JPH0832416B2 - 高速撹拌装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、壁材、屋根材等の各種建材等の凝固成形品
の製造装置における高速攪拌装置に関するものである。

［従来の技術と発明が解決しようとする課題］ 本発明者は、先にアルミナ系水硬性凝固材を発明し
た。このアルミナ系水硬性凝固材は、ケイ素、アルミ
ナ、ナトリウム、カルシウム、チタン及び鉄等を主成分
としている。

この凝固材あら凝固成形品を製造する方法の特徴は、
既存の製品のように成形焼成する必要がなく、水、骨材
及び凝固材を混練した後成形し、常温で固化させること
にある。

しかしながら、この製造方法において、次のような問
題が生じる。混練による流動抵抗が発生し、この熱によ
って水が部分的に蒸発して凝固成形品内部に不完全な凝
固部分が形成されるとともに、気泡が残存して凝固成形
品の硬度及び強度に悪影響を及ぼし、さらには、攪拌時
の抵抗が大きくなる。

また、打設時に空気が存在すると、混和物と成形型と
の間に空気を巻込み、凝固後の成形品の表面に空気クレ
ータが形成されて不良品となる。さらに、上記と同様に
気泡が凝固成形品の内部において空気孔を作る結果、凝
固成形品の内部が酸化されるとともに吸水性が高まり、
凝固成形品の硬度及び強度に悪影響を及ぼす。

［発明の目的］ 本発明は、上記問題点を解決し完全な凝固成形品を製
造することができる高速攪拌装置を提供するものであ
る。

［課題を解決するための手段］ 本発明の高速攪拌装置は、水硬性凝固材と各種無機物
質又は水和不反応有機物等の骨材とよりなる配合物と、
水とを真空下で均一混合攪拌を行なう高速攪拌装置であ
って、機密性を有するタンクと、前記タンクの上部に設
けられた配合物の投入口と、前記タンクの下部に設けら
れた配合物と水との混和物の排出口と、前記タンクの上
部に設けられた水の注入口と、前記タンクに設けられた
真空弁と、前記タンク内部の中央に垂直方向に設けられ
た回転軸と、前記回転軸に設けられた押し下げベラと、
前記タンクの内周壁に沿って回転する回転枠と、前記回
転枠に設けられた押し上げベラと、前記回転軸を高速で
回転させる第１駆動手段と、前記回転枠を高速で回転さ
せる第２駆動手段と、前記真空弁に接続され、タンク内
部を真空にするポンプとよりなるものである。

［作 用］ 本発明の高速攪拌装置では、機密性を有するタンク内
部に、配合物と水とを投入口及び注入口からそれぞれ投
入する。そして、真空弁からポンプを用いてタンク内部
を真空にし、その後第１駆動手段及び第２駆動手段を回
転させて、回転軸及び回転枠を高速で回転させる。回転
軸と回転枠が回転すると押し下げベラと押し上げベラが
回転し、配合物及び水は、タンク内部で真空状態で中心
方向から外方向に滞留しかつ、中央部では下方へ、周縁
部では上方へ流れて攪拌される。所定時間攪拌を行なっ
た後、第１駆動手段及び第２駆動手段を停止させて、排
出口から混和物を排出する。

［実施例］ 以下、本発明の高速攪拌装置を凝固成形品を製造する
ための装置（１）に使用した一実施例を図面に基づいて
説明する。

第１図と第２図に示すように、アルミナ系水硬性凝固
材、水及び骨材から形成される凝固成形品を製造するた
めの装置（１）は、骨材サイロ（２）（３）、基材サイ
ロ（４）、定量ホッパ（５）、均一粒子混合攪拌装置
（６）、配合物中間ホッパ（７）、定量移送垂直リフト
（８）、高速攪拌装置（10）、低速攪拌装置（20）及び
打設装置（30）、パレット（40）及びコンベア（９）と
からなる。

なお、このアルミナ系水硬性凝固材は、ケイ素、アル
ミナ、ナトリウム、カルシウム、チタン及び鉄等を主成
分としている。

上記装置（１）を使用しての凝固成形品の製造工程は
下記の通りである。

骨材サイロ（２）（３）から取出された各種無機物質
又は水和不反応有機物等の骨材（例えば、有機炭化物、
プラスチック、発泡スチロール、木材チップ等）と、基
材サイロ（４）から取出されたと水硬性凝固材基材は、
定量ホッパ（５）、均一粒子混合攪拌装置（６）及び配
合物中間ホッパ（７）によって水硬性凝固材を全体の約
30％、骨材を全体の約70％として均一混合される。そし
て、この混合された粉末状の配合物は、定量移送垂直リ
フト（８）によって高速攪拌装置（10）へと運ばれる。

高速攪拌装置（10）内部において、配合物に対し水を
全体の約30％加えた後、真空状態において配合物と水を
均一攪拌して、液体状の混和物を製造する。

この混和物を低速攪拌装置（20）に送り、混練しつつ
混和物の定量を測定して打設装置（30）に送る。

打設装置（30）ではコンベア（９）上を流れるパレッ
ト（40）に混和物を一定量打設する。

混和物が打設されたパレット（40）は水平に積重ねら
れる。これにより、養生棚を用いることなく混和物を20
℃から30℃の常温下で約６時間養生させることによって
固化させ凝固成形品を製造する。

以下、各装置の詳細について説明する。

高速攪拌装置（10）について第３図と第４図に基づい
て説明する。

（102）は、円筒状のタンクである。このタンク（10
2）は、気密性を保持できる構造となっている。

（104）は、タンク（102）の上面に設けられた配合物
の投入口である。

（106）は、投入口（104）の上部に設けられた受入れ
ホッパであって、タンク（102）内部に配合物を確実に
投入するために投入羽（108）が設けられ、この投入羽
（108）が回転することによって、受入れホッパ（106）
内の配合物がタンク（102）内部に投入される。

（110）は、投入口（104）を開閉する密閉蓋である。
この密閉蓋（110）が締まると、タンク（102）内部は気
密状態となる。

（112）は、タンク（102）上部に設けられた水の注入
口である。

（114）は、タンク（102）の底部に設けられた排出口
である。この排出口（114）には、開閉蓋（116）が設け
られている。

（118）は、タンク（102）の上面に設けられた真空弁
であって、この真空弁（118）からタンク（102）内部の
空気をポンプによって抜いて真空状態にする。

（120）は、投入口（104）から投入された配合物をタ
ンク内部の中央部分へ滑り落すための案内部材である。
この案内部材（120）は、タンク（102）内周面に固定さ
れている。

（122）は、タンク内部の中央に上下方向に設けられ
た回転軸である。この回転軸（122）の上端は案内部材
（120）に支持され、下端はタンク（102）底部に回動自
在に支持されている。

（124）は、回転軸（122）の上部と下部にそれぞれ設
けられた押し下げベラである。

（126）は、回転軸（122）に径方向へ突設された複数
本の攪拌棒である。

（128）は、Ｕ字型の回転枠であって、２個の回転枠
がタンク（102）の内面に沿って平面十字状に組合わさ
れている。これら回転枠（128）は回転軸（122）に対し
ベアリングを介して回動自在に設けられている。

（130）は、回転枠（128）の外側に設けられた押し上
げベラである。この押し上げベラ（130）はタンク（10
2）の内周面に沿って、複数枚設けられている。

（132）は、回転枠（128）の上部に設けられた円環型
歯車であって、タンク（102）の内面に支持部材（150）
によって回転自在に設けられている。この円環型歯車
（132）は、２個の回転枠（128）を平面十字型に固定し
ている。

（134）は傘歯車であって、ベルト（136）とベルト車
（138）によって回転軸（122）と連結されている。

（140）は、回転枠（128）と回転軸（122）を高速回
転させるモータである。

（142）は、モータ（140）の回転方向と回転速度を制
御するインバータである。

（144）は、モータ（140）の回転軸とベルト（146）
とベルト車（148）によって連結された傘歯車である。
この傘歯車（144）は、円環型歯車（132）及び傘歯車
（134）に係合している。モータ（140）によって傘歯車
（144）が回動する回転枠（128）と回転軸（122）とが
反対方向にそれぞれ回動する。

上記構成の高速攪拌装置（10）の動作状態を下記に説
明する。

定量移送垂直リフト（８）によって高速攪拌装置（1
0）から受入れホッパ（106）に送りこまれた定量の配合
物は、回転する投入羽（108）によって、投入口（104）
からタンク（102）内部に投入される。続いて注入口（1
12）から定量の水が注入される。

定量の配合物と水が収納されると、真空弁（118）か
ら空気が抜かれて、タンク（102）内部が真空状態にな
る。

モータ（140）によって押し上げベラ（130）と押し下
げベラ（124）をそれぞれ反対方向に回転させると、配
合物と水は、タンク（102）内部では攪拌棒（126）によ
って攪拌さらながら押し下げベラ（124）によって押し
下げられ、タンク（102）内部の周囲部では押し上げベ
ラ（130）によって押し上げられる。したがって、真空
下で配合物と水は、タンク（102）内部で攪拌されなが
ら循環して、空気が混合することなくまんべんなく攪拌
混練されて液体状の混和物が形成される。この攪拌混練
の状態と時間を制御するには、インバータ（142）でモ
ータ（140）の回転速度と方向を制御すればよい。

そして、攪拌混練が終了するとモータ（140）を停止
させて排出口（114）を開口して混和物を低速攪拌装置
（20）に送る。

低速攪拌装置（20）について第５図と第６図に基づい
て説明する。

（202）は、略円筒状のタンクである。このタンク（2
02）は気密性を有している。

（204）は、タンク（202）上部に設けられた混和物の
投入口（204）であって、高速攪拌装置（10）の排出口
（114）に接続されている。この投入口（204）内部には
ロータリーバルブ（206）が設けられ、定量の混和物が
投入できる。

（208）は、水の注入口である。

（210）は、タンク（202）上部に設けられた真空弁で
ある。

（212）は、タンク（202）内部の水平方向に設けられ
た回転軸である。この回転軸（212）は、インバータに
制御されるモータによって回転する。

（214）は、回転軸（212）の径方向に90゜毎に４本突
出した支持棒である。この４本の支持棒（214）は等間
隔毎に４組設けられている。

（216）は断面くの字型の攪拌羽である。この攪拌羽
（216）は、回転軸（212）の径方向に90゜毎に４本突出
した支持棒（214）間にそれぞれ支持されて４枚設けら
れている。

（218）は、４組の支持棒（214）間に水平方向に設け
られた攪拌棒である。

（220）は、タンク（202）底部に設けられた排出口で
あって、開閉蓋（222）が設けられている。この排出口
（220）は、第５図に示すように水平方向に細長く開口
している。

上記構成の低速攪拌装置（20）の動作状態を下記に説
明する。

高速攪拌装置（10）から、ロータリーバルブ（206）
を経て定量の混和物が、投入口（204）からタンク（20
2）内部に投入される。続いて注入口（208）から定量の
水が注入される。

定量の混和物と水が収納されると、真空弁（210）か
ら空気が抜かれて、タンク（202）内部が真空状態にな
る。

インバータに制御されるモータによって攪拌羽（21
6）を低速で回動して、混和物を攪拌する。なお、回転
方向及び回転数は、インバータによって制御する。

攪拌が終ると、排出口（220）から混和物を打設装置
（30）に送る。

打設装置（30）について第７図と第８図に基づいて説
明する。

（302）は、打設装置（30）の本体であって、上部に
混和物の投入口（304）が設けられ、前部に打設口（30
6）が設けられている。投入口（304）及び打設口（30
6）は、パレット（40）の幅に対応して細長い矩形をな
している。

（308）は、本体内部の幅方向に設けられた送出しロ
ーラである。このローラ（308）はドラム（310）の周囲
に押出し用羽（312）が複数枚突設されている。このロ
ーラ（308）はインバータによって制御されるモータに
よって回転する。

（314）は、本体（302）内部における打設口（306）
近傍の幅方向に設けられた攪拌棒である。攪拌棒（31
4）はローラ（308）とベルトで接続されており、ローラ
（308）とともに回転する。

（316）は、本体（302）から送出された混和物をパレ
ット（40）に流し込むための供給口であって、本体（30
2）の前部から斜め下方に伸びている。この供給口（31
6）の上部は本体（302）の前部の打設口（306）に回動
自在に設けれられていることにより、供給口（316）の
下部がうまくパレット（40）の上方に位置するように調
整可能となっている。この供給口（316）の幅方向の大
きさは、パレット（40）の幅と略同じ大きさに設定され
ている。また、この供給口（316）の下面には、混和物
が落下しやすいようにバイブレータ（318）が設けられ
ている。

上記構成の打設装置（30）の動作状態を下記に説明す
る。

低速攪拌装置（20）から打設装置（30）の本体（30
2）に投入された液体状の混和物は、インバータに制御
されるモータによって回転する送出しローラ（308）に
よって、打設口（306）に送られる。混和物は、打設口
（306）付近で攪拌棒（314）によって攪拌されることに
より均一状態を保持しながら供給口（316）に送られ
て、パレット（40）の幅に合わせてパレット（40）に充
填される。

養生棚を兼ねたパレット（40）について第９図から第
11図に基づいて説明する。

（402）は、平面矩形のパレット本体（402）であっ
て、外周壁より少し凹んだ混和物の収納部（404）を有
している。この収納部（404）の載置面の下方には、所
用間隔をおいて平行に線状のヒータ（406）が埋設され
ている。このヒータ（406）は収納部に入れられた水の
水温を一定に保持するためのものである。また、パレッ
ト本体（402）の周壁には、フォークリフトの爪部を挿
入するための切欠部（408）が複数個設けられている。

（410）は、薄い合成樹脂より形成された型体であ
る。この型体（40）は、凝固成形品の表面の型となる部
分であって、既存製品の表面質感を転写したものであっ
て、既存製品の表面に沿った凹凸がある。この型体（41
0）は、パレット（40）の収納部（404）に水を満した
後、水の上に載置する。これによって、型体（410）は
常に水平に配される。

（412）は、パレット本体（402）の４つの角部に設け
られた積重ね用の凸部である。この凸部（412）の下部
には、凸部（412）と係合する凹部（414）が設けられて
いる。これにより、パレット（40）を積重ねた場合に、
下段のパレット本体（402）の凸部（412）と、上段のパ
レット（402）の凹部（414）が係合して、パレット（4
0）を何段でも水平に安定よく積重ねることができる。
このため、従来からあるパレット用の養生棚を必要とし
ないとともに、本発明の凝固材は、常温で養生させるた
め、温度調整用の部屋を必要としない。そのため、上記
のようにパレット（40）を積重ねるだけで養生棚とな
り、従来もっとも費用のかかっていた養生棚をつくる必
要がなくコストの削減が計れる。

次に、パレット（40）の使用状態を下記に説明する。

このパレット（40）は、収納部（404）に水を満し型
体（410）を載置した後、打設装置（30）から液体状の
混和物を充填する。これによって、コンベア（９）の移
送の際パレット（40）が多少振動しても、水の抵抗と混
和物等の質量によって無反動となって、液体状の混和物
の水平状態を保持できるという効果がある。特に型体
（410）には、既存製品の表面に沿った凹凸があるが、
常に型体（410）は水平状態を維持できるため、既存製
品の表面の質感を完全に再現できる。

第11図に示すようにパレット本体（402）の凹部（41
4）と凸部（412）とを係合させる。そして、パレット
（40）を水平に積重ねて20℃から30℃の常温にて５時間
から10時間の間液体状の混和物を養生させて凝固成形品
を製造する。なお、外気温が変化しても、ヒータ（40
6）によって収納部（404）に入れられた水の水温を一定
に保持されるため、常に同じ凝固成形品を製造すること
ができる。

［発明の効果］ 本発明の高速攪拌装置にあっては、押し下げベラと押
し上げベラによって混和物が中央部から外方に滞留しつ
つ、かつ中央部では下方へ、終縁部では上方へ攪拌され
るため、混和物内の空気を短い間で除去しつつ、混和物
を均一に攪拌することができる。

【図面の簡単な説明】 第１図は、製造装置を説明するための正面図、 第２図は、製造装置を説明するための側面図、 第３図は、高速攪拌装置の縦断面図、 第４図は、高速攪拌装置の横断面図、 第５図は、低速攪拌装置の縦断面図、 第６図は、第５図におけるＩ−Ｉ線断面図、 第７図は、打設装置の縦断面図、 第８図は、打設装置の使用状態を示す一部欠截斜視図、 第９図は、パレットの分解斜視図、 第10図は、パレットの縦断面図、 第11図は、パレットを積み重ねた状態の正面図である。 符号の説明 １……製造装置 10……高速攪拌装置 20……低速攪拌装置 30……打設装置 40……パレット 102……タンク 104……投入口 106……受入れホッパ 110……密閉蓋 112……注入口 114……排出口 118……真空弁 120……案内部材 122……回転軸 124……押し下げベラ 128……Ｕ字型の回転枠 130……押し上げベラ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】水硬性凝固材と各種無機物質又は水和不反
   応有機物等の骨材とよりなる配合物と、水とを真空下で
   均一混合攪拌を行なう高速攪拌装置であって、 機密性を有するタンクと、 前記タンクの上部に設けられた配合物の投入口と、 前記タンクの下部に設けられた配合物と水との混和物の
   排出口と、 前記タンクの上部に設けられた水の注入口と、 前記タンクに設けられた真空弁と、 前記タンク内部の中央に垂直方向に設けられた回転軸
   と、 前記回転軸に設けられた押し下げベラと、 前記タンクの内周壁に沿って回転する回転枠と、 前記回転枠に設けられた押し上げベラと、 前記回転軸を高速で回転させる第１駆動手段と、 前記回転枠を高速で回転させる第２駆動手段と、 前記真空弁に接続され、タンク内部を真空にするポンプ
   とよりなる ことを特徴とする高速攪拌装置。