(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
２種以上の材料からなる被混練物が内部に投入されて互いに混練されるケース本体と、このケース本体内に並列に複数本配設され回転することで被混練物を攪拌して混練する混練棒とを有して構成された混練装置において、
ケース本体の排出口の近傍に設けられケース本体内に投入された被混練物が直接に排出口へ流入しないようにする固定堰と、
この固定堰の近傍の上流側に上下方向へ移動可能に取り付けられ固定堰と相俟って堰の開口面積を変化させて被混練物の排出量を調整する可動堰と、
ケース本体内の被混練物の充填率を検知するレベル検知器と、
このレベル検知器により検知された充填率に応じて自動的に前記可動堰を上下方向に移動させて被混練物の排出量を変化させ充填率を調整する駆動装置とを備え、
前記混練棒が、回転数の比率を所定の割合に設定した２本の混練用回転軸を備えたことを特徴とする混練装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、２種類以上の材料を互いに効率的に混練するための混練装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
石炭粉のような粉状物とタールのようなバインダとを混練する場合、その混練状態は、バインダの動きに依存することが多い。即ち、粉状物とバインダとが攪拌されることにより、バインダが粉状物に浸透して混練が進むが、バインダの粘性が高い場合には、粉状物に浸透できずに、大きなかたまりとなり、効率的な混練ができない。
【０００３】
このような粘性の高いバインダを使用して効率的に混練するために、２本の攪拌用回転軸を備えた混練装置が知られている。例えば、特公平５−５９７８１号公報に記載の攪拌混合装置は、長い容器内に回転可能に取り付けられた２本の回転軸と、この回転軸の周囲に取り付けられた攪拌羽根とを備えて構成され、容器内の流動体を攪拌するようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前記構成の従来の攪拌混合装置では、本来、流動性の高い物性のものを混練対象にしており、石炭粉のような粉状物とタールのような粘性の高いバインダとを混練する場合には、攪拌羽根にタールがこびりついてしまい、攪拌効率が極めて悪い。
【０００５】
これを解消するものとしては、特公昭６２−４４９６９号公報記載の搬送ミキサーのセルフクリーニング方法とその装置がある。この装置は、並列に２本配設された回転軸と、この回転軸の周囲に螺旋状に多数設けられた攪拌用ロッドとから構成されている。そして、回転軸が回転することで、攪拌用ロッドが回転して被混練物を攪拌するようになっている。
【０００６】
しかしこの場合、回転軸の周囲の攪拌用ロッドにこびりついた被混練物を効率的に掻き落とすことには優れているが、タールのような粘性の高いバインダを含む被混練物を効率的に混練できるか否かは不明である。
【０００７】
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたもので、粘性の高いバインダと粉状物又は粒状物とを効率的に混練することができる混練装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
第１の発明に係る混練装置は、２種以上の材料からなる被混練物が内部に投入されて互いに混練されるケース本体と、このケース本体内に並列に複数本配設され回転することで被混練物を攪拌して混練する混練棒とを有して構成された混練装置において、ケース本体の排出口の近傍に設けられケース本体内に投入された被混練物が直接に排出口へ流入しないようにする固定堰と、この固定堰の近傍の上流側に上下方向へ移動可能に取り付けられ固定堰と相俟って堰の開口面積を変化させて被混練物の排出量を調整する可動堰と、ケース本体内の被混練物の充填率を検知するレベル検知器と、このレベル検知器により検知された充填率に応じて自動的に前記可動堰を上下方向に移動させて被混練物の排出量を変化させ充填率を調整する駆動装置とを備え、前記混練棒が、回転数の比率を所定の割合に設定した２本の混練用回転軸を備えたことを特徴とする。
【０００９】
このように構成された混練装置では、ケース本体の底面近傍に位置する被混練物は、それよりも上方に位置する被混練物の重さによって底面に押しつけられる。そして、底面に強く押しつられた被混練物が、混練棒によって攪拌される。これにより、粘性の高いバインダを使用する場合でも、粉状物等と効率的に混練することができる。さらに、固定堰と可動堰とで開口面積を変化させて被混練物の排出量を調整してケース本体内の被混練物の充填率を調整することによって、底面近傍に位置する被混練物に作用する圧力を調整することができ、この圧力の変化によって混練能力を調整することができる。また、可動堰を上方へ引き上げると、可動堰の下端面と固定堰の上端面との間で構成される開口面積が大きくなり、被混練物の排出量が増える。可動堰を下方へ押し下げると、開口面積が小さくなり、被混練物の排出量が減る。これにより、ケース本体内の被混練物の充填率を調整して、混練能力を適宜調整する。また、レベル検知器で被混練物の充填率を検知し、検知した充填率に応じて、自動的に駆動装置で可動堰を上下に移動させる。これにより、ケース本体内の被混練物の充填率を調整して、混練装置の混練能力を一定に保ったり、調整したりする自動運転が可能となる。また、２本の混練用回転軸の回転数の比率を所定の割合に設定したので、攪拌棒の上下にこびりついた被混練物を互いに掻き落とすことができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る混練装置の一実施形態を添付図面に基づいて説明する。図１は本実施形態に係る混練装置を示す概略側面図、図２は混練装置の概略正面図である。
【００１８】
本実施形態に係る混練装置１は、容器固定型の装置であり、細長い長方体状のケース本体２を有して構成されている。このケース本体２内には、２本の混練用回転軸３,４が回転可能に取り付けられている。この２本の混練用回転軸３,４は、ケース本体２内に、その長手方向に並列に配設されている。各混練用回転軸３,４には、多数の攪拌棒５が設けられている。これらの攪拌棒５は、混練用回転軸３,４の中心から放射方向外方に延出して取り付けられている。さらに、各攪拌棒５は、各混練用回転軸３,４の外周に、螺旋状に並べて配設されている。この攪拌棒５は丸棒状に形成される。そして、混練用回転軸３,４及び攪拌棒５によって、被混練物を攪拌して混練する混練棒が構成されている。なお、攪拌棒５は、四角棒状等の他の形状でもよい。この場合、例えば四角棒の攪拌棒５のとき、その対角線方向の最大値が前記丸棒状の攪拌棒５の直径以下になるように設定される。さらに、攪拌棒５の先端部を平らなパドル状に形成してもよい。
【００１９】
各混練用回転軸３,４は、互いに近接して配設され、各攪拌棒５の回転軌跡が互いに交差するようになっている。攪拌棒５は、互いに接触することなく、極めて接近した位置で交差して回転するように配列されて、各攪拌棒５にこびりついた被混練物を互いに掻き落とすことができるようになっている。因みに各混練用回転軸３,４の回転数の比率は、５：３の割合に設定されている。各混練用回転軸３,４は、ケース本体２内において、下方に位置して設けられている。
【００２０】
ケース本体２の一端部（図１中の左端部）の上側には、微粉炭を投入する投入口７が設けられている。
【００２１】
投入口７の近傍には、この投入口７からケース本体２内に投入された微粉炭と混練されるバインダとしてのタールを投入するバインダ投入口８が設けられている。さらに、バインダ投入口８にはノズル８Ａが設けられている。このノズル８Ａは、バインダ投入口８から流出するタールを、拡散させずに流出したままの状態で微粉炭の上面に投下させるためのものである。これは、タールを冷やさないためである。即ち、タール等のバインダは、粘性が高いため、それを下げる目的で、昇温させた状態で微粉炭の上面に投下される。しかし、この昇温されたタールを、スプレー散水方式で微粉炭の上面に投下すると、空気で冷却されて、ある程度粘性の高い小さな粒になって微粉炭と混ざる。この小さな粒の状態で微粉炭に混ざると粘性の高いタールの周囲を微粉炭がとり巻いた「ダマ」となる。そして、この「ダマ」は、つぶれにくく、混練効率が低下してしまう。これを解消するために、ノズル８Ａによってタールをストレートに微粉炭上面に投下させることで、タールをあまり冷やさずに微粉炭と混ぜ合わせるようにしている。
【００２２】
ケース本体２の他端部の下側には、微粉炭とバインダとの混練物（混練された後のタールと微粉炭）を外部に排出する排出口９が設けられている。
【００２３】
ケース本体２内の排出口９近傍には、固定堰１１が設けられている。この固定堰１１は、その上端面が混練用回転軸３,４の軸心よりも僅かに上側に位置するように配設されている。
【００２４】
固定堰１１の近傍の上流側（投入口７側）には、可動堰１２が設けられている。この可動堰１２は、ケース本体２の上側から挿入され、上下に移動させることができるようになっている。可動堰１２は、その下端面が混練用回転軸３,４の軸心よりも僅かに下側に位置するところまで下げることができるようになっている。この可動堰１２は、その上端部に接続された駆動装置１３により、自動的に移動されるようになっている。駆動装置１３は、後述するレベル検知器１５により検知された充填率に応じて可動堰１２を上下方向に移動させて堰の開口面積を調整し、被混練物の排出量を変化させてケース本体２内の被混練物の充填率を調整する装置である。この駆動装置１３で駆動される可動堰１２と固定堰１１とで、ケース本体２内の被混練物の充填率を調整して底面近傍に位置する被混練物に作用する圧力を変化させて混練能力を調整する充填率調整手段が構成されている。
【００２５】
ケース本体２の内側壁の上側面には、ケース本体２内の被混練物の量である充填率を検知するレベル検知器１５が取り付けられている。このレベル検知器１５は駆動装置１３に接続されて、検知した充填率に応じて前記駆動装置１３が可動堰１２の移動量を調整するようになっている。即ち、レベル検知器１５で検知したケース本体２内の被混練物の充填率に応じて、駆動装置１３が可動堰１２の下端部の高さを調整し、固定堰１１との間での開口面積を調整するようになっている。この可動堰１２と固定堰１１とによる開口面積を調整することで、固定堰１１の上端面を越えて排出口９から外部に排出される混練物の量を調整できるようになっている。
【００２６】
投入口７の上流側には、微粉炭の供給装置（図示せず）が設けられ、単位時間あたり一定量の微粉炭がケース本体２内に連続的に供給されるようになっている。
【００２７】
［作用］
以上のように構成された容器固定型混練装置１は、次のようにして微粉炭とタールとを混練する。
【００２８】
微粉炭が供給装置によって投入口７からケース本体２内に連続的に供給される。さらに、バインダ投入口８のノズル８Ａからタールがケース本体２内の微粉炭に投入される。このタールは、ノズル８Ａによって、拡散さることなくストレートに微粉炭の上面に投下されるので、空気で冷やされることがなくなる。これにより、タールは、粘性の低い状態を保ったままで、大きなかたまりとなって微粉炭と混ざり合う。この大きなのかたまりは、粉状物と混ぜ合わされながら、ケース本体２内で回転している混練用回転軸３,４の各攪拌棒５によって攪拌される。
【００２９】
一方、タールと微粉炭とからなる被混練物は、攪拌棒５によって攪拌されながら下流側に移動され、固定堰１１まで達する。さらに、投入口７からは微粉炭が、バインダー投入口８のノズル８Ａからはタールがそれぞれ連続的に投入される。これにより、被混練物は、各混練用回転軸３,４及び攪拌棒５で混練されながら、投入口７近傍から固定堰１１までの間に充填されていき、レベルが次第に上昇する。即ち、被混練物は、その一方を固定堰１１で遮られた状態で、次第に増えてレベルが上昇する。さらに、駆動装置１３によって最下端位置まで下げられて開口面積が絞られた可動堰１２の下端部まで達したところで、今度はこの可動堰１２によって一方を遮られた状態で、さらにレベルが上昇していく。
【００３０】
この間に、被混練物は各混練用回転軸３,４及び攪拌棒５によって混練される。さらに、被混練物のレベルの上昇によって、ケース本体２の底面近傍に位置する被混練物は、その上方に位置する被混練物によって強く押し固められる。このとき、粘性の低い状態を保ったままのタールと微粉炭とが混ざり合った大きなかたまりが、各攪拌棒５の回転によってケース本体２の底面側に移動されると、その上側に堆積した被混練物によって強く圧迫される。粘性の低い状態のタールと微粉炭とが強く圧迫されると、タールが微粉炭の個々の微粒子間によく浸透する。
【００３１】
このように、大きなかたまりのままタールが微粉炭の間によく浸透した被混練物は、各攪拌棒５によって強く圧迫されながら掻き回され、切り分けされる。これにより、良好な混練状態が得られる。
【００３２】
そして、被混練物のレベルが、予め設定された位置まで上昇すると、レベル検知器１５がそのレベルを検知し、これを受けて駆動装置１３が可動堰１２を僅かに上昇させる。これにより、固定堰１１との可動堰１２とによる開口面積が多少大きくなり、十分に混練された混練物が固定堰１１の上端面を越えて排出口９から外部に排出される。被混練物のレベルが下がり始めると、駆動装置１３が可動堰１２を下げて、開口面積を絞る。この調整を繰り返すことにより、被混練物のレベルを一定高さに維持する。
【００３３】
これにより、ケース本体２の底面近傍での圧力が一定に保たれ、タールと微粉炭とが一定の混練能力で互いに混練される。このとき、ケース本体２内においては、タールはその自重のために主に下方に位置し、上方には微粉炭のみが主に存在する。即ち、微粉炭の混ざったタールは、主にケース本体２内の下方に位置する。このため、ケース本体２内の底面近傍において、タールと微粉炭とが効率的に混練され、その混練された後の混練物が各攪拌棒５によって下流側に移動される。そして、十分に混練された混練物が可動堰１２の下端部を通過し、固定堰１１を越えて、排出口９から外部へ排出される。
【００３４】
一方、混練用回転軸３,４の各攪拌棒５は、互いに近接した位置を回転しているので、それぞれにこびりついた被混練物を、互いに掻き落とす。
【００３５】
また、タール以外のバインダを使用する場合には、そのバインダの粘性に応じて混練能力を変える。具体的には、駆動装置１３が駆動する充填率のレベルを設定し直す。これにより、ケース本体２内の被混練物のレベルが、そのバインダの粘性に応じた充填率に維持される。
【００３６】
［効果］
以上のように、ケース本体２内において、被混練物のレベルを高い位置に保って底面近傍に位置する被混練物を強く押し固めるようにしたので、この底面近傍の強く押し固められた被混練物を、混練用回転軸３,４の各攪拌棒５で掻き回すことによって、タールのように粘性の高いバインダを効率的に混練することができるようになる。
【００３７】
また、可動堰１２と駆動装置１３とレベル検知器１５で、ケース本体２内の被混練物のレベルを一定高さに維持することができるため、混練能力を一定の値に維持することができるようになる。
【００３８】
さらに、各攪拌棒５に付着した被混練物を互いに近接して回転する攪拌棒５同士で掻き落とすようにしたので、初期の混練能力を長期間維持することができるようになる。この結果、信頼性の高い容器固定型混練装置１を提供することができる。
【００３９】
また、設定を変えることで、ケース本体２内の被混練物の充填率を容易に変えることができるので、バインダの粘性に応じて、容易に混練能力を調整することができるようになる。
【００４０】
また、バインダ投入口８に、タールをストレートに流出させるノズル８Ａを設けたので、タールを冷やさずに、即ち粘性を低く保ったまま微粉炭の上面に投下させることができるようになる。この結果、粘性の低いタールによって、微粉炭と効率的に混練することができるようになる。
【００４１】
［変形例］
なお、前記実施形態では、駆動装置１３とレベル検知器１５を用いて、ケース本体２内の被混練物のレベルを自動的に調整するようにしたが、可動堰１２を手動で調整するようにしてもよい。この場合は、被混練物に対応した混練能力に合わせて、可動堰１２を一定高さに調整して固定しておく。
【００４２】
また、前記実施形態では、充填率調整手段として、固定堰１１と可動堰１２とを設けたが、この構成以外でも、ケース本体２内の被混練物のレベルを調整できる手段であれば、他の構成の装置を用いてもよい。さらに、固定堰１１の位置に下側から上下に移動し得る可動堰を１枚だけ設けるようにしてもよい。
【００４３】
さらに、前記実施形態では、ケース本体２内に２本の混練用回転軸３,４を設けたが、容器固定型混練装置１の大きさ（被混練物の処理量）に応じて、３本以上設けてもよい。
【００４４】
また、前記実施形態では、混練装置１を容器固定型の装置としたが、固定式に限らず、攪拌棒５を設けた混練用回転軸３,４を備えた装置であれば、本発明を適用することができ、前記実施形態同様の作用、効果を奏することができる。
【００４５】
また、前記実施形態では、バインダ投入口８及びノズル８Ａを、１個設けたが、装置の大きさや、混練する材料の違い等によって、２個以上の適宜個数を設けることができる。さらに、その配設位置も装置の大きさ、混練効率等に応じて適宜に設けることができる。
【００４６】
【発明の効果】
以上、詳述したように本発明によれば、次のような効果を奏する。
【００４７】
（１）  充填率調整手段でケース本体内の被混練物のレベルを調整できるようにしたので、粘性の高い被混練物を効率的に混練することができるようになると共に、混練能力を適宜調整することができるようになる。
【００４８】
（２）  固定堰と可動堰とで開口面積を調整して、ケース本体内の被混練物のレベルを調整するようにしたので、被混練物のレベル調整を確実に行うことができるようになる。
【００４９】
（３）  可動堰を移動させる駆動装置とレベル検知器とを備えたので、ケース本体内の被混練物のレベルを任意に、かつ正確に調整することができるようになる。
【００５０】
（４）  バインダの投入口に、バインダをストレートに流出させるノズルを設けたので、バインダを、拡散して冷やさずに、即ち粘性が高くならずに粉状物等の上面に投下させることができる。この結果、バインダの粘性を低く保ったまま、粉状物等と混ぜ合わせることができ、効率的に混練することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る混練装置を示す概略側面図である。
【図２】本発明に係る混練装置を示す概略正面図である。
【符号の説明】
１:容器固定型混練装置、２:ケース本体、３,４:混練用回転軸、５:攪拌棒、８:バインダ投入口、８Ａ:ノズル、１１:固定堰、１２:可動堰、１３:駆動装置、１５:レベル検知器。
【図１】
0003790577.tif 000002
【図２】
0003790577.tif 000003