(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノズルから噴射した高圧ジェット水流をパワーチューブ内の後端部から先端部に向けて通過させ、前記高圧ジェット水流によりパワーチューブ内に発生した負圧により粉粒体投入口から前記パワーチューブ内へ投入した粉粒体を引き込み、引き込んだ粉粒体を前記パワーチューブ先端部のサイクロン内壁面に衝突させることにより粉粒体と水とを撹拌混合して、所望の水／粉粒体比となるペーストを得るジェットミキサーにおいて、
前記ノズルは、そのノズルからの高圧ジェット水流の一部を前記粉粒体投入口よりも前記パワーチューブの後端部寄りの内壁面に対して噴射する構成であることを特徴とするジェットミキサー。
【請求項２】
請求項１記載のジェットミキサーにおいて、前記ノズルから噴射される高圧ジェット水流は、前記粉粒体投入口よりも前記パワーチューブの後端部寄りの位置で前記パワーチューブの内径よりも大きく広がる噴射パターンを有することを特徴とするジェットミキサー。
【請求項３】
請求項１又は２記載のジェットミキサーにおいて、前記ノズルが複数あり、そのうちの一部のノズルから噴射される高圧ジェット水流が前記粉粒体投入口よりも前記パワーチューブの後端部寄りの内壁面に対して噴射する構成であるジェットミキサー。
【請求項４】
請求項１〜３の何れかに記載のジェットミキサーにおいて、前記粉粒体投入口の内部に、その内面に付着した粉粒体を除去するための粉粒体除去装置を備えていることを特徴とするジェットミキサー。
【請求項５】
請求項１〜４の何れかに記載のジェットミキサーにおいて、前記ノズル付近のパワーチューブ内及び粉粒体投入口付近に発生する負圧を減少させる負圧減少手段を備え、前記負圧現象手段は、前記ノズル付近のパワーチューブの内部と外気とを連通させ、前記粉粒体投入口の内部を外気と連通させる構造としたことを特徴とするジェットミキサー。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高速ジェット水流により粉粒体を混合攪拌してペーストを連続的に製造するためのジェットミキサーに関する。
【０００２】
【従来の技術】
セメント、石炭灰、高炉スラブ、石灰等の粉粒体と水とを混合攪拌し、ペーストを製造する方法として、回転羽根による機械的なミキシング方法の他に、パワーチューブと称されるパイプ内に高速ジェット水流を通し、これに粉粒体を加えてペーストを製造するジェットミキサーがある。
【０００３】
このジェットミキサーの構造は、図８から図１０に示すように、ジェット水流を作る高圧ポンプ１、ジェット水流Ｗを発生させるノズル２、ジェット水流Ｗが通るパワーチューブ３、パワーチューブ３への粉粒体投入口４ａを有するホッパー４、粉粒体Ｓの貯溜ホッパ５ａ及びスクリューフィーダ５ｂを備えた粉粒体供給設備５、ペーストを受ける器となるサイクロン６等により構成されている。
【０００４】
そして、パワーチューブ３の後端側から来るジェット水流Ｗが、霧吹きと同様に負圧（背圧）で粉粒体Ｓを吸い込み、粉粒体Ｓの投入口４ａで粉粒体Ｓとジェット水流Ｗとが激しく衝突する。
【０００５】
ジェットミキサーにて攪拌混合ができるメカニズムは、高圧ジェット水がチューブ内に噴射され、高圧水の有するエネルギーが一度に解放されるために極めて細い噴霧状となり、粉粒体粒子表面に付着するとともに、パワーチューブ３内に発生する乱水流が粉粒体を巻き込んで攪拌し、更にパワーチューブ３の先端部から噴出したペーストがサイクロン６に衝突し、サイクロン６の内面に付着してペースト自身の有する流動押し込み力によりペースト自身内に剪断力を与えて練り力（混練）が進むことによる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ジェットミキサーは単純な構造であり、連続してペーストを製造するための構造となっている利点を有するが、最大の弱点はパワーチューブ３内や粉粒体投入口４ａ付近に付着物が発生する問題である。付着物は、粉粒体Ｓと水とが接触し管内面に残留するペーストであり、その発生原因はジェット水流Ｗにより発生する負圧現象と重力による粉粒体Ｓの堆積現象とに大別できる。また、付着物の発生する主な部位は、ノズル２付近（図８の符号Ａ）、粉粒体投入口４ａ及びパワーチューブ３の接点（図８の符号Ｂ）、粉粒体投入口４ａの下方（図８の符号Ｃ）である。
【０００７】
ノズル２付近Ａに付着物が発生する原因は、ジェット水流Ｗにより発生した負圧がノズル２付近に生じて投入された粉粒体Ｓをノズル２方向へ逆流させることにより発生する。粉粒体投入口４ａ及びパワーチューブ３の接点Ｂに付着物が発生する原因は、粉粒体投入口４ａ付近で拡散して水滴が粉粒体投入口４ａ及びパワーチューブ３の接点に付着し、これに粉粒体Ｓが接触して付着物が生じ、徐々に拡大して粉粒体投入口４ａを狭め、同所に負圧が生じてジェット水流Ｗを吸い上げ、さらに付着物が成長していくことにより発生する。
【０００８】
また、粉粒体投入口４ａの下方Ｃに付着物が発生する原因は、投入した粉粒体がジェット水流Ｗに乗り切れず、重力の作用で下方に沈殿堆積することにより発生する。
【０００９】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、比較的簡易な方法で付着物が付かないように、あるいは付着物の成長を防止することができ、これにより、ペースト製造の効率化及び目的とする品質のペーストを連続的に安定して製造することができるジェットミキサーを提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明のジェットミキサーは、ノズルから噴射した高圧ジェット水流をパワーチューブ内の後端部から先端部に向けて通過させ、前記高圧ジェット水流によりパワーチューブ内に発生した負圧により粉粒体投入口から前記パワーチューブ内へ投入した粉粒体を引き込み、引き込んだ粉粒体を前記パワーチューブ先端部のサイクロン内壁面に衝突させることにより粉粒体と水とを撹拌混合して、所望の水／粉粒体比となるペーストを得るジェットミキサーにおいて、前記ノズルは、そのノズルからの高圧ジェット水流の一部を前記粉粒体投入口よりも前記パワーチューブの後端部寄りの内壁面に対して噴射する構成とした。
【００１１】
この発明によれば、ノズルからの高圧ジェット水流の一部を、粉粒体投入口よりもパワーチューブの後端部寄りの内壁面に対して噴射することで、付着物が生じる領域を含めてパワーチューブ内面を高圧ジェット水流によって常に掃流しながら連続してペーストを製造することが可能になる。これにより、比較的簡易な方法で付着物が付かないように、あるいは付着物の成長を防止することができ、ペースト製造の効率化及び目的とする品質のペーストを連続的に安定して製造することができる
【００１２】
ここで、前記ノズルから噴射される高圧ジェット水流としては、粉粒体投入口よりもパワーチューブの後端部寄りの位置でパワーチューブの内径よりも大きく広がる噴射パターンを有するようにすることもできる。このようにすれば、高圧ジェット水流の噴射パターンに配慮するという簡易な方法で、付着物の除去及び成長防止効果をより効果的に発揮させることができる。
【００１３】
また、前記ノズルが複数あり、そのうちの一部のノズルから噴射される高圧ジェット水流が粉粒体投入口よりもパワーチューブの後端部寄りの内壁面に対して噴射する構成とすることもできる。このようにすれば、高圧ジェット水流を噴射する複数のノズルのうちの一部のノズルの向きを変えておくという簡単な構成で、効率的に付着物の除去及び成長防止効果を発揮させることができる。
【００１４】
また、前記粉粒体投入口の内部に、その内面に付着した粉粒体を除去するための粉粒体除去装置を設けた構成とすることもできる。これによると、粉粒体投入口の内部に粉粒体が付着しないので、ペースト製造の効率化及び目的とする品質のペーストを連続的に安定して製造することが可能となる。
【００１５】
また、前記ノズル付近のパワーチューブ内及び粉粒体投入口付近に発生する負圧を減少させる負圧減少手段を備え、その負圧現象手段は、ノズル付近のパワーチューブの内部と外気とを連通させ、粉粒体投入口の内部を外気と連通させる構造とすることもできる。このようにすれば、パワーチューブ内に投入された粉粒体がノズル方向へ逆流せず付着し難くなるとともに、粉粒体投入口側にジェット水流を吸い上げることがないので、粉粒体の付着物の成長防止が可能となる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。なお、図８から図１０に示した構成と同一構成部分には、同一符号を付してその説明を簡略化する。
【００１７】
図１は、本実施形態に係るジェットミキサーのノズル２付近と粉粒体投入口４ａ付近のパワーチューブ３の構造を示すものである。
【００１８】
ノズル２に対向しているパワーチューブ３の後端部３ａは、粉流体投入口４ａよりもノズル２側に延びていて、その後端部３ａには端部プレート１０が設けられている。この端部プレート１０には、ノズル２からの高圧ジェット水流を通過させるための穴が設けられている。
【００１９】
この、端部プレート１０と、ノズル支持プレート１１との間に１０mm程度の隙間Ｌを設けてノズル２が配設されている。このノズル２の具体的構成については後述する。
【００２０】
粉粒体投入口４ａの下方には、パワーチューブ３内部に連通する垂直管１７が配設されている。この垂直管１７内部には、垂直管１７の内径より僅かに小さな外径を有する円筒管２２が挿入されている。この円筒管２２には、図２に示すように、複数の貫通孔２２ａが周方向に所定間隔を開けて形成されており、これら貫通孔２２ａの軸方向に延在する縁部が、連結部部開口部２０に付着した粉粒体Ｓを削り取る切削刃２２ｂとされている。
【００２１】
そして、円筒管２２の上部開口部には、粉流体Ｓを通過させる穴を有するリング状の歯車２４が固着されており、この歯車２４に、駆動モータ２６の駆動軸２６ａに連結した駆動歯車２８が噛み合っている。そして、駆動モータ２６の駆動により駆動歯車２８が回転するとその回転力が歯車２４に伝達され、円筒管２２が垂直管１７内で回転するようになっている。なお、円筒管２２、歯車２４、駆動モータ２６及び駆動歯車２８が本発明の粉粒体除去装置に相当し、歯車２４、駆動モータ２６及び駆動歯車２８が本発明の移動機構に相当している。
【００２２】
ノズル２については、図３〜図５に示すように特別の工夫がされている。なお、これらの図では、従来型のノズルと本実施の形態に係るノズルとの比較検討をしやすいように、各図（ａ）に従来型のノズルを、各図（ｂ）に本実施の形態に係るノズルを例示してある。
【００２３】
高圧ジェット水流用のノズル２は、複数配置する場合と１個配置する場合とがある。本実施の形態では複数（７個）配置した例を示している。このノズル２は、図３（ｂ）に示すように、ノズル保持盤１２の盤面中央に１個、その周囲に等間隔で６個配置している。
【００２４】
このノズル２から噴射される高圧ジェット水流はある噴射パターンを持つように配慮している。具体的には、各ノズル２の出口側に、図４（ｂ）に示すような噴射パターン用ガイド溝１３を設けることで、各ノズル２から噴射されるジェット水流の噴射パターンＰ１が、図５（ｂ）に示すように楕円状に広がるように配慮している。その場合、図１及び図６（ｂ）に示すように、各ノズル２からの高圧ジェット水流の一部が粉粒体投入口４ａよりもパワーチューブ３の後端部３ａ寄りの内壁面３ｂに対しても噴射するように設定している。
【００２５】
このように、各ノズル２からの高圧ジェット水流の一部を、粉粒体投入口４ａよりもパワーチューブ３の後端部寄りの内壁面３ｂに対して噴射することで、付着物が生じる領域を含めてパワーチューブ内面を高圧ジェット水流によって常に掃流する構成としている。これにより、付着物が付かないように、あるいは付着物の成長を防止することができる。この点、従来では、図６（ａ）に示すように、パワーチューブ３の粉流体投入口４ａ付近の内面にはジェット水流がほとんど衝突しないために掃流を形成することができない。
【００２６】
ここで、ノズル２から噴射される高圧ジェット水流の噴射パターンＰ１としては、粉粒体投入口４ａよりもパワーチューブ３の後端部寄りの位置でパワーチューブ３の内径よりも大きく広がる噴射パターンを有する構成とすることもできるし、一部のノズル２から噴射される高圧ジェット水流が粉粒体投入口４ａよりもパワーチューブ３の後端部寄りの内壁面３ｂに対して噴射する構成とすることもできる。後者の方法を採用した場合、高圧ジェット水流を噴射する複数のノズル２のうちの一部のノズル２の向きを変えておくという簡単な構成で、効率的に付着物の除去及び成長防止効果を得ることができる。
【００２７】
この考え方を採用すれば、例えば、付着物が付き易い領域のみへノズル２の一部を向けておく構成とすることもできるので、局所的な付着物除去対策をとることが可能になる。これにより、無駄のない効率的な付着物対策とすることができる。
【００２８】
上記構成のジェットミキサーによると、ノズル２からジェット水流Ｗが噴出しても、ノズル２と端部プレート１０との間に設けた隙間Ｌからノズル２付近のパワーチューブ３内部に外気が流れ込んでノズル２付近に負圧がほとんど生じないので、パワーチューブ３内に投入された粉粒体Ｓがノズル２方向へ逆流せず、ノズル２付近のパワーチューブ３の後端側３ａに粉粒体Ｓが付着し難くなる。
【００２９】
仮に、パワーチューブ３の後端側３ａの内面に粉粒体Ｓが付着しても、噴射パターンＰ１を有する高圧ジェット水流の作用（掃流）によって容易に除去され、付着物が成長することはない。
【００３０】
また、粉粒体投入口４ａの下方のパワーチューブ３の内面にジェット水流Ｗに乗り切れなかった粉粒体Ｓが沈殿堆積して付着物が発生したとしても、前記と同様噴射パターンＰ１を有する高圧ジェット水流の作用（掃流）によって容易に除去し、再度ジェット水流Ｗに吸い込まれるようにすることができる。
【００３１】
一方、垂直管１７に形成した通気孔１８から垂直管１７の下端及びパワーチューブ３の連結開口部２０に外気が流れ込むようになっているので、連結開口部２０付近に負圧がほとんど生じなくジェット水流Ｗを吸い上げることがないので、粉粒体Ｓの付着物の成長を防止することができる。
【００３２】
仮に、連結開口部２０に粉粒体Ｓが付着しても、動モータ２６の駆動により駆動歯車２８、歯車２４を介して円筒管２２を垂直管１７内で回転させることで、円筒管２２の切削刃２２ｂが付着した粉粒体Ｓを容易に削り落とすことができる。
【００３３】
したがって、本実施形態のジェットミキサーは、パワーチューブ３の内面や連結開口部２０に粉粒体Ｓの付着物が付かないように、あるいは付着物の成長を防止することができるので、ペースト製造の効率化及び目的とする品質のペーストを連続的に安定して製造することができる。
【００３４】
なお、高圧ジェット水流の噴射パターンとしては種々のパターンが考えられるが、例えば、図７に示すように、噴射パターン用ガイド溝１３を十字状に形成し、楕円状の噴射パターンＰ１も十字状に形成されるようにしても良い。このようにすれば、噴射パターンＰ１を上下左右方向に強調的に広げることができるため、ノズルの向きに配慮する必要性を小さくすることができる。
【００３５】
また、上記実施の形態では、粉粒体投入口の負圧減少手段として、垂直管１７の周壁に吸気口１８を設けた例を示したが、吸気口１８を設ける代わりに、粉粒体投入口４ａと歯車２４との間に空気取り入れ用の間隙を設けた構成としても良い。このようにすれば、その間隙を介して垂直管１７内の円筒管２２を通りパワーチューブ３内へと至る空気流を形成することができる。
【００３６】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、比較的簡易な方法で付着物が付かないように、あるいは付着物の成長を防止することができ、これにより、ペースト製造の効率化及び目的とする品質のペーストを連続的に安定して製造することができるジェットミキサーを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るジェットミキサーのノズル付近と粉粒体投入口付近のパワーチューブの構造を示す一部断面図である。
【図２】図１のII−II線断面図である。
【図３】ノズルの配置関係を示す正面図である。
【図４】ノズルの構成を示す拡大正面図である。
【図５】ノズルからの高圧ジェット水流の噴射パターンを示す正面図である。
【図６】高圧ジェット水流のパワーチューブ内での噴射パターンを示す概念図である。
【図７】高圧ジェット水流の噴射パターンを示す正面図である。
【図８】従来のジェットミキサーの全体構成図である。
【図９】従来のジェットミキサーの平面図である。
【図１０】図８のVI−VI線断面図である。
【符号の説明】
２    ノズル
３    パワーチューブ
３ａ  パワーチューブの後端部
３ｂ  パワーチューブの内壁面
４    ホッパ−
４ａ  粉粒体投入口
６    サイクロン
１０  端部プレート
１１  支持プレート
１２  ノズル保持盤
１３  噴射パターン用ガイド溝
１７  垂直管
１８  吸気孔
２２  円筒管
２２ａ  貫通孔
２２ｂ  切削刃
２４  歯車
２６  駆動モータ
２６ａ  駆動軸
２８  駆動歯車
Ｓ    粉粒体
Ｗ    ジェット水流
Ｐ１  噴射パターン
【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】
0004176923.tif 000009
【図９】
0004176923.tif 000010
【図１０】
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