JPH09192467A - バッチャープラント - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】小さな設置スペースに設置可能にする。多種類
のコンクリート等の製造に対応可能にする。 【構成】混練物を製造するための各材料を貯留する貯留
部１と、各材料をバッチごとに計量して混練部に供給す
る計量部２と、供給された材料を混練する混練部３とを
備えてなる。混練部３を構成する混練装置３１は、材料
が収容される混練容器３３の中心に垂設され回転する内
側攪拌手段３４と、同混練容器３３の内壁沿いに垂設さ
れ内側攪拌手段３４と逆方向に回転する外側攪拌手段３
５とを備え、内側攪拌手段は材料を外側へ流動させるス
クリュからなり、外側攪拌手段は内側攪拌手段とは逆に
回転して内側へ材料を流動させる旋回部材から構成し
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、混練物を製造するバッ
チャープラントに関する。さらに詳しくは、例えばコン
クリート等の混練物をバッチごとに混練製造するバッチ
ャープラントの混練部，混練部周囲構造に係る改良に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来のバッチャープラントとしては、例
えば、コンクリートを製造する場合に各材料（水，セメ
ント，骨材等）を貯留する貯留部と、ロードセル等を利
用して各材料を１バッチごとに計量して混練部に供給す
る計量部と、供給された材料を混練する傾動型ミキサ，
パン型強制攪拌ミキサ，強制２軸攪拌ミキサ，オムニミ
キサ等の混練部を構成する混練装置とを備えてなるもの
が知られている。

【０００３】最近、高性能減水剤のほかに各種セメント
あるいは微粉末の混和材の使用技術さらには各種新素材
による繊維の開発等により、コンクリートに対するニー
ズも多様化するとともに、建築物の高層化および複雑化
に伴うコンクリート品質の高級化志向が急速に進んでい
る。このために従来の混練装置では、これらのニーズに
対応できない場合もあり、製造するコンクリートの種類
によっては最適な混練装置を選択しなければならず、製
造するコンクリートの種類ごとに個別に設計設置されな
ければならなくなっている。また、コンクリート構造物
の大型化、交通渋滞に伴って混練能力の大きな大型の混
練装置が備えられるようになってきている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前述の従来のバッチャ
ープラントでは、限定された敷地のコンクリート工場の
中において、設置されるプラントを大きくしたり、プラ
ント台数を多くしたりする必要があるために、設置スペ
ースが大きくなるという問題点がある。また、コンクリ
ートの種類によっては、長時間の混練時間を必要とする
ためにコンクリートの生産量が極端に減少するという問
題点もある。さらに、コンクリートのコンシステンシ
（スランプ）を予測しようとする場合に、混練部から正
確に検出する方法が確立されていないという問題点があ
る。

【０００５】本発明は、このような問題点を考慮してな
されたもので、小さな設置スペースに設置されて多種類
のコンクリート等の混練物の製造に対応することのでき
るバッチャープラントを提供することを課題とする。本
発明は特願平６ー３２６０２８号の混練方法及び混練装
置を用いたものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するた
めに本発明に係るバッチャープラントは、次のような手
段を採用する。

【０００７】すなわち、請求項１のバッチャープラント
では、各材料を貯留する貯留部と各材料をバッチごとに
計量する計量部と供給された材料を混練する混練部とが
備えられ、混練部は、材料が収容される混練容器の中心
に垂設されて回転する内側攪拌手段と、同混練容器の内
壁沿いに垂設されて内側攪拌手段と逆方向に回転する外
側攪拌手段とが備えられ、内側攪拌手段は材料を混練容
器の外側に流動させるスクリュからなり、外側攪拌手段
は材料を混練容器の内側に流動させる旋回部材から構成
されたことを特徴とする。

【０００８】また、請求項２では、請求項１のバッチャ
ープラントにおいて、貯留部，計量部を混練部の上方に
配置され、混練容器の上部に材料の供給口が設けられ、
同混練容器の内側攪拌手段，外側攪拌手段の回転軸の延
長下部分に製造された混練物の排出口が設けられたこと
を特徴とする。

【０００９】請求項３では、 請求項１または２のバッ
チャープラントにおいて、計量部から供給される材料を
混練部へ投入するシュートが混練容器の中心に垂設され
たスクリュの回転方向へ流入するように構成されたこと
を特徴とする。

【００１０】請求項４では、各材料を貯留する貯留部
と、各材料をバッチごとに計量して混練部に供給する計
量部と、供給された材料を混練する混練部とが備えられ
てなるバッチャープラントにおいて、混練部は、材料が
収容される混練容器の中心に垂設される内側攪拌手段と
してのスクリュと、同混練容器の内壁沿いに垂設されて
スクリュと逆方向に回転する外側攪拌手段とを備え、前
記攪拌手段のうちすくなくとも内側攪拌手段の駆動軸の
トルクまたは駆動動力を検出して混練物のコンシステン
シを制御する計量制御部とが備えられていることを特徴
とする。

【００１１】

【作用】前述の手段によると、請求項１では、混練容器
内において、混練装置の内側攪拌手段と外側攪拌手段と
の逆回転によって、材料は互いに反対方向から流動して
強力な分散作用および剪断作用を受ける。特に、内側攪
拌手段と外側攪拌手段との間では、材料の衝突によって
高圧部が発生するので、前述の分散作用および剪断作用
が加圧状態下でより一層強力に行われる。また、内側攪
拌手段としてのスクリュと外側攪拌手段としての旋回部
材との間では、筒状に高圧部が発生すると同時にスクリ
ュによる材料の循環が行われるので、材料は停滞するこ
となく極めて短時間に均質に混練される。このためにコ
ンクリートを製造する場合には、普通コンクリートに加
えて、粉体量の多い高強度コンクリート、高流動コンク
リート等の高品質のコンクリートが短時間で製造され
る。また、スクリュによって繊維が絡んだり強度の弱い
軽量骨材を破壊することがないので、繊維補強コンクリ
ートや軽量コンクリート等を含めた他種類のコンクリー
トが製造される。

【００１２】請求項２では、請求項１の作用において、
材料が上方から混練部に落下供給され、混練された材料
が混練部の中心に集中して短時間で排出される。

【００１３】請求項３では、請求項１，２の作用におい
て、材料が内側攪拌手段であるスクリュの回転方向に向
かって投入されるので、材料がスムーズにスクリュの羽
根の間に流入される。

【００１４】請求項４では、混練物のコンシステンシは
内側攪拌手段の混練安定時（混練物の排出直前）におけ
る回転トルクまたは駆動動力として表れるが、特に内側
攪拌手段の駆動動力が混練物のコンシステンシに対して
極めて敏感に関知するので、これを検出してコンシステ
ンシの制御及び管理が精度よく行われる。なお、内側攪
拌手段のほかに外側攪拌手段の回転トルクあるいは駆動
動力の和を検出してもよい。

【００１５】

【実施例】以下、本発明に係るバッチャープラントの一
実施例としてコンクリートバッチャープラントを図面に
基いて説明する。

【００１６】この実施例は、貯留部１，計量部２，混練
部３，コンクリートホッパ４が縦型に配置されてなる。

【００１７】貯留部１は、コンクリートを製造するため
の各材料を貯留するもので、水を貯留する水タンク１１
と、セメントを貯留するセメント貯蔵ビン１２と、骨材
である砂を貯留する砂貯蔵ビン１３と、砂利を貯留する
砂利貯留ビン１４とから構成できる。この貯留部１の各
部には、コンベア，パイプ等の供給機構５が接続されて
いる。なお、砂貯蔵ビン１３には、製造されるコンクリ
ートの品質に影響を与える砂の表面水量を測定するため
の水分検出端６が取付されている。この水分検出端６に
接続された水分計７の検出情報は、ＣＰＵ８を介して計
量制御装置９に伝送され、計量制御装置９による計量部
２の制御情報となる。

【００１８】計量部２は、計量制御装置９の制御により
ロードセル等を利用して前記各材料を１バッチごとに設
定量を計量した後に混練部３に供給するもので、水を計
量する水計量機２１と、セメントを計量するセメント計
量機２２と、砂を計量する砂計量機２３と、砂利を計量
する砂利計量機２４と、混和剤を計量する混和剤計量機
２５とからなる。なお、混和剤は図示されていない混和
剤貯蔵タンクよりポンプにより直接混和剤計量機２５に
送られて計量される。

【００１９】混練部３は、供給された材料を混練するも
ので、材料を一定時間混練する混練装置３１と、混練装
置３１で混練製造されたコンクリートを排出するゲート
３２とからなる。混練装置３１は、混練容器３３，内側
攪拌手段３４，外側攪拌手段３５からなる。

【００２０】混練容器３３は、ほぼ円筒形の上半部３３
１と、上半部３３１の上端部を閉塞する蓋体３３２と、
逆円錐台筒形の下半部３３３と、下半部３３３の下端部
フランジ３２１とからなる。この蓋体３３２には、内側
攪拌手段３４，外側攪拌手段３５の回転軸３４１，３５
１を配設するための図示しない軸受が設けられるととも
に、計量部２から材料が投入供給される供給口３３５が
開口されており、計量された材料を混練容器３３に投入
する材料投入シュート３３６と連結されている。材料投
入シュート３３６は、材料が案内されて混練容器３３に
投入される際に内側攪拌手段３４の回転方向に向かって
投入されるように構成する。場合によっては、これらの
原料計量機２１〜２４あるいは原料貯蔵ビン１１〜１４
の配置がこれに合わせて配列されることが望ましい。ま
た、混練容器３３の底部のフランジ３２１には混練され
たコンクリートが排出される排出口３２２が開口されて
いる。

【００２１】内側攪拌手段３４は、電動モータ等の駆動
部３６と、混練容器３３の中心に垂設され駆動部３６に
よって回転駆動される回転軸３４１と、回転軸３４１に
固定された螺旋ブレード形のスクリュ３４２とからな
る。

【００２２】外側攪拌手段３５は、電動モータ等の駆動
部３６１と、内側攪拌手段３４の回転軸３４１に同軸に
外装され駆動部３６１によって回転駆動される回転軸３
５１と、回転軸３５１に固定され水平方向に延びたアー
ム３５２と、アーム３５２の両端部に固定され混練容器
３３の内壁に沿って垂設された支持柱３５３と、支持柱
３５３に固定され混練容器３３の内壁と僅かな隙間を保
持した下向きの湾曲片形の旋回部材３５４と、アーム３
５２の中途部に固定され混練容器３３の内壁から少し中
心寄りに垂設された細長板形の整流板３５５とからな
る。なお、この駆動部３６１は、内側攪拌手段３４の回
転と反対に回転するように設定されている。また、整流
板３５５は設置されない場合もある。

【００２３】混練部３のゲート３２は、外側攪拌手段３
４と内側攪拌手段３５の回転軸中心線の延長下部分に設
けられ、混練容器３３の排出口３２２を開閉して混練容
器３３の内部からのコンクリートを排出する。なお、こ
のゲート３２は、下部フランジ３２１を一方の密閉面と
して手動またはエアーシリンダ３２３の動力によって開
閉される。

【００２４】コンクリートホッパ４は、混練容器３３の
直下に配置され、混練容器３３の排出口３２２から排出
されたコンクリートを一旦貯蔵する。なお、このコンク
リートホッパ４の下方には、コンクリートミキサ車等の
運搬車が出入りするようになっている。

【００２５】この実施例によると、コンクリートを製造
するための各材料は、供給機構５から貯留部１に供給貯
留され、計量部２で１バッチごとにそれぞれ計量されて
混練部３に供給されることになる。

【００２６】混練部３に供給された材料は、混練装置３
１の混練容器３３の内部で内側攪拌手段３４と外側攪拌
手段３５とにより混練される。即ち、内側攪拌手段３４
は、スクリュ３４２の形状から材料を上方，外側に推進
流動させ、外側攪拌手段３５は、旋回部材３５４の形状
から材料を下方，内側に推進流動させる。従って、両方
向への材料の推進流動の境目において、高圧部が形成さ
れ強い捩力，剪断力，加圧力等が形成されることにな
る。なお、外側攪拌手段３５の整流板３５５は、両方向
への材料の推進流動の乱流を防止して高圧部の形成を助
勢する。また、両方向への材料の推進流動は、混練容器
内での材料の対流により３次元的に混練し、混練容器３
３の内部での材料の停滞部の形成を阻止する。

【００２７】この結果、混練装置３１の混練容器３３の
内部で材料は極めて短時間で均質に混練されることにな
る。また、混和剤として起泡剤を混入したところ、微小
径の独立気泡が均等に分散混入した高品質の起泡コンク
リートが得られた。また、補強短繊維を混入させたとこ
ろ、補強短繊維が均等に分散混入した高品質の繊維強化
コンクリートが得られた。

【００２８】混練製造されたコンクリートは、ゲート３
２が開放され混練装置３１の混練容器３３の排出口３２
２から排出される。このとき、混練装置３１の外側攪拌
手段３５の旋回部材３５４は、混練装置３１の混練容器
３３の内壁に対してスクレーパのように機能して混練容
器３３の内壁部のコンクリートを掻き落とし、混練容器
３３の中心にコンクリートを集中させる。従って、混練
装置３１の混練容器３３の排出口３２２からのコンクリ
ートの排出は、極めて円滑，迅速に行うことができ、従
来のパン型強制攪拌ミキサが浅いパン形混練容器である
ために排出に約２０秒程度と時間を要しており、強制２
軸攪拌ミキサが軸方向に沿って底板が両側へと縦長に大
きく開放するために排出時間が比較的短いものの別に飛
散防止板を必要としていたことに比較すれば著しく有利
である。

【００２９】なお、混練装置３１の混練容器３３の定格
容量が１００リットルの実験機と従来広く使用されてい
る同一定格容量の強制２軸攪拌ミキサを使用して各種コ
ンクリートの混練試験を行った。その結果、本実施例に
おける混練装置３１は、すべてのコンクリート製造にお
いて、強制２軸攪拌ミキサに対し短時間でしかも均質で
良好なコンクリートが得られた。これに基づいてバッチ
ャープラントでＪＩＳ１８０ー１８ー２０配合普通コン
クリートを製造する場合に、本実施例の混練装置３１を
使用すると、図６に示すように、１バッチを混練２９
秒，排出８秒，切替時間３秒の４０秒サイクルで稼働す
ることができた。これに対して、同様に従来広く使用さ
れている強制２軸攪拌ミキサを使用したところ、図７に
示すように、１バッチを混練４２秒，排出１０秒，切替
時間３秒の５５秒サイクルでの稼働となった。

【００３０】また、高強度コンクリート（設計基準強度
７００ｋｇｆ／ｃｍ2 ，水結合材比２５％，単位水量１
６５ｋｇ／ｍ3 ，高性能減水剤使用）の製造では、本実
施例の１バッチが９０〜１２０秒に対して、強制２軸攪
拌ミキサは１バッチが１５０〜１８０秒となった。

【００３１】また、繊維強化コンクリート（スラグ微粉
末／セメント＋スラグ微粉末＝３０％，水結合材比３０
〜３５％，短繊維混入率（モルタル容積）１％，人工軽
量骨材使用）の製造では、本実施例の１バッチが３６０
秒に対して、強制２軸攪拌ミキサは１バッチが７２０秒
となった。

【００３２】また、混練装置３１の混練容器３３の定格
容量が１０００リットルのものは、設置スペースが２０
００ｍｍ×２０００ｍｍであった。これに対して、強制
２軸攪拌ミキサは２０００ｍｍ×３０００ｍｍ、オムニ
ミキサは３０００ｍｍ×３６００ｍｍであった。

【００３３】さらに、前述のとおり定格容量１００リッ
トルの本実施例に係る混練装置３１と強制２軸攪拌ミキ
サを用いて、各コンシステンシの普通コンクリート７０
リットルを混練した。強制２軸攪拌ミキサは回転数６０
ｒｐｍとしたのに対して本実施例の混練装置３１はスク
リュ３４の回転数３００ｒｐｍで外側の旋回部材３５４
の回転数３０ｒｐｍの場合、コンクリートの混練が安定
した状態（コンクリート排出直前）でのそれぞれの混練
装置の駆動電動機３６の出力電力値は、図８に示すよう
に内側攪拌手段３４の駆動負荷が強制２軸攪拌ミキサの
羽根に対してコンシステンシの変化に敏感に変動した。

【００３４】以上、図示した実施例の外に、混練装置３
１の内側攪拌手段３４，外側攪拌手段３５の各部の形状
を他の異なる螺旋形等の形状とした実施例とすることも
可能である。また、コンクリートバッッチャープラント
を図示説明したが、これに限定する趣旨ではなく、他の
各材料の混練にも実施可能である。

【００３５】

【発明の効果】以上のように本発明に係るバッチャープ
ラントは、各請求項共通として、混練部が多種類を混練
する機能を備えているため、１台の混練部で多種類の混
練物を混練製造することができる効果がある。

【００３６】各請求項共通として、混練部が短時間で均
質に混練する機能を備えているため、単位時間当たりの
生産量が同一であれば大型の混練部の設置が不必要とな
り、設置スペースが小さくなる効果がある。しかも、混
練部で材料が３次元的に混練され材料の滞留が阻止され
るため、材料がより短時間で均質に混練される効果があ
る。

【００３７】また、請求項２のみとして、混練製造され
た混練物が混練部から集中排出されるため、受口を大き
くする必要がなくしかも混練物の排出時間が数秒と著し
く短くなる効果がある。

【００３８】また、請求項３のみとして、材料の投入シ
ュートを構成することにより、材料をスムーズに内側攪
拌手段の中に流入させることができ、材料の流動が速や
かに行われるとともに骨材の衝撃等による攪拌手段への
磨耗や損傷を可能な限り軽減することができる。

【００３９】さらに、請求項４のみとして、内側攪拌手
段の駆動軸の回転トルクあるいは駆動動力を測定するこ
とにより、混練物のコンシステンシの正確な推定をおこ
なうことができる。これらの測定値あるいはこれらの測
定値と骨材等の表面水率を測定する水分計と連動してコ
ンクリートのコンシステンシを一定になるように混練水
量を制御する場合にもより精度の高い制御が可能となっ
た。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るバッチャープラントの実施例を示
すコンクリート材料の流れの系統図である。

【図２】図１の要部（混練部）の拡大斜視図である。

【図３】図２の作用状態を示す縦断面図である。

【図４】図３の横断面図である。

【図５】材料投入シュートの配置図である。

【図６】本発明に係るバッチャープラントの実施例のＪ
ＩＳ１８０ー１８ー２０の普通コンクリート製造時の稼
働タイムサイクル表である。

【図７】図６に対応した従来例の稼働タイムサイクル表
である。

【図８】混練安定時における出力電力値のグラフであ
る。

【符号の説明】

１ 貯留部 ２ 計量部 ３ 混練部 ５ 供給機構 ７ 水分計 ９ 計量制御装置 ３１ 混練装置 ３２ ゲート ３３ 混練容器 ３４ 内側攪拌手段 ３５ 外側攪拌手段 ３２２ 排出口 ３３６ 材料投入シュート ３４２ スクリュ ３５４ 旋回部材

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成８年４月３０日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図６

【補正方法】変更

【補正内容】

【図６】本発明に係るバッチャープラントの実施例のＪ
ＩＳ１８０−１８−２０普通コンクリート製造時の稼働
タイムサイクル図表である。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図７

【補正方法】変更

【補正内容】

【図７】図６に対応した従来例の稼働タイムサイクル図
表である。

フロントページの続き (72)発明者 井上 隆夫 東京都港区元赤坂一丁目２番７号 鹿島建 設株式会社内 (72)発明者 斉藤 実 東京都港区元赤坂一丁目２番７号 鹿島建 設株式会社内 (72)発明者 佐藤 絋三郎 東京都港区元赤坂一丁目２番７号 鹿島建 設株式会社内 (72)発明者 金澤 浩 東京都千代田区大手町一丁目６番１号 大 平洋機工株式会社内 (72)発明者 大谷 雄三 千葉県習志野市東習志野七丁目５番２号 大平洋機工株式会社内 (72)発明者 三尾 興平 東京都港区元赤坂一丁目１番５号富士陰ビ ル カジマメカトロエンジニアリング株式 会社内 (72)発明者 吉田 茂 東京都港区元赤坂一丁目１番５号富士陰ビ ル カジマメカトロエンジニアリング株式 会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 各材料を貯留する貯留部と、各材料をバ
   ッチごとに計量して混練部に供給する計量部と、供給さ
   れた材料を混練する混練部とが備えられてなるバッチャ
   ープラントにおいて、混練部は、材料が収容される混練
   容器の中心に垂設されて回転する内側攪拌手段と、同混
   練容器の内壁沿いに垂設されて内側攪拌手段と逆方向に
   回転する外側攪拌手段とが備えられ、内側攪拌手段は材
   料を混練容器の外側に流動させるスクリュからなり、外
   側攪拌手段は材料を混練容器の内側に流動させる旋回部
   材から構成されたことを特徴とするバッチャープラン
   ト。
2. 【請求項２】 請求項１のバッチャープラントにおい
   て、貯留部，計量部が混練部の上方に配置され、混練容
   器の上部に材料の供給口が設けられ、同混練容器の内側
   攪拌手段，外側攪拌手段の回転軸の延長下部分に製造さ
   れた混練物の排出口が設けられたことを特徴とするバッ
   チャープラント。
3. 【請求項３】 請求項１または２のバッチャープラント
   において、計量部から供給される材料を混練部へ投入す
   るシュートが混練容器の中心に垂設されたスクリュの回
   転方向へ流入するように構成されたことを特徴とするバ
   ッチャープラント。
4. 【請求項４】 各材料を貯留する貯留部と、各材料をバ
   ッチごとに計量して混練部に供給する計量部と、供給さ
   れた材料を混練する混練部とが備えられてなるバッチャ
   ープラントにおいて、混練部は、材料が収容される混練
   容器の中心に垂設される内側攪拌手段としてのスクリュ
   と、同混練容器の内壁沿いに垂設されてスクリュと逆方
   向に回転する外側攪拌手段とを備え、前記攪拌手段のう
   ち少なくとも内側攪拌手段の駆動軸のトルクまたは駆動
   動力を検出して混練物のコンシステンシを制御する計量
   制御部とが備えられていることを特徴とするバッチャー
   プラント。