とを効率よく撹拌、混合して均質な混練物を得ることができるミキシング装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、前記課題を解決するために、以下の点を特徴としている。
すなわち、請求項１に係るミキシング装置は、材料入口、液体入口、粉粒体材料と高温液体の混練物の流出口を設けた密閉可能な容器と、該容器の外周に設けられ容器内部の混練物を加熱する加熱手段と、回転数の異なる複数の撹拌羽根を有し前記容器内の混練物を撹拌する撹拌手段とを備えていることを特徴としている。
【０００６】
請求項２に係るミキシング装置は、請求項１に記載のミキシング装置において、前記撹拌手段が、前記容器の底部の近くに沿って容器の軸線回りに低速で回転する大径の低速撹拌羽根と、該低速撹拌羽根の回転軸線から位置をずらして配置された軸回りに低速撹拌羽根よりも高速で回転し、かつそれよりも小径の中速撹拌羽根と、前記低速、中速撹拌羽根の各回転軸線から位置をずらして配置された軸線回りに前記中速撹拌羽根よりも高速で回転し、かつ前記低速撹拌羽根よりも小径の高速撹拌羽根とを備えていることを特徴としている。
【０００７】
請求項３に係るミキシング装置は、請求項１または２に記載のミキシング装置において、前記材料入口には、粉粒体材料を容器の上部に分散させる投入フィーダが設けられていることを特徴としている。
【０００８】
請求項４に係るミキシング装置は、請求項１〜３のいずれかに記載のミキシング装置において、前記容器には、その内部上方の空気を不活性ガスに置換するためのエアベントと不活性ガス供給源に接続された不活性ガス導入口とが設けられていることを特徴としている。
【０００９】
請求項５に係るミキシング装置は、請求項１〜４のいずれかに記載のミキシング装置において、前記加熱手段が、容器の外周と底部に間隔をあけて設けたジャケットシェルと、容器の外周と該外周部に設けたジャケットシェルとに間に螺旋状に取り付けたスパイラルバッフルとを備え、該スパイラルバッフルと容器外周とジャケットシェルとで形成された螺旋状のオイルジャケットに熱油が循環されるようになっていることを特徴としている。
【００１０】
請求項６に係るミキシング装置は、請求項１〜４のいずれかに記載のミキシング装置において、前記容器の外周囲には保温材が装着されていることを特徴としている。
【００１１】
請求項７に係るミキシング装置は、請求項１〜４のいずれかに記載のミキシング装置において、前記容器を設置面に設置する脚部には、容器の質量を測定するロードセルが取り付けられていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、以下の優れた効果を奏する。
すなわち、請求項１に係るミキシング装置によれば、低速で回転する大径の撹拌羽根により容器内の高温液体の全体が緩やかに撹拌された状態で、該高温液体中に投入された粉粒体材料が高速で回転する小径の撹拌羽根によって掻き混ぜることにより、高温液体に粉粒体材料が良好に接触されて混ざり合い、その混ざり合った混練物が高温液体の緩やかな流動に伴って容器全体に広がるので、容器内の全体にわたって高温液体中に粉粒体材料を均等に分散、混合させることができ、高温液体と粉粒体材料との均質な混練物を得ることができる。
【００１３】
請求項２に係るミキシング装置によれば、容器の底部の近くに沿って低速で回転するアンカーパドル型撹拌羽根により容器内の全体で緩やかに撹拌されている高温液体中に投入された粉粒体材料を、前記アンカーパドル型撹拌羽根よりも高速で回転するフラットパドル型撹拌羽根と、該フラットパドル型撹拌羽根よりも高速で回転するフラットタービン型撹拌羽根とによる複合的な撹拌作用にもとづいて、一層良好に高温液体中に分散、混合させることができる。
請求項３に係るミキシング装置によれば、粉粒体材料が容器への入口で投入フィーダで細かく粉砕されて容器の上部の広範囲に飛ばされて分散されながら高温液体中に投入されるため、粉粒体材料と高温液体との混合を円滑に、かつ均等に行うことができる。
【００１４】
請求項４に係るミキシング装置によれば、粉粒体材料を撹拌、混合させる高温液体が引火性を有するものであっても、容器の上部に導入される不活性ガスによって前記高温液体が空気から遮断されるため、高温液体の引火を確実に防ぐことができて安全である。
請求項５に係るミキシング装置によれば、螺旋状のオイルジャケットを循環する熱油によって容器の外周をむら無く均一に加熱することができ、容器内の混練物を所定の温度に確実に加熱することができる。
【００１５】
請求項６に係るミキシング装置によれば、加熱手段によって加熱された容器からの放熱を押さえ、容器内の混練物の温度を一定の範囲内に安定して維持させることができる。
請求項７に係るミキシング装置によれば、容器内の混練物の質量を容易に検知することができ、容器への粉粒体材料や高温液体の投入、容器からの混練物の排出等の調節を確実に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の一実施の形態に係るミキシング装置について、図１〜図３を参照して説明する。
図１〜図３において、１は本発明の一実施の形態に係るミキシング装置である。このミキシング装置１は、円筒状の胴部２の下部に、中心部を低くし外周に行くに従って徐々に高くなるように緩やかに傾斜させた逆円錐状の底部３を結合してなる容器４を備えている。該容器４は、前記胴部２の下部の外周に周方向に間隔をあけて配置され胴部２に固定された複数（図示の例では４本）の脚部５によって床面（設置面）に、軸方向を鉛直方向に向けて設置されている。また、前記容器４の上端にはその開口部を閉鎖して容器４の内部を密閉可能とするルーフ板６が着脱可能に取り付けられている。さらに、前記各脚部５は下端にロードセル５ａを支持したロードセル取付金具５ｂを介して床面に設置され、前記ロードセル５ａによって前記容器の４に加わる質量が測定できるようになっている。
【００１７】
前記ルーフ板６の上面には、容器４の直径方向（図１、図２で左右方向）に沿って一直線上に整列した筒状の撹拌羽根設置座６ａ，６ｂ，６ｃが、容器４内に連通して複数個（図示の例では３個）固定されており、各撹拌羽根設置座６ａ，６ｂ，６ｃの上部には、それぞれ筒状の撹拌羽根取付部材７，８，９が着脱可能に固定されている。そして、容器４の中心部に配置された第１の撹拌羽根設置座６ａに固定された第１の撹拌羽根取付部材７にはアンカーパドル型撹拌羽根（低速撹拌羽根）１０が支持され、前記第１の撹拌羽根取付座６ａの一方（図１、図２で左方）に隣接して配置された第２の撹拌羽根取付座６ｂに固定された第２の撹拌羽根取付部材８にはフラットパドル型撹拌羽根（中速撹拌羽根）１１が支持され、また、前記第１の撹拌羽根取付座６ａの他方（図１、図２で右方）に隣接して配置された第３の撹拌羽根取付座６ｃに固定された第３の撹拌羽根取付部材９にはフラットタービン型撹拌羽根（高速撹拌羽根）１２が支持されている。
【００１８】
前記アンカーパドル型撹拌羽根１０は、前記第１の撹拌羽根取付部材７の中段部に設けた軸受７ａに軸回りに回転自在に支持された上軸部１４ａの下端にフランジ継手１４ｂを介して下軸部１４ｃを連結してなる回転主軸１４と、該回転支軸１４の下軸部１４ｃの下端に取り付けられ、前記容器４の底部３と胴部２の下方部分に沿うように設けたパドル１５とを備えている。前記パドル１５は、基端を前記回転主軸１４に固定され、容器４の底部３近くでそれに沿ように傾斜して容器４の半径方向に延長された一対のパドルアーム１５ａと、各パドルアーム１５ａの先端部に一体に設けられ、容器４の胴部２の近接部で容器４の軸方向に沿って上方へ延長されたパドル翼１５ｂとから構成されている。そして、前記回転主軸１４の上軸部１４ａは、カップリング１４ｄによって前記第１の撹拌羽根取付部材７の上端に設置された減速機付きの電動機Ｍ１の出力軸に連結され、該電動機Ｍ１によって前記アンカーパドル型撹拌羽根１０が容器４の中央部の下方において低速度（例えば、１０〜３０ｒｐｍ）で回転するようになっている。
【００１９】
前記フラットパドル型撹拌羽根１１は、前記回転主軸１４に平行に設けられ、前記第２の撹拌羽根取付部材８の中段部に設けた軸受８ａによって軸回りに回転自在に支持された回転支軸１６と、該回転支軸１６の下端部側の外周に固定され、翼面を回転支軸１６の軸方向に平行にして半径方向に突き出した平板状のパドル翼１７ａを周方向に間隔をあけて配置してなるフラットパドル１７とを備えており、該フラットパドル１７は、回転支軸１６に軸方向に間隔をあけて複数段（図示の例では３段）設けられ、それらの直径が前記アンカーパドルの型撹拌羽根１０（パドルアーム１５ａ）の直径に比べてかなり小さく設定されている。そして、前記回転支軸１６の上端部は、カップリング１６ａによって前記第２の撹拌羽根取付部材８の上端に設置された減速機付きの電動機Ｍ２の出力軸に連結され、前記フラットパドル型撹拌羽根１１が前記アンカーパドル型撹拌羽根１０のパドルアーム１５ａの上方でかつパドル翼１５ｂの内側において前記電動機Ｍ２によって中速度（例えば、２００〜３００ｒｐｍ）で回転するようになっている。
【００２０】
前記フラットタービン型撹拌羽根１２は、前記回転主軸１４に平行に設けられ、前記第３の撹拌羽根取付部材９の中段部に設けた軸受９ａによって軸回りに回転自在に支持された回転支軸１８と、該回転支軸１８の下端部側の外周に固定され、回転支軸１８の半径方向に突き出した棒状部材の回りに複数の突起を棒状部材に直交して設けた翼部材１９ａを周方向に間隔をあけて配置してなるタービンパドル１９とを備えており、該タービンパドル１９は、回転支軸１８に軸方向に間隔をあけて複数段（図示の例では３段）設けられ、それらの直径が前記アンカーパドル型撹拌羽根１０（パドルアーム１５ａ）の直径に比べてかなり小さく、前記フラットパドル型撹拌羽根１１の直径に近い大きさに設定されている。そして、前記回転支軸１８の上端部は、カップリング１８ａによって前記第３の撹拌羽根取付部材９の上端に設置された電動機Ｍ３の出力軸に連結され、前記フラットタービン型撹拌羽根１２が、前記アンカーパドル型撹拌羽根１０の回転主軸１４を間にしてフラットパドル型撹拌羽根１１と反対側に位置し、アンカーパドル型撹拌羽根１０のパドルアーム１５ａの上方でかつパドル翼１５ｂの内側において前記電動機Ｍ３によって高速度（例えば、８００〜１２００ｒｐｍ）で回転するようになっている。
なお、前記アンカーパドル型撹拌羽根１０の回転主軸１４の上軸部１４ａと、前記フラットパドル型撹拌羽根１１の回転支軸１６と、前記フラットタービン型撹拌羽根１２の回転支軸１８に対して、それぞれ、第１、第２、第３の撹拌羽根取付部材７，８，９の下端部にシール部７ｂ、８ｂ，９ｂが設けられ、これによって前記容器４内への各軸１４ａ，１６，１８の挿通部における気密が保持されている。
【００２１】
また、前記ルーフ板６には、容器４内に高温液体を取り入れる液体入口２０と、循環液体を容器４内に戻す液体戻り口２１と、粉粒体材料を容器４内に投入する材料入口２２（図３参照）と、不活性ガスを容器４内に導入する不活性ガス入口２３と、容器４内の空気を排出するエアベント口２４とがそれぞれ容器４の内部に連通して設けられ、容器４の底部３の中央には容器４内から高温液体と粉粒体材料との混練物を排出する流出口２５が設けられている。なお、前記ルーフ板６には、開口部を蓋板２６ａによって開閉可能なマンホール２６が容器４内に連通して設けられると共に、ブリーザ弁２７が設けられている。
前記材料入口２２は、筒状の部材からなり、上端には筒状のフィーダ取付部材２８が着脱可能に取り付けられると共に、下端には容器４の内部に向かってラッパ状に広げられたフード２９が固定されている。
【００２２】
そして、前記フィーダ取付部材２８には、回転軸３０ａの下端に円板状の分散板３０ｂを水平に固定してなる分散羽根３０が、前記回転軸３０ａを軸受２８ａによって回転自在に支持され、前記フィーダ取付部材２８の上端に固定された電動機Ｍ４によって前記回転軸３０ａが回転されることにより、前記フード２９の下端の開口部２９ａに臨ませられた前記分散板３０ｂが高速度（例えば、８００〜１２００ｒｐｍ）で回転されるようになっている。前記材料入口２２とフィーダ取付部材２８とフード２９とからなるフィーダケースと、該フィーダケース内で回転する分散羽根３０と、電動機Ｍ４等とで粉粒体材料を容器４内に投入、分散させる投入フィーダ３１を構成している。該投入フィーダ３１は前記構成のものに限らず、スクリュフィーダやその他の形式のものであってもよい。
前記フィーダ取付部材２８の側部には、該フィーダ取付部材２８を通して前記材料入口２２に連絡する材料投入筒３２が取り付けられ、該材料投入筒３２の上端には、可撓性を有する管継手３２ａを介して粉粒体材料の供給源に連絡される材料導入管３３が気密に接続されている。
【００２３】
また、前記容器４の胴部２と底部３の外周には、容器４の内部に収容された高温液体を加熱するオイルジャケット（加熱手段）３４が設けられている。該オイルジャケット３４は、容器４の外周と底部の外面に平行に間隔をあけて設けた胴部ジャケットシェル３５ａと底部ジャケットシェル３５ｂとからなるジャケットシェル３５と、容器４の外周と前記胴部ジャケットシェル３５ａとの間に配設され、両縁部を容器４と胴部ジャケットシェル３５ａに接合して螺旋状に取り付けられたスパイラルバッフル３６とを備えて構成されている。そして、前記オイルジャケット３４には、容器４の底部と底部ジャケットシェル３５ｂとで形成された底部オイルジャケット３４ｂの最下部に連絡して設けた熱油入口３７から熱油が導入され、前記スパイラルバッフル３６と容器４の外周と胴部ジャケットシェル３５ａとで形成された螺旋状の胴部オイルジャケット３４ａの最上部に連絡して設けた熱油出口３８から熱油が排出されて熱油源に戻され、熱油源とオイルジャケット３４との間で熱油が循環されるようになっている。
前記容器４の胴部２と底部３には前記オイルジャケット３４を囲むようにして、また、前記ルーフ板６を覆うようにしてグラスウール等からなる保温材３９が装着されている。
なお、前記容器４に設けた計器取付座４０ａ，４０ｂには、図示しないが、それぞれ液面計と温度計が取り付けられて容器４内の高温液体の液面と温度を検知するようになっている。
【００２４】
前記構成のミキシング装置１の作用を、図４〜図６に示す硫黄固化物製造プラント４１に前記ミキシング装置１を適用した場合にもとづいて説明する。
先ず、前記硫黄固化物製造プラント４１について説明する。この硫黄固化物製造プラント４１は、図４に示すように、溶融硫黄（高温液体）をその供給源からポンプ４２ａにより配管ｐ１を介して受け入れて貯蔵する高温液体タンク４２と、硫黄改質用の添加剤をその供給源からポンプ４３ａにより配管ｐ２を介して受け入れて貯蔵する添加剤タンク４３と、前記高温液体タンク４２と添加剤タンク４３から溶融硫黄と添加剤をそれぞれポンプ４２ｂ，４３ｂにより配管ｐ３，ｐ４を介して供給され、それらの溶融硫黄と添加剤とを撹拌、混合すると共に、この撹拌、混合によって改質された溶融硫黄をポンプ４４ａにより配管ｐ５を介して前記実施の形態に係るミキシング装置１に供給する硫黄改質装置４４と、前記高温液体タンク４２の溶融硫黄を加熱する加熱コイル４２ｃ、前記硫黄改質装置４４に設けたオイルジャケット４４ｂおよび前記ミキシング装置１に設けた前記オイルジャケット３４に対し、ポンプ４６ａと循環配管４６ｂ、４６ｃを介して熱油を供給、循環させる第１熱油加熱器４６と、前記ポンプ４２ａ，４２ｂ，４４ａ、前記配管ｐ１〜ｐ５、前記ミキシング装置１から溶融硫黄と石炭灰との混練物（液状混練物）を送り出すポンプ１ａおよび配管ｐ６にそれぞれ設けたオイルジャケットに対し、ポンプ４７ａと熱油循環配管４７ｂ，４７ｃを介して供給、循環させる第２熱油加熱器４７とを備えている。
【００２５】
また、前記硫黄固化物製造プラント４１は、図５に示すように、第１の材料加熱供給装置４８を備え、該第１の材料加熱供給装置４８は、粉体タンク４９から石炭灰をロータリードライヤからなる第１のドライヤ５０に供給して、燃料タンク５１からポンプ５１ａと配管ｐ７を介して供給される灯油で燃焼するバーナ５０ａによって乾燥加熱させた後に、この高温の石炭灰をスクリュコンベヤ５２と空気輸送装置５３によって輸送管ｐ８を介してホットビン５４に送って収容し、適時に高温の石炭灰をスクリュコンベヤ５４ａにより配管ｐ９を介して前記ミキシング装置１に供給するようになっている。
さらに、第２の材料加熱供給装置５５を備え、第２の材料加熱供給装置５５は、コールドホッパ５６から製鋼スラグ、珪砂等の粉粒体材料をベルトフィーダ５６ａで排出し、ベルトコンベヤ５６ｂ，５６ｃを介してロータリードライヤからなる第２のドライヤ５７に供給して、前記燃料タンク５１からポンプ５１ａと配管ｐ７を介して供給される灯油で燃焼する一対のバーナ５７ａ，５７ｂによって乾燥加熱させた後に、この高温の骨材をシュート５８を通してバケットエレベータ５９の下端の材料受け口５９ａに送るようになっている。
なお、第１、第２のドライヤ５０、５７からダクト６０ａ，６１ａを介して排出される排気中のダストは、それぞれ、第１、第２バグフィルタ６０，６１で濾過された後、前記スクリュコンベヤ５２と前記シュート５８の途中に送られ、ダストを除去された排気はブロア６０ｂ，６２ａによってダクト６０ｃ，６１ｂを介して煙突６２に送られ、大気に放出される。
【００２６】
また、前記硫黄固化物製造プラント４１は、図６に示すように、前記第２の材料加熱供給装置５５によって乾燥加熱された粉粒体材料と前記ミキシング装置１によって生成された溶融硫黄に石炭灰を混合してなる高温の液状混練物とを計量、混合する計量混合装置６３を備えている。  前記計量混合装置６３は、前記第２の材料加熱供給装置５５のバケットエレベータ５９によってその材料受け口５９ａから上方に搬送された粉粒体材料を、シュート５９ｂからホッパ６４に受け入れて貯留し、該粉粒体材料を適時に計量槽６５に投入してロードセル６５ａで質量を計測した後、ゲート６６ａを開いて２軸パドル式のミキサー６６に投入する。そして、前記ミキシング装置１から配管ｐ６によって供給された液状混練物を計量槽６７に受け入れて、ロードセル６７ａによって計量し、ポンプ６７ｂにより配管ｐ１０を介して前記ミキサー６６に送り、配管ｐ１０の先端に設けたスプレー管６６ｂによってミキサー６６中の粉粒体材料に散布されて、該粉粒体材料と高温の液状混練物との撹拌、混合が行われるようになっている。
【００２７】
前記ミキサー６６で混練されて生成された粉粒体材料と液状混練物の混合物は、ホッパ６８ａを介してスキップエレベータ６８のバケット６８ｂに受けられて上方に搬送され、硫黄固化物成型装置６９に供給される。該硫黄固化物成型装置６９においては、スキップエレベータ６８から供給された混合物が、サージビン７０に貯留されると共に、適時に打設ホッパ７１に落下、投入されてロードセル７１ａで計量されてから型枠７２内に打設される。そして、型枠７２内に打設された混合物が所定の冷却時間を経ることによって硬化して成型された硫黄固化物が製造されるようになっている。
【００２８】
また、前記ミキシング装置１、高温液体タンク４２、添加剤タンク４３、硫黄改質装置４４、ミキサー６６、計量槽６７の内部の上方には、不活性ガス供給源７３（図６参照）のガスタンク７３ａからコンプレッサー７３ｂによって配管ｐ１１を介して窒素ガス等の不活性ガスが所定圧力で供給され、各装置内の収容液体が空気から遮断されるようになっている。
なお、前記ポンプ６７ｂとミキサー６６は、それらの外周に設けたオイルジャケットに前記第２の熱油加熱器４７から配管４７ｂ，４７ｃによって熱油が供給されて所定の温度（例えば、１３０〜１５０℃）に加熱されている。
【００２９】
次に、前記硫黄固化物製造プラント４１における実施の形態に係るミキシング装置１の作用を具体的に説明する。硫黄固化物製造プラントの作動を開始すると、前記第１熱油加熱器４６（図４）からポンプ４６ａによって配管ｐ４６ｂを通してミキシング装置１に供給された熱油（１３０〜１５０℃）が、前記容器４のオイルジャケット３４の底部オイルジャケット３４ｂに熱油入口３７から導入されて、胴部ジャケット３４ａを経て配管４６ｃによって前記第１熱油加熱器４６に循環され、これにより前記容器４が加熱されると共に、高温液体タンク４２内の溶融硫黄（１３０〜１５０℃）が、硫黄改質装置４４で添加剤タンク４２からの添加剤と混合されて改質された後に、ポンプ４４ａによって配管ｐ５を通して液体入口２０から容器４に所要量導入される。そして、電動機Ｍ１が駆動されてアンカーパドル型撹拌羽根１０が低速で回転され、容器４内に導入された溶融硫黄が緩やかに大きく撹拌される。
【００３０】
一方、前記第１の材料加熱供給装置４８（図５）の粉体タンク４９に貯留された石炭灰が第１のドライヤ５０において乾燥加熱された後スクリュコンベヤ５２と空気輸送装置５３によって送られてホットビン５４に貯蔵される。この石炭灰は計量された後スクリュコンベヤ５４ａによって配管ｐ９を通して前記ミキシング装置１に所定量供給される。ミキシング装置１に供給された石炭灰は、材料導入管３３から材料投入筒３２を経て投入フィーダ３１内に導入され、材料入口２２を通して電動機Ｍ４によって高速で回転している分散羽根３０の上に落下し、該分散羽根３０によってフード２９の開口２９ａから容器４内で前記アンカーパドル型撹拌羽根１０によって緩やかに撹拌されている溶融硫黄の上に分散される。その際、前記電動機Ｍ２，Ｍ３が駆動されてフラットパドル型撹拌羽根１１とフラットタービン型撹拌羽根１２とがそれぞれ中速、高速で回転される。
【００３１】
これにより、容器４内で緩やかに撹拌されて流動している溶融硫黄上に分散された石炭灰が、フラットパドル型撹拌羽根１１とフラットタービン型撹拌羽根１２とにより溶融硫黄中に速やかに掻き混ぜられて、石炭灰と溶融硫黄とが良く混ざり合った混合状態となり、その混合状態が溶融硫黄の緩やかな流動に伴って容器４内の全体に広がり、容器４内の全体において溶融硫黄と石炭灰との均質な液状混練物が得られる。前記フラットタービン型撹拌羽根１２は、石炭灰の溶融硫黄への混合初期において、その翼部材１９ａの突起によって石炭灰の溶融硫黄中への掻き混ぜ効果を一層高める。
なお、前記容器４内における溶融硫黄と石炭灰との撹拌、混練動作は石炭灰を容器４内へ投入してから所要時間継続されるが、前記フラットタービン型撹拌羽根１２は終始回転させる必要はないが、少なくとも石炭灰を容器４内に投入している間は継続するようにする。
【００３２】
また、前記ミキシング装置１が作動しているときには、不活性ガス供給装置７３（図６）から窒素ガスがコンプレッサー７３ｂによって配管ｐ１１を介して前記容器４の不活性ガス導入口２３から容器４内の溶融硫黄の上部空間に導入され、該上部空間の空気が前記エアベント２４から排出されて窒素ガスで置換されているので、容器４内の溶融硫黄が高温で引火性を有する状態となっている場合でも、溶融硫黄の空気との接触が完全に遮断されてその引火が確実に防止される。
前記容器４内の液状混練物は、所要時に前記計量混合装置６３の計量槽６７にポンプ１ａによって配管ｐ６を介して供給されるが、その供給によって減量されて容器４が軽量となったときには、その減量が前記容器４の脚部５のロードセル５ａによって検知され、溶融硫黄と石炭灰の容器４内への補給がなされる。なお、容器４から前記計量槽６７に液状混練物が供給されないときは、前記流出口２５からポンプ１ａによって配管ｐ６に抜き出した液状混練物は循環配管１ｂ（図４参照）によって液体戻り口２１から容器４内に循環されて、液状混練物が容器４内に滞留するのを防止される。
【００３３】
前記のように、一実施の形態に係るミキシング装置１は、材料入口２２、液体入口２０、石炭灰と溶融硫黄との液状混練物の流出口２５を設けたルーフ板６で密閉可能な容器４と、該容器４の外周に設けられ容器４の内部の混練物を加熱するオイルジャケット３４と、回転数の異なる複数の撹拌羽根を有し前記容器４内の液状混合物を撹拌する撹拌手段とを備え、該撹拌手段が、前記容器４の底部３近くに沿って容器４の軸線回りに低速で回転する大径のアンカーパドル型撹拌羽根１０と、該アンカーパドル型撹拌羽根１０の回転軸線から位置をずらして配置された軸回りにアンカーパドル型撹拌羽根１０よりも高速で回転し、かつそれよりも小径のフラットパドル型撹拌羽根１１と、前記アンカーパドル型撹拌羽根１０とフラットパドル型攪拌羽根１１の各回転軸線から位置をずらして配置された軸線回りに前記フラットパドル型撹拌羽根１１よりも高速で回転し、かつ前記アンカーパドル型撹拌羽根１０よりも小径のフラットタービン型撹拌羽根１２とを備えた構成とされている。
【００３４】
したがって、容器４の底部３近くに沿って低速で回転する大径のアンカーパドル型撹拌羽根１０により、容器４内の全体で緩やかに撹拌されている溶融硫黄中に投入された石炭灰が、前記アンカーパドル型撹拌羽根１０よりも高速で回転する小径のフラットパドル型撹拌羽根１１によって掻き混ぜられ、さらに、該フラットパドル型撹拌羽根１１より高速で回転するフラットタービン型撹拌羽根１２による複合的な撹拌作用も加わって溶融硫黄に石炭灰が良好に接触されて混ざり合い、その混ざり合った液状混練物が溶融硫黄の緩やかな撹拌に伴って容器全体に広がるので、容器４内の全体にわたって溶融硫黄中に石炭灰を均等に分散、混合させることができ、溶融硫黄と石炭灰との均質な液状混練物を得ることができる。
【００３５】
また、実施の形態に係るミキシング装置１によれば、前記材料入口２２に、石炭灰を容器４の上部に分散させる投入フィーダ３１が設けられた構成とされているので、石炭灰が容器４への入口で投入フィーダ３１で細かく粉砕されて容器４の上部の広範囲に飛ばされて分散されながら溶融硫黄中に投入されるため、石炭灰と溶融硫黄との混合を円滑に、かつ均等に行うことができる。
また、前記容器４に、その内部上方の空気を不活性ガスに置換するためのエアベント２４と不活性ガス供給源に接続された不活性ガス導入口２３とが設けられた構成とされているので、石炭灰を撹拌、混合させる溶融硫黄が引火性を有するものであっても、容器４の上部に導入される不活性ガスによって前記溶融硫黄が空気から遮断されるため、溶融硫黄の引火を確実に防ぐことができて安全である。
【００３６】
また、実施の形態に係るミキシング装置１によれば、前記容器４内の混練物を加熱する加熱手段が、容器４の胴部２の外周と底部３に間隔をあけて設けたジャケットシェル３５と、容器４の胴部２の外周とジャケットシェル３５とに間に螺旋状に取り付けたスパイラルバッフル３６とを備え、該スパイラルバッフル３６と容器４の外周とジャケットシェル３５とで形成された螺旋状のオイルジャケット３４に熱油が循環される構成とされているので、螺旋状のオイルジャケット３４を循環する熱油によって容器４の外周をむら無く均一に加熱することができ、容器４内の石炭灰と溶融硫黄との液状混練物を所定の温度に確実に加熱することができる。
【００３７】
また、実施の形態に係るミキシング装置１によれば、前記容器４の外周囲に保温材３９が装着された構成とされているので、オイルジャケット３４によって加熱された容器４からの放熱を押さえ、容器４内の液状混練物の温度を一定の範囲内に安定して維持させることができる。
さらに、前記容器４を設置面に設置する脚部５には、容器４の質量を測定するロードセル５ａが取り付けられた構成とされているので、容器４内の混練物の質量を容易に検知することができ、容器４への石炭灰や溶融硫黄の投入、容器４からの液状混練物の排出等の調節を確実に行うことができる。
【００３８】
なお、前記実施の形態に係るミキシング装置１においては、高温液体として溶融硫黄を使用し、これに粉粒体材料として石炭灰を撹拌、混合させる場合について示したが、本発明はこれに限らず、高温液体としては溶融した合成樹脂を使用してもよく、また、粉粒体材料としては、ゴミ焼却灰、鉄鋼スラグ、珪砂、セメント、貝殻粉砕物等を使用する場合にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の一実施の形態に係るミキシング装置を示す平面図である。
【図２】同じく縦断面図である。
【図３】同じく一部を断面で示した側面図である。
【図４】本発明の一実施の形態に係るミキシング装置を適用した硫黄固化物製造プラントの一例を示す系統図（その１）である。
【図５】同じく系統図（その２）ある。
【図６】同じく系統図（その３）ある。
【符号の説明】
【００４０】
１  ミキシング装置
２  胴部
３  底部
４  容器
５  脚部
５ａ  ロードセル
６  ルーフ板
１０  アンカーパドル型撹拌羽根（低速撹拌羽根）
１１  フラットパドル型撹拌羽根（中速撹拌羽根）
１２  フラットタービン型撹拌羽根（高速撹拌羽根）
１５  パドル
１７  パドル翼
１９  タービンパドル
２０  液体入口
２２  材料入口
２３  不活性ガス入口
２４  エアベント
２５  流出口
３１  投入フィーダ
３４  オイルジャケット（加熱手段）
３５  ジャケットシェル
３６  スパイラルバッフル
３９  保温材
【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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