(57)【要約】      （修正有）【課題】スラリーの濃度を変化させることなくノズルの目詰まりを抑制できる混合システムを提供する。【解決手段】ミキシングタンク２０と撹拌装置３０とを備えてスラリーを製造する混合システム１０は、ミキシングタンク２０の内面に向かって水を噴射するようにミキシングタンク２０内に設けられたノズル５１と、ノズル５１へ高圧水を供給する水供給部５２と、ノズル５１の目詰まりを防止するためにノズル５１へ気体を供給する気体供給部５３とを備えている。【選択図】図１
2017217586.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を混合するためのミキシングタンクと、
前記ミキシングタンク内の液体を撹拌する撹拌装置とを備え、
前記攪拌装置によって前記ミキシングタンク内の水とセメントを撹拌することによってスラリーを製造する混合システムであって、
前記ミキシングタンクの内面に向かって水を噴射するように、前記ミキシングタンク内に設けられたノズルと、
前記ノズルへ高圧水を供給する水供給部と、
前記ノズルの目詰まりを防止するために前記ノズルへ気体を供給する気体供給部とを備えていることを特徴とする、混合システム。
【請求項２】
前記ミキシングタンクにおいて、前記ノズルから噴射される高圧水を前記スラリーの材料として溜める期間が終了してから、前記スラリーを排出するまでの間、前記ノズルへ気体が供給されるように前記気体供給部を制御する制御部をさらに備えていることを特徴とする、請求項１に記載の混合システム。
【請求項３】
前記ミキシングタンクは、上側を塞ぐ上面部がドーム状に形成され、
前記ミキシングタンクでは、複数のノズルが設けられ、
前記複数のノズルは、前記上面部の下端よりも低い位置に配置されたノズルと、前記上面部の下端よりも高い位置に配置されたノズルとを含むことを特徴とする、請求項１又は２に記載の混合システム。
【請求項４】
前記ミキシングタンクでは、複数のノズルが設けられ、
前記複数のノズルは、前記ミキシングタンクの室内空間の下部に配置されたノズルと、前記室内空間の上部に配置されたノズルとを含むことを特徴とする、請求項１又は２に記載の混合システム。
【請求項５】
前記ミキシングタンクに開口する配管を通じて、該ミキシングタンクへ前記スラリーの材料として水を供給する第２の水供給部をさらに備えていることを特徴とする、請求項１乃至４の何れか１つに記載の混合システム。
【請求項６】
水とセメントとを撹拌することによってスラリーが製造されるミキシングタンク内を洗浄するミキシングタンク用の洗浄装置であって、
前記ミキシングタンクの内面に向かって水を噴射するように、前記ミキシングタンク内に設けられるノズルと、
前記ノズルへ高圧水を供給する水供給部と、
前記ノズルの目詰まりを防止するために前記ノズルへ気体を供給する気体供給部とを備え、
前記ノズルから噴射される高圧水によって、前記ミキシングタンク内を洗浄することを特徴とする、ミキシングタンク用の洗浄装置。
【請求項７】
水とセメントを撹拌することによってスラリーを製造するスラリーの製造方法であって、
前記ミキシングタンク内に設けられたノズルから該ミキシングタンク内面に向かって、スラリーの材料として高圧水を噴射し、噴射された水を前記ミキシングタンク内に溜める水貯留ステップと、
前記ミキシングタンクへ水以外のスラリーの材料を供給する材料供給ステップと、
前記水貯留ステップ及び前記材料供給ステップの実行後に、前記ミキシングタンクの液体を撹拌する撹拌ステップとを実行し、
前記撹拌ステップにおいて、前記ノズルへ気体を供給することを特徴とする、スラリーの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水とセメントとを撹拌することによってスラリーを製造する混合システム等に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、水とセメントなどのスラリー材料を練り混ぜる混合システムが知られている。この種の混合システムでは、ミキシングタンクの内面にスラリーが固化した固化物が付着する。そのため、固化物の除去が必要となり、固化物の除去作業に多大な労力を要している。
【０００３】
特許文献１には、セメントミルク等の混練容器の洗浄装置が記載されている。この洗浄装置は、駆動軸の上部側部に、上下に揺動自在に揺動杆の基部を枢着して同揺動杆にフロートを設け、且つ同揺動杆の上面にノズルを設けたものである。ノズルに連結したホースは、駆動軸の中空部に設けた駆動軸水路に連結される。また、駆動軸水路は、回転部給水機構を介して圧力水源から導出した給水管に連結される。ノズルの噴射水は、液面の上下によるフロートの上下に伴って、略蓋板の中央部から容器側壁の上部に亙って衝突するようにしている。また、この洗浄装置では、ノズル孔にセメントミルクの飛沫がかかってもノズル孔が詰まることがないように少量の水を出すようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平４−１６１３０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、従来技術は、揺動杆をフロートによって浮かせるという複雑な構造を採用している。また、混合システムを使用する工事現場では、ミキシングタンクからスラリーの供給場所へのスラリーの供給を一時的に停止して待機する場合がある。このような場合、少量であっても水をノズルから出すと、スラリーの濃度が変化してしまう。そのため、水をノズルから出すことができない場合があり、ノズルが詰まる虞がある。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、スラリーの濃度を変化させることなくノズルの目詰まりを抑制できる混合システム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】
【０００７】
上述の課題を解決するべく、第１の発明は、液体を混合するためのミキシングタンクと、ミキシングタンク内の液体を撹拌する撹拌装置とを備え、攪拌装置によってミキシングタンク内の水とセメントを撹拌することによってスラリーを製造する混合システムであって、ミキシングタンクの内面に向かって水を噴射するように、ミキシングタンク内に設けられたノズルと、ノズルへ高圧水を供給する水供給部と、ノズルの目詰まりを防止するためにノズルへ気体を供給する気体供給部とを備えている
【０００８】
第２の発明は、第１の発明において、ミキシングタンクにおいて、ノズルから噴射される高圧水をスラリーの材料として溜める期間が終了してから、スラリーを排出するまでの間、ノズルへ気体が供給されるように気体供給部を制御する制御部をさらに備えている。
【０００９】
第３の発明は、第１又は第２の発明において、ミキシングタンクは、上側を塞ぐ上面部がドーム状に形成され、ミキシングタンクでは、複数のノズルが設けられ、複数のノズルは、上面部の下端よりも低い位置に配置されたノズルと、上面部の下端よりも高い位置に配置されたノズルとを含む。
【００１０】
第４の発明は、第１又は第２の発明において、ミキシングタンクでは、複数のノズルが設けられ、複数のノズルは、ミキシングタンクの室内空間の下部に配置されたノズルと、室内空間の上部に配置されたノズルとを含む。
【００１１】
第５の発明は、第１乃至第４の何れか１つの発明において、ミキシングタンクに開口する配管を通じて、該ミキシングタンクへスラリーの材料として水を供給する第２の水供給部をさらに備えている。
【００１２】
第６の発明は、水とセメントとを撹拌することによってスラリーが製造されるミキシングタンク内を洗浄するミキシングタンク用の洗浄装置であって、ミキシングタンクの内面に向かって水を噴射するように、ミキシングタンク内に設けられるノズルと、ノズルへ高圧水を供給する水供給部と、ノズルの目詰まりを防止するためにノズルへ気体を供給する気体供給部とを備え、ノズルから噴射される高圧水によって、ミキシングタンク内を洗浄する。
【００１３】
第７の発明は、水とセメントを撹拌することによってスラリーを製造するスラリーの製造方法であって、ミキシングタンク内に設けられたノズルから該ミキシングタンク内面に向かって、スラリーの材料として高圧水を噴射し、噴射された水をミキシングタンク内に溜める水貯留ステップと、ミキシングタンクへ水以外のスラリーの材料を供給する材料供給ステップと、水貯留ステップ及び材料供給ステップの実行後に、ミキシングタンクの液体を撹拌する撹拌ステップとを実行し、撹拌ステップにおいて、ノズルへ気体を供給する
【発明の効果】
【００１４】
第１の発明では、ノズルの目詰まりを防止するためにノズルへ気体を供給する気体供給部を設けている。そのため、ミキシングタンクにスラリーが溜まった状態の時に、ノズルへ気体を供給することで、スラリーの濃度を変化させることなく、スラリーがノズルの内部に流入（侵入）することを抑制できる。スラリーの濃度を変化させない気体供給部は、ミキシングタンクからスラリーの供給場所へのスラリーの供給を一時的に停止して待機する状態でも用いることができ、ノズルの目詰まりを抑制できる。
【００１５】
第２の発明では、ノズルから噴射される高圧水をスラリーの材料としてミキシングタンクに溜める。つまり、スラリーの製造過程のうち、ミキシングタンクに水を溜める期間に、ミキシングタンク内が洗浄される。そして、ミキシングタンクに水を溜める期間が終了してから、スラリーを排出するまで、ノズルへ気体が供給される。そのため、スラリーがノズルの内部へ流入することを抑制しつつ、スラリーの製造過程を利用してミキシングタンク内を洗浄することができる。
【００１６】
第３の発明では、上面部の下端よりも高い位置にノズルが配置されている。ここで、従来は、ミキシングタンクの上面部が平板状であり、液面上の空間が狭くなっていた。そして、上面部の内面における外周付近に、スラリーが固化した固化物が多く付着する。第３の発明では、上面部をドーム状にして液面上の空間を広くし、液面上にノズルが存在するようにして、上面部の内面における外周付近（多くの固着物が付着する領域）を洗浄しやすくしている。また、上面部の下端よりも低い位置にもノズルを配置しているため、ミキシングタンクの内面を高さ方向に広範囲に洗浄することができる。第３の発明によれば、高さ方向に亘って広範囲にミキシングタンクの内面を洗浄することができ、しかも多くの固着物が付着する領域を確実に洗浄することができる。
【００１７】
第４の発明では、ミキシングタンクの室内空間の上部にも下部にもノズルが存在するようにしている。従って、高さ方向に亘って広範囲にミキシングタンクの内面を洗浄することができる。なお、「上部」とは高さ方向の真ん中よりも上側部分であり、「下部」とは高さ方向の真ん中よりも下側部分である。
【００１８】
第５の発明では、ノズルから噴射される水に加えて、ミキシングタンクに開口する配管からスラリーの材料として水が供給される。そのため、スラリーの製造に必要な量の水を短時間で供給することができる。
【００１９】
第６の発明では、第１の発明と同様に、スラリーの濃度を変化させることなく、スラリーがノズルの内部へ流入することを抑制でき、ノズルの目詰まりを抑制できる。
【００２０】
第７の発明では、撹拌ステップにおいてノズルへ気体を供給する。そのため、第１の発明と同様に、スラリーの濃度を変化させることなく、スラリーがノズルの内部へ流入することを抑制でき、ノズルの目詰まりを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】実施の形態に係る混合システムの概略構成図
【図２】混合システムの制御系のブロック図
【図３】制御部が実行するシステム制御処理のフローチャート
【図４】システム制御処理について説明するための模式図
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図１−図４を参照しながら、本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、以下の実施形態は、本発明の一例であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。
【００２３】
［１．混合システムの構成について］
混合システム１０は、例えば、セメントミルク（スラリー）を製造するミキシングプラントである。混合システム１０は、図１に示すように、ミキシングタンク２０と、撹拌装置３０と、貯留タンク（アジテータ）４０とを備えている。図１では、ミキシングタンク２０の内部が示されている。ミキシングタンク２０と撹拌装置３０とは、ミキサーを構成している。なお、本実施の形態では、スラリーの材料として、水、セメント、ベントナイト及び混和剤を用いているが、スラリーの材料としては水とセメントだけでもよいし、水とセメントに他の材料を加えてもよい。
【００２４】
ミキシングタンク２０は、円筒状の本体部２１と、本体部２１の上側を塞ぐ上面部２２と、本体部２１の下側を塞ぐ底面部２３とを備えている。上面部２２の外周は、本体部２１の上端の外周に接続されている。上面部２２は、上側に膨らむドーム状に形成されている。上面部２２では、中心部に撹拌装置３０のシャフト３１を挿通させる挿通孔２４が形成され、挿通孔２４の外側にセメント投入口２５が形成されている。セメント投入口２５には、ホッパー２８（図２参照）が接続されている。また、上面部２２には、給水ポンプ８１が設けられた給水管８２が開口している。ミキシングタンク２０には、給水管８２を介して清水タンク８０の水が給水ポンプ８１によって供給される。また、底面部２３には、排出弁２９が設けられた排出管２６の上端が接続されている。排出管２６の下端は、貯留タンク４０の上部空間に開口している。また、底面部２３は、セメントミルクが排出管２６側へ流れるよう勾配が付けられている。なお、図示は省略するが、ミキシングタンク２０には、ベントナイトをミキシングタンク２０へ供給するベントナイト供給部と、混和剤をミキシングタンク２０へ供給する混和剤供給部とが接続されている。
【００２５】
ミキシングタンク２０は、セメントミルクの量が最大となる状態（セメントミルクの材料の投入が終了した投入済み状態）で、液面が本体部２１の略上端（上面部２２の略下端）以下となるように使用される。本体部２１は、高さ方向に亘って直径が一定である。ミキシングタンク２０では、直径が小さくなり始める高さが、本体部２１と上面部２２との境界である。
【００２６】
撹拌装置３０は、円筒状のシャフト３１と、シャフト３１の下端部に取り付けられた複数のブレード３２と、シャフト３１を回転させる駆動装置３３とを備えている。シャフト３１は、鉛直方向に延び、ミキシングタンク２０の中心部に配置されている。シャフト３１は、ミキシングタンク２０の底面部２３の近傍から挿通孔２４を通って、ミキシングタンク２０の上面部２２よりも上方へ突出している。シャフト３１には、複数のノズル５１ａ，５１ｂ，５１ｃが取り付けられている。また、シャフト３１の内部には、軸心に沿ってシャフト内流路３１ａが形成されている。また、複数のブレード３２は、シャフト３１の下端部から放射状に外側に延びている。
【００２７】
駆動装置３３は、ミキシングタンク２０の上側に形成された収容箱１５内に配置されている。駆動装置３３は、モータ３３ａ等を有し、モータ３３ａの駆動力をシャフト３１の上部に伝達させるように構成されている。
【００２８】
貯留タンク４０には、ミキシングタンク２０とは別に撹拌装置４１が設けられている。撹拌装置４１は、貯留タンク４０の天板上に設けられたモータと、モータにより回転するシャフトと、シャフトの下部に設けられた複数のブレードとを備えている。
【００２９】
［２．洗浄装置について］
混合システム１０は、図１に示すように、ミキシングタンク用の洗浄装置５０をさらに備えている。洗浄装置５０は、水を噴射する複数のノズル５１ａ，５１ｂ，５１ｃと、各ノズル５１ａ〜５１ｃへ高圧水を供給する第１ポンプ５２と、各ノズル５１ａ〜５１ｃへ空気（気体）を供給する第２ポンプ５３と、第１ポンプ５２及び第２ポンプ５３をそれぞれ各ノズル５１ａ〜５１ｃに接続する接続流路５４と、洗浄動作等の制御を行う制御部５５（図２参照）とを備えている。なお、制御部５５は、洗浄装置５０だけでなく、混合システム１０全体を制御する。
【００３０】
接続流路５４は、シャフト内流路３１ａと、シャフト外流路を形成する接続配管６０とを備えている。接続配管６０は、シャフト３１の上部に取り付けられたスイベルジョイント５６を介して、シャフト内流路３１ａに接続されている。接続配管６０は、途中に接続された高圧インラインチェック弁５７で、第１分岐管６１及び第２分岐管６２の２手に分岐している。第１分岐管６１は第１ポンプ５２の吐出口に接続され、第２分岐管６２は第２ポンプ５３の吐出口に接続されている。第１分岐管６１には第１電磁弁７１が設けられ、第２分岐管６２には第２電磁弁７２が設けられている。また、第１ポンプ５２の吸入口は、清水タンク７０から水を吸い込むための吸水管７３が接続されている。なお、清水タンク７０と清水タンク８０とは１つにまとめてもよい。
【００３１】
複数のノズル５１ａ〜５１ｃは、シャフト３１に直接取り付けられている。本実施の形態では、上側から順番に、第１ノズル５１ａ、第２ノズル５１ｂ、及び、第３ノズル５１ｃの３つが取り付けられている。なお、ノズル５１ａ〜５１ｃの個数は３つに限定されず、１つであってもよいし、２つ又は４つ以上であってもよい。また、本実施の形態では、扇形に水を噴射するノズル５１ａ〜５１ｃを用いており、扇形の水噴射面が鉛直になるように各ノズル５１ａ〜５１ｃが設けられている（図４参照）。但し、円錐状に水を噴射するノズルなど他のタイプのノズルを用いてもよい。
【００３２】
複数のノズル５１ａ〜５１ｃは、高さ方向に略等間隔に配置されている。複数のノズル５１ａ〜５１ｃは、シャフト３１のうちミキシングタンク２０内の範囲の上部と、中央部と、下部とにそれぞれ設けられている。各ノズル５１ａ〜５１ｃの入口は、シャフト内流路３１ａに接続されている。シャフト内流路３１ａは、シャフト３１の上端近傍から下方へ、第３ノズル５１ｃ高さまで少なくとも延びている。
【００３３】
第１ノズル５１ａは、上述の投入済み状態でもセメントミルクに浸からないように（つまり、液面上に位置するように）、ミキシングタンク２０の本体部２１の上端の高さよりも上方に位置している。第２ノズル５１ｂ及び第３ノズル５１ｃは、本体部２１の上端の高さよりも下方に位置している。また、第１ノズル５１ａ及び第２ノズル５１ｂは、略水平方向に水を噴射するように、先端部が略水平を向いている。第３ノズル５１ｃは、斜め下方に水を噴射するように、先端部が斜め下を向いている。第３ノズル５１ｃは、底面部２３に水が当たるように、シャフト３１の周方向の位置が何れのブレード３２とも互いにずれている。なお、各ノズル５１ａ〜５１ｃの向きは本実施の形態に限定されない。例えば、全てのノズル５１ａ〜５１ｃの先端部が略水平を向いていてもよいし、第１ノズル５１ａの先端部が斜め上方（例えば４５度）を向き、他のノズル５１ｂ，５１ｃの先端部が略水平を向いていてもよい。また、各ノズル５１ａ〜５１ｃは、手動で向きを調節できるようにしてもよい。
【００３４】
制御部５５は、ミキシングタンク２０でセメントミルクを製造して貯留タンク４０に排出する主動作と、洗浄装置５０によりミキシングタンク２０の内面を洗浄する洗浄動作とを制御する。具体的に、制御部５５は、制御基盤により構成されている。制御基盤には、混合システム１０の電源スイッチと、セメントミルクの各材料の設定重量をそれぞれ入力可能な重量入力部とが設けられている（図示省略）。制御部５５は、図２に示すように、駆動装置３３、ホッパー２８、排出弁２９、第１ポンプ５２、第２ポンプ５３、第１電磁弁７１、及び、第２電磁弁７２などの混合システム１０の部品に接続され、これらの部品の各々を制御する。
【００３５】
また、制御部５５は、ミキシングタンク２０の荷重を検出する荷重センサ５８（ロードセル）に接続されている。荷重センサ５８は、ミキシングタンク２０の荷重の変化量を検出し、セメントミルクの各材料の計量に用いられる。荷重センサ５８によって、なお、各材料の計量は、荷重センサ５８を用いる方法に限定されず、例えば水の計量に流量計を用いることもできる。
【００３６】
なお、洗浄装置５０は、新規の混合システム１０に用いられるだけでなく、既存の混合システムに後付けすることもできる。その場合は、既存の混合システムのミキシングタンク２０にもともと用いられていたシャフトを、ノズル５１ａ〜５１ｃ付きのシャフト３１に交換し、シャフト３１のシャフト内流路３１ａに接続配管６０を接続する等の作業を行うことで、既存の混合システムに取り付けられる。
【００３７】
［３．制御部による制御動作について］
図３及び図４を参照して、セメントミルクの製造方法を含めて、制御部５５が実行するシステム制御処理について説明する。なお、システム制御処理は、プロセッサがメモリに記憶したプログラムを読み出して実行及び解釈することにより行われる。但し、システム制御処理の一部又は全部の機能は、ＦＰＧＡ等の専用ＬＳＩで実現してもよい。なお、図４（ｃ）及び（ｄ）では、給水ポンプ８１、給水管８２及び清水タンク８０の記載は省略している。
【００３８】
電源スイッチがＯＦＦの初期状態では、図４（ａ）に示すように、ミキシングタンク２０が空になっている。また、ホッパー２８、排出弁２９、第１電磁弁７１、及び、第２電磁弁７２は何れも閉状態になっている。初期状態において作業者が電源スイッチをＯＮに切り替えると、制御部５５は、ステップＳＴ１において、駆動装置３３のモータ３３ａを起動させる。続いて、ステップＳＴ２において、制御部５５は、給水ポンプ８１及び第１ポンプ５２を起動して給水を開始させる。具体的に、制御部５５は、給水ポンプ８１を起動させると共に、洗浄動作として、第１電磁弁７１を開状態へ切り替え、その直後に第１ポンプ５２を起動させる。ステップＳＴ１及びステップＳＴ２は、ほぼ同時に行われる。
【００３９】
これにより、給水ポンプ８１が清水タンク８０から水を吸入して水を吐出することで、給水管８２を介して水がミキシングタンク２０に供給される。また、第１ポンプ５２が清水タンク７０から水を吸入して高圧水を吐出する。吐出された高圧水は、図４（ｂ）に示すように、第１分岐管６１、接続配管６０の分岐箇所の下流部分、及び、シャフト内流路３１ａを順番に流れ、各ノズル５１ａ〜５１ｃに分配される。各ノズル５１ａ〜５１ｃは、シャフト３１と共に回転しながら、高圧水を噴射する。本実施の形態では、第１ポンプ５２、第１分岐管６１、接続配管６０の分岐箇所の下流部分、及び、シャフト内流路３１ａにより、各ノズル５１ａ〜５１ｃへ高圧水を供給する水供給部が構成されている。また、給水ポンプ８１及び給水管８２により、ミキシングタンク２０に開口する配管を通じてミキシングタンク２０へスラリーの材料として水を供給する第２の水供給部が構成されている。
【００４０】
上面部２２の内面及び本体部２１の内面には、周方向に亘って、第１ノズル５１ａ又は第２ノズル５１ｂから噴射された高圧水が当たり、固着物が剥がされる。また、底面部２３には、第３ノズル５１ｃから噴射された高圧水が当たり、固着物が剥がされる。このように、ミキシングタンク２０内は、固着物が剥がされて洗浄される。また、各ノズル５１ａ〜５１ｃから噴射された高圧水は、洗浄に利用された後に、給水ポンプ８１によって供給される水と共にミキシングタンク２０内に溜まってゆき、水位が徐々に上昇してゆく（水貯留ステップ）。液面上では、ミキシングタンク２０内の洗浄が続けられる。なお、液面下でもノズル５１から高圧水が噴射され続ける。本実施の形態では、セメントミルクの製造に用いる水をミキシングタンク２０に供給しながら、ミキシングタンク２０の内面を洗浄している。
【００４１】
制御部５５は、ステップＳＴ３において、荷重センサ５８の出力信号に基づいて、ミキシングタンク２０内の水を計量し、水の重量が設定重量に到達したか否か（液面が所定水位に到達したか否か）を判定する。ステップＳＴ３は、水の重量が設定重量に到達したと判定されるまで繰り返し行われる。そして、水の重量が設定重量に到達したと判定されると、制御部５５は、ステップＳＴ４において、給水ポンプ８１及び第１ポンプ５２を停止し、その直後に第１電磁弁７１を閉状態へ切り替える。これにより、給水管８２からの水の供給と、各ノズル５１ａ〜５１ｃによる高圧水の噴射（つまり、洗浄動作）とが停止し、ミキシングタンク２０への水の供給が終了する。ミキシングタンク２０では、図４（ｃ）に示すように、本体部２１の上端まで水が溜まった状態となっている。
【００４２】
また、制御部５５は、ステップＳＴ４の直後にステップＳＴ５を行い、第２電磁弁７２を開状態へ切り替え、その直後に第２ポンプ５３を起動させる。これにより、第２ポンプ５３は、周囲から吸入した空気を吐出する。吐出された空気は、図４（ｃ）に示すように、第２分岐管６２、接続配管６０の分岐箇所の下流部分、及び、シャフト内流路３１ａを順番に流れ、各ノズル５１ａ〜５１ｃに分配される。各ノズル５１ａ〜５１ｃは、空気を噴射する。そのため、ミキシングタンク２０に溜まる水は、各ノズル５１ａ〜５１ｃの内部に流入しない。本実施の形態では、第２ポンプ５３、第２分岐管６２、接続配管６０の分岐箇所の下流部分、及び、シャフト内流路３１ａにより、各ノズル５１ａ〜５１ｃへ気体を供給する気体供給部が構成されている。
【００４３】
続いて、制御部５５は、ステップＳＴ６において、水以外のセメントミルクの材料として、ミキシングタンク２０へ混和材、ベントナイト、セメントの投入が順番に行われる。これらの材料の各々は、荷重センサ５８の出力信号に基づいて設定重量だけ投入される（材料供給ステップ）。材料供給ステップでは、制御部５５が、混和剤供給部、ベントナイト供給部、ホッパー２８を順次制御する。モータ３３ａによってシャフト３１と共にブレード３２が回転しているため、ブレード３２によって水とセメントとベントナイトと混和材とが攪拌される（撹拌ステップ）。撹拌ステップでは、各ノズル５１ａ〜５１ｃへ空気が供給される。なお、制御部５５は、全てのセメントを投入した後にホッパー２８を閉状態へ切り替える。また、制御部５５は、全ての材料の投入終了後に、撹拌時間を計測するタイマーが起動させる。
【００４４】
続いて、制御部５５は、ステップＳＴ７において、ミキシングタンク２０からセメントミルクを排出する排出条件として、上述のタイマーがタイムアップしているという条件と、貯留タンク４０がセメントミルクを投入可能な水位以下という条件との両方が成立するか否かを判定する。制御部５５には、貯留タンク４０の水位センサの出力信号が入力されている。ステップＳＴ７は、排出条件が成立すると判定されるまで繰り返し行われる。そして、排出条件が成立したと判定されると、制御部５５は、ステップＳＴ８において、排出弁２９を開状態へ切り替えて、図４（ｄ）に示すように、ミキシングタンク２０から貯留タンク４０へセメントミルクを排出する。また、駆動装置３３のモータ３３ａを停止させる。
【００４５】
続いて、制御部５５は、ステップＳＴ８の実行から所定時間（全てのセメントミルクがミキシングタンク２０から排出されるのに必要な時間）を待って、ステップＳＴ９を行い、第２ポンプ５３を停止させ、その直後に第２電磁弁７２を閉状態へ切り替え、また排出弁２９も閉状態へ切り替える。
【００４６】
続いて、制御部５５は、ステップＳＴ１０において、混合システム１０を停止させる停止操作が有るか否かを判定する。停止操作有りと判定されると、制御部５５は、システム制御処理を終了させる。一方、停止操作無しと判定されると、制御部５５は、ステップＳＴ１に戻る。システム制御処理は、ステップＳＴ１０において停止操作有りと判定されるまで、ステップＳＴ１からステップＳＴ１０が繰り返し行われる。これにより、ミキシングタンク２０でセメントミルクが繰り返し製造される。混合システム１０によれば、セメントミルクの製造及びミキシングタンク２０の洗浄とを全自動で行うことができる。また、本実施の形態では、第１ポンプ５２と第２ポンプ５３との運転が、時間を空けることなく交互に行われる。そして、
【００４７】
［４．実施の形態の効果等］
本実施の形態では、各ノズル５１ａ〜５１ｃの目詰まりを防止するために各ノズル５１ａ〜５１ｃへ空気を供給する気体供給部を設けている。そして、制御部５５は、ミキシングタンク２０において、各ノズル５１ａ〜５１ｃから噴射される高圧水をセメントミルクの材料として溜める期間の終了時点から、セメントミルクの排出完了時点までの間に亘って、各ノズル５１ａ〜５１ｃへ空気が供給されるように第２ポンプ５３を制御する。そのため、ミキシングタンク２０にセメントミルクが溜まる状態で、セメントミルクの濃度を変化させることなく、セメントミルクが各ノズル５１ａ〜５１ｃの内部へ流入することを抑制できる。セメントミルクの濃度を変化させない気体供給部は、ミキシングタンク２０からセメントミルクの供給場所へのセメントミルクの供給を一時的に停止して待機する状態でも用いることができ、各ノズル５１ａ〜５１ｃの目詰まりを抑制できる。
【００４８】
また、本実施の形態では、ノズル５１ａ〜５１ｃから噴射される高圧水をセメントミルクの材料としてミキシングタンク２０に溜める。そのため、セメントミルクが各ノズル５１ａ〜５１ｃの内部へ流入することを抑制しつつ、セメントミルクの製造過程を利用してミキシングタンク２０内を洗浄することができる。
【００４９】
また、本実施の形態では、上面部２２をドーム状にして液面上の空間を広くし、液面上に第１ノズル５１ａが存在するようにして、上面部２２の内面における外周付近（多くの固着物が付着する領域）を洗浄しやすくしている。また、上面部２２の下端よりも低い位置にも第２及び第３ノズル５１ｂ，５１ｃを配置しているため、ミキシングタンク２０の内面を高さ方向に広範囲に洗浄することができる。本実施の形態によれば、高さ方向に亘って広範囲にミキシングタンク２０の内面を洗浄することができ、しかも多くの固着物が付着する領域を確実に洗浄することができる。
【００５０】
また、本実施の形態では、ノズル５１ａ〜５１ｃから噴射される水に加えて、ミキシングタンク２０に接続された給水管８２からセメントミルクの材料として水が供給される。そのため、セメントミルクの製造に必要な量の水を短時間で供給することができる。
【００５１】
［５．その他の変形例］
上述の実施の形態では、ミキシングタンク２０への水の供給が終了した後にセメント等を投入したが、水よりも先に、又は、水を投入している期間に、セメント等を投入してもよい。つまり、水貯留ステップの前に材料供給ステップを行ってもよいし、水貯留ステップ中に材料供給ステップを行ってもよい。
【００５２】
また、上述の実施の形態では、シャフト３１にノズル５１を直接取り付けたが、取付用部材を介してシャフト３１にノズル５１を取り付けてもよいし、シャフト３１以外の場所にノズル５１を取り付けてもよい。例えば、ノズル５１は、ミキシングタンク２０の本体部２１に取り付けてもよいし、上面部２２に取り付けてもよい。この場合に、ノズル５１の向きが自動で変わるようにしてもよい。
【００５３】
また、上述の実施の形態では、セメントミルクの製造過程でミキシングタンク２０の内面を洗浄する洗浄動作を行ったが、セメントミルクを製造しない時に洗浄動作を行ってもよい。
【００５４】
また、上述の実施の形態では、ミキシングタンク２０の上面部２２はドーム状であったが、上面部２２は平板状であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明は、水とセメントとを撹拌することによってセメントミルクを製造する混合システム等に適用可能である。
【符号の説明】
【００５６】
１０    混合システム
２０    ミキシングタンク
３０    攪拌装置
３１    シャフト
３１ａ  シャフト内流路（水供給部、気体供給部）
５１    ノズル
５１ａ  第１ノズル
５１ｂ  第２ノズル
５１ｃ  第３ノズル
５２    第１ポンプ（水供給部）
５３    第２ポンプ（気体供給部）
５５    制御部
６０    接続配管（水供給部、気体供給部）
６１    第１分岐管（水供給部）
６２    第２分岐管（気体供給部）
【図１】
2017217586.tif 000003
【図２】
2017217586.tif 000004
【図３】
2017217586.tif 000005
【図４】
2017217586.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成29年1月23日(2017.1.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を混合するためのミキシングタンクと、
前記ミキシングタンク内の液体を撹拌する撹拌装置とを備え、
前記攪拌装置によって前記ミキシングタンク内の水とセメントを撹拌することによってスラリーを製造する混合システムであって、
前記ミキシングタンクの内面に向かって水を噴射するように、前記ミキシングタンクの室内空間の下部に配置されたノズルと、
前記ノズルへ高圧水を供給する水供給部と、
前記ノズルの目詰まりを防止するために前記ノズルへ気体を供給する気体供給部とを備えていることを特徴とする、混合システム。
【請求項２】
前記ミキシングタンクにおいて、前記ノズルから噴射される高圧水を前記スラリーの材料として溜める期間が終了してから、前記スラリーを排出するまでの間、前記ノズルへ気体が供給されるように前記気体供給部を制御する制御部をさらに備えていることを特徴とする、請求項１に記載の混合システム。
【請求項３】
前記ミキシングタンクは、上側を塞ぐ上面部がドーム状に形成され、
前記ミキシングタンクでは、複数のノズルが設けられ、
前記複数のノズルは、前記上面部の下端よりも低い位置に配置された前記ノズルに加えて、前記上面部の下端よりも高い位置に配置されたノズルを含むことを特徴とする、請求項１又は２に記載の混合システム。
【請求項４】
前記ミキシングタンクでは、複数のノズルが設けられ、
前記複数のノズルは、前記ミキシングタンクの室内空間の下部に配置された前記ノズルに加えて、前記室内空間の上部に配置されたノズルを含むことを特徴とする、請求項１又は２に記載の混合システム。
【請求項５】
前記ミキシングタンクに開口する配管を通じて、該ミキシングタンクへ前記スラリーの材料として水を供給する第２の水供給部をさらに備えていることを特徴とする、請求項１乃至４の何れか１つに記載の混合システム。
【請求項６】
水とセメントとを撹拌することによってスラリーが製造されるミキシングタンク内を洗浄するミキシングタンク用の洗浄装置であって、
前記ミキシングタンクの内面に向かって水を噴射するように、前記ミキシングタンクの室内空間の下部に配置されたノズルと、
前記ノズルへ高圧水を供給する水供給部と、
前記ノズルの目詰まりを防止するために前記ノズルへ気体を供給する気体供給部とを備え、
前記ノズルから噴射される高圧水によって、前記ミキシングタンク内を洗浄することを特徴とする、ミキシングタンク用の洗浄装置。
【請求項７】
水とセメントを撹拌することによってスラリーを製造するスラリーの製造方法であって、
前記ミキシングタンクの室内空間の下部に配置されたノズルから該ミキシングタンク内面に向かって、スラリーの材料として高圧水を噴射し、噴射された水を前記ミキシングタンク内に溜める水貯留ステップと、
前記ミキシングタンクへ水以外のスラリーの材料を供給する材料供給ステップと、
前記水貯留ステップ及び前記材料供給ステップの実行後に、前記ミキシングタンクの液体を撹拌する撹拌ステップとを実行し、
前記撹拌ステップにおいて、前記ノズルへ気体を供給することを特徴とする、スラリーの製造方法。