JPH10278030A - 粘性材へ軽量粒状物を混入するノズル装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 例えば浚渫土やモルタル材のような粘性材に
比重の小さな粒状物を短時間に且つ連続的に混入させ、
大量の軽量粘性材を製造することができる粘性材へ軽量
粒状物を混入するノズル装置を提供すること。 【解決手段】 流動する粘性材中に比重の小さな粒状物
を放出して混入させるノズル装置３０であって、このノ
ズル装置が、比重の小さな粒状物を連続的に供給する軽
量粒状物供給装置に一端が接続され、内部に１つの通路
３１ａが形成された通路体３１と、この通路体３１の他
端を構成すると共に粘性材中に埋没され、通路３１ａを
隔壁３３ａ、３３ｂで仕切って複数の個別通路３４〜３
６を形成した放出ノズル部３２とから構成され、各個別
通路が放出ノズル部３２の下端でそれぞれ独立するよう
に細管として分岐され、且つ分岐独立した細管３４ａ、
３５ａ、３６ａの最下端において全体が錐状に広がる方
向へ向かうように屈曲されてその各開口３４ｂ、３５
ｂ、３６ｂを広範囲に指向させていることを特徴とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は粘性材へ軽量粒状物
を混入するノズル装置に関し、更に詳細には例えば発泡
スチロール製のビーズを浚渫土或いはモルタル材のよう
な粘性材に混入させるためのノズル装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、発泡スチロール製のビーズを浚渫
土のような粘性材に混入させる専用の装置は存在してい
ない。発泡スチロール製のビーズをモルタル材に混入し
た軽量コンクリートは既に知られているが、このような
コンクリートで所定の製品を製造する場合には、従来周
知の例えば２軸ミキサー等にモルタル材を入れ、その中
に所定量の発泡スチロール製ビーズを投入して撹拌混合
することにより混ぜ合わせ、それを型枠の中に充填して
形成していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
２軸ミキサーにモルタル材を入れ、その上から所定量の
発泡スチロール製ビーズを投入して撹拌しても、発泡ス
チロール製ビーズがモルタル材の中に均等に混入するに
は相当の時間を掛けて撹拌しなければ混じり合わない。
これは、発泡スチロール製ビーズがモルタル材に比較し
てその比重が著しく小さいため、モルタル材の上部に浮
き上がってしまうためである。従って、大量にこの種の
軽量コンクリートを製造するには、このような２軸ミキ
サーの使用は不適当である。

【０００４】しかも、２軸ミキサーは、モルタル材と発
泡スチロール製ビーズとを所定量づつ撹拌混合する、所
謂バッチ処理であるため、この点でも大量にこの種の軽
量コンクリートを製造するには不適当であった。

【０００５】本発明の目的は、かかる従来の問題点を解
決するためになされたもので、例えば浚渫土やモルタル
材のような粘性材に比重の小さな粒状物を短時間に且つ
連続的に混入分散させ、大量の軽量粘性材を製造するこ
とのできる粘性材へ軽量粒状物を混入するノズル装置を
提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は粘性材へ軽量粒
状物を混入するノズル装置であり、前述した技術的課題
を達成するために以下のように構成されている。すなわ
ち、本発明は、流動する粘性材中に比重の小さな粒状物
を放出して混入させるノズル装置であって、前記ノズル
装置が比重の小さな粒状物を連続的に供給する軽量粒状
物供給装置に一端が接続され、内部に１つの通路が形成
された通路体と、この通路体の他端を構成すると共に前
記粘性材中に埋没され、前記通路を隔壁で仕切って複数
の個別通路を形成した放出ノズル部とから構成され、前
記各個別通路が前記通路体の下端近傍でそれぞれ独立す
るように細管として分岐され、且つ分岐独立した細管の
最下端において全体が錐状に広がる方向へ向かうように
屈曲されてその各開口を広範囲に指向させていることを
特徴とする。

【０００７】＜本発明における具体的構成＞本発明の粘
性材へ軽量粒状物を混入するノズル装置は、前述した必
須の構成要素からなるが、その構成要素が具体的に以下
のような場合であっても成立する。その具体的構成要素
とは、前記通路体内の前記通路が横断面四角形であり、
且つ前記各細管の前記個別通路が前記通路体内の前記通
路とほぼ同じ幅に形成されるべく複数の前記隔壁で形成
された横断面四角形であることを特徴とする。

【０００８】また、前述した本発明に係る粘性材へ軽量
粒状物を混入するノズル装置において、前記各細管が多
数の円筒状であり、これら円筒状の各細管における最下
端が全体的に錐状に広がる方向へ向かうように屈曲され
てその各開口を広範囲に指向させるようにすることも好
ましい。

【０００９】更に、本発明に係る粘性材へ軽量粒状物を
混入するノズル装置では、比重の小さな粒状物として直
径約１〜５ｍｍの発泡スチロール製ビーズを用い、前記
粘性材として水底から浚渫した浚渫土若しくはモルタル
材を用い、発泡スチロール製ビーズ入りの軽量浚渫土若
しくは発泡スチロール製ビーズ入りの軽量モルタル材を
製造するのに好適である。

【００１０】このような本発明に係る粘性材へ軽量粒状
物を混入するノズル装置によると、通路体の下端を構成
している放出ノズル部が流動している粘性材中に埋没さ
れると共にその下端が複数の細管で構成され、しかもこ
れら細管の最下端において全体が円錐状に広がる方向へ
向かうように屈曲されてその各開口を広範囲に指向させ
ていることから、軽量粒状物供給装置から連続的に軽量
粒状物送り用の通路体に供給される比重の小さな粒状物
は、この放出ノズル部から粘性材中に順次拡散しながら
押し出される。

【００１１】このように、軽量粒状物は通路体の放出ノ
ズル部から粘性材中に押し出されるため、放出ノズル部
から出た軽量粒状物表面には直ちに粘性物が付着して、
その浮き上がりが防止される。すなわち、軽量粒状物は
通路体の放出ノズル部から粘性材の動きに伴ってあたか
も引きずり出されるように強制的に分散放出されるた
め、その時の各軽量粒状物と粘性材との接触圧が大き
く、その結果軽量粒状物表面への粘性材の付着力が高ま
って効果的に粘性物中に混入する。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る粘性材へ軽量
粒状物を混入するノズル装置を図に示される実施形態に
ついて更に詳細に説明する。図１は本発明の一実施形態
に係る粘性材へ軽量粒状物を混入するノズル装置（以
下、ノズル装置と称する）３０を示す部分的な斜視図、
図２は図１に示されるノズル装置３０を備える粘性物へ
の軽量粒状物の混入装置（以下、混入装置と称する）１
０を示す正面図、図３は図１に示される混入装置１０を
部分的に破断して示す左側面図、図４は図１に示される
混入装置１０の主要部を示す部分的な断面図、図５は図
１に示される混入装置１０を構成するギヤボックスを示
す断面図である。である。

【００１３】最初に、粘性物への軽量粒状物の混入装置
１０について図２〜図５を参照して説明する。この混入
装置１０は、粘性材を収容し、下端に排出用の開口部１
２が形成されたホッパー１１を備えている。このホッパ
ー１１は、横断面形状が四角形を呈し、相対向する一対
の側壁１１ａ、１１ｂが下端に向かってその間隔を漸次
狭めるような構成とされている。

【００１４】従って、その下端に形成されている排出用
の開口部１２は、細長い四角形状とされている。このホ
ッパー１１の外側において排出用の開口部１２の下方に
は、この開口部１２を挟むようにその長手方向に沿って
一対の抽出ローラ１３ａ、１３ｂが配置されている。

【００１５】この一対の抽出ローラ１３ａ、１３ｂは、
その中心回転軸が図２に示されるようにホッパー１１に
おける相対向する他の一対の側壁１１ｃ、１１ｄにそれ
ぞれ取り付けられた軸受手段１４、１５により軸受され
て支持されている。これらの軸受手段１４、１５は相互
に横方向にスライド可能で、その結果一対の抽出ローラ
１３ａ、１３ｂが離隔接近され、その間隔幅即ち実質的
な粘性材の抽出幅を調整することができる。

【００１６】各抽出ローラ１３ａ、１３ｂにおける中心
回転軸の一端は、これを支持している軸受手段１４、１
５から外側に突出し、その各突出端にはスプロケット１
６が取り付けられている。他方、このスプロケット１６
のほぼ直上における架台１７には図５に示されるように
ギヤボックス１８が設置されている。

【００１７】このギヤボックス１８内には、それぞれ両
端が軸受された平行な２軸１９、２０が配置されてい
る。このギヤボックス１８内の２軸１９、２０には、そ
れぞれスプロケット２１、２２が設けられていると共に
相互に噛み合う歯車２３、２４も取り付けられている。

【００１８】抽出ローラ１３ａの中心回転軸に取り付け
られたスプロケット１６とギヤボックス１８内の軸１９
におけるスプロケット２１とには、チェーン２５が掛け
られ、同様に抽出ローラ１３ｂの中心回転軸に取り付け
られたスプロケット１６とギヤボックス１８内の軸２０
におけるスプロケット２２とにも、チェーン２５が掛け
られている。ギヤボックス１８内の２軸の一方２０は、
架台１７に設置された電動モータ２６の駆動軸２６ａに
継手２７を介して連結されている。

【００１９】これにより、電動モータ２６が駆動される
と、この駆動軸２６ａに連結されたギヤボックス１８内
の軸１９が回転され、この軸１９の回転は歯車２３、２
４を介して他の軸２０に伝達される。従って、ギヤボッ
クス１８内の２軸１９、２０は相反する方向に回転す
る。

【００２０】そして、この回転がそのままチェーン２５
を介して一対の抽出ローラ１３ａ、１３ｂに伝達され
る。その際、電動モータ２６は、一対の抽出ローラ１３
ａ、１３ｂがホッパー１１の下端開口部から粘性材を外
に引き出すような相反する方向への回転即ち図４におい
て矢印２８で示される方向への回転となるように駆動さ
れる。

【００２１】ところで、粘性材が収容されるホッパー１
１内には、ノズル装置３０が当該ホッパー１１の上部か
ら吊り下げられるように支持されている。このノズル装
置３０は、軽量粒状物送り用の通路体３１を備え、この
通路体３１は、図３及び図４から明らかなように、横幅
がホッパー１１の幅（側壁１１ｃ、１１ｄの間隔）より
も幾分小さい幅で、厚みがホッパー１１の開口部１２に
おける短辺側寸法より小さい横断面長方形状を呈してい
る。

【００２２】この通路体３１は、図１に示されるように
角形の筒状体であり、従ってその内部空間が粒状体の通
路３１ａとして機能する。この通路体３１の下端は、放
出ノズル部３２を構成している。この放出ノズル部３２
は、１つの通路３１ａが２つの隔壁３３ａ、３３ｂによ
り３つの個別通路３４、３５、３６に分割されている。

【００２３】これら各個別通路３４〜３６は、通路体３
１の下端近傍でそれぞれ独立するように３つの細管とし
て分岐され、且つこれら独立した両側の細管３４ａ、３
６ａはその最下端において厚み方向外側に屈曲してその
開口３４ｂ、３６ｂを外方に指向している。中間部に位
置する独立した細管３５ａは、そのまま下方へ伸長して
いるが、最下端ではその両端部が幅方向外方で且つ幾分
上方へ広がるように形成されている。

【００２４】この独立した細管３５ａの最下端は、丁
度、琵琶、三味線などを弾き鳴らす撥（ばち）の末のよ
うな形状に形成されている。従って、この独立した分岐
通路体３５ａの開口３５ｂは真っ直ぐ下方向へ指向する
と共にその両端部は幅方向外方へも指向している。この
ような構成の通路体３１は、放出ノズル部３２の最下端
が、図４からも明らかなように前述したホッパー１１の
下端における開口部１２付近にほぼ位置するように設置
される。

【００２５】このような通路体３１の上端部は、比重の
小さな粒状物を連続的に供給する軽量粒状物供給装置４
０の導出側端部４１ｂとパイプ３７で連通接続されてい
る。この軽量粒状物供給装置４０は、スクリューフィー
ダ装置で構成され、円筒状の筐体４１内に送りスクリュ
ー４２が回転可能に配置されている。この筐体４１の一
端即ち導入側端部４１ａの上方には軽量粒状物を収容す
るホッパー４３が設置され、この筐体４１の導入側端部
４１ａに当該ホッパー４３の下端の開口部が連通されて
いる。

【００２６】このスクリューフィーダ装置４０の送りス
クリュー４２の中心軸の一端は、筐体４１の一方の端板
から突出し、その突出した中心軸の端部にはスプロケッ
ト（図示せず）が取り付けられている。架台１７にはス
クリューフィーダ装置用の電動モータ４４が据え付けら
れ、その駆動軸にはスプロケット（図示せず）が取り付
けられ、これら２つのスプロケットにチェーンが掛けら
れている。これによりスクリューフィーダ４０の送りス
クリュー４２は電動モータ４４により回転される。

【００２７】次に、この実施形態に係る粘性材へ軽量粒
状物を混入するノズル装置３０の動作を、混入装置１０
の動作と共に説明する。今、粘性材として川、或いは海
底から浚渫した浚渫土に直径が約２ｍｍの発泡スチロー
ル製ビーズ（以下、単に「ビーズ」と称する）を連続的
に混入させる場合について説明する。従って、この実施
形態における粘性材への軽量粒状物の混入装置１０で
は、ホッパー１１内に浚渫土が予め収容され、且つ断続
的に補充されるものとする。

【００２８】スクリューフィーダ装置４０で強制的に送
り出された大量のビーズはパイプ３７を通って通路体３
１内に導入される。この通路体３１の通路３１ａに送り
込まれた多数のビーズは、下端の放出ノズル部３２にお
いて各個別通路３４、３５、３６に分かれて入る。この
放出ノズル部３２は、ホッパー１１内に位置決めされて
いるため、浚渫土に埋没している。

【００２９】そのため、連続的に通路体３１に供給され
るビーズは、この放出ノズル部３２における独立した各
細管３４ａ、３５ａ、３６ａの各開口３４ｂ、３５ｂ、
３６ｂから浚渫土中に順次押し出される。この時、ホッ
パー１１内の浚渫土は、一対の抽出ローラ１３ａ、１３
ｂの回転により開口部１２から排出されるため、ホッパ
ー１１内での浚渫土の下方向への動きによりビーズは各
開口３４ｂ、３５ｂ、３６ｂから順次浚渫土中に混入さ
れる。

【００３０】放出ノズル部３２から出たビーズは、この
ように下方へ移動する浚渫土中に埋入されることから、
ビーズの表面には直ちに浚渫土が付着して、その浮き上
がりが防止される。すなわち、ビーズは通路体３１の放
出ノズル部３２から浚渫土を押し分けるように強制的に
放出されるため、その時の各ビーズと浚渫土との接触圧
が大きく、その結果ビーズ表面への浚渫土の付着力が高
まって効果的に浚渫土中に混入する。

【００３１】なお、ホッパー１１内で浚渫土が下端の開
口部１２へ向かって移動する時、通路体３１の放出ノズ
ル部３２付近で圧縮されてその動きが停止しないように
図３及び図４に示されるように邪魔棒２９が放出ノズル
部３２の両側に且つこれに沿って伸長するようにホッパ
ー内に取り付けられている。

【００３２】ビーズが混入された浚渫土は、ホッパー下
端の開口部１２から一対の抽出ローラ１３ａ、１３ｂの
回転に伴って抽出される。このようにホッパー１１から
抽出されたビーズ入り浚渫土は、その後更に適当な混練
機で撹拌され、浚渫土中に混入した軽量粒状物の均一な
分散が図られる。ホッパー１１から抽出されるビーズ入
り浚渫土の量を変化させる時には、一対の抽出ローラ１
３ａ、１３ｂの間隔を変え、これによりホッパー下端の
開口部１２の実質的な開放幅を調整する。

【００３３】浚渫土中へのビーズの混入量は、軽量粒状
物供給装置即ちこの実施形態ではスクリューフィーダ装
置４０における送りスクリュー４２の回転速度を変える
ことにより調整できる。すなわち、送りスクリュー４２
の回転速度を変えると、通路体３１の放出ノズル３２か
ら放出するビーズの単位時間当たりの放出量が変化し、
これにより浚渫土中への単位体積当たりのビーズ混入量
が調整できる。

【００３４】この実施形態で使用した発泡スチロール製
ビーズは、その直径が約２ｍｍであったが、この大きさ
は特に問題とならない。しかし、この発明は比重の小さ
な粒状物を浚渫土やモルタル等の粘性材に効果的に混入
させるものであることから、一般的にはビーズの直径は
約１〜５ｍｍが適当である。

【００３５】そして、このビーズをホッパー内に供給す
る通路体３１の放出ノズル部３２における個別通路３４
〜３６やそれらの開口３４ｂ〜３６ｂの大きさは供給す
るビーズが詰まらないような適正な寸法で形成されてい
る。なお、この実施形態では浚渫度やモルタルのような
粘性材に発泡スチロール製のビーズを混入させる場合に
ついて説明したが、発泡スチロール以外の材料からなる
比重の小さな粒状物についても同様に粘性材中に効果的
に混入することができることは言うまでもない。

【００３６】このようにして浚渫土やモルタルに連続的
に比重の小さな粒状物を混入することができることにな
れば、例えば軽量コンクリートの大量生産が可能とな
り、また海底の所定位置に埋戻土を充填する際に沈下を
防ぐために海水とほぼ同じ比重の埋戻材として好適な軽
量浚渫土を短時間に大量に生産することができる。

【００３７】図６は本発明の他の実施形態に係る粘性材
へ軽量粒状物を混入するノズル装置５０を示している。
このノズル装置５０も、前述した通路体３１と同様な軽
量粒状物送り用の通路体５１を備えている。この通路体
５１も筒状体であり、従ってその内部空間が粒状体の通
路５１ａとして機能する。この通路体５１の下端は、放
出ノズル部５２を構成している。この放出ノズル部５２
は、１つの通路５１ａが隔壁体５３により多数の断面ほ
ぼ円形状の個別通路５４に分割されている。

【００３８】これら各個別通路５４は、通路体５１の下
端近傍でそれぞれ独立するように円筒状をした多数の細
管として分岐され、且つこれら独立した細管５５はその
最下端において全体的に錐状に広がる方向へ向かうよう
に屈曲されてその各開口５６を広範囲に指向させるよう
にされている。この通路体５１の上端部が比重の小さな
粒状物を連続的に供給する軽量粒状物供給装置４０の導
出側端部４１ｂとパイプ３７で連通接続されることは、
前述した実施形態の場合と同じである。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る粘性
材へ軽量粒状物を混入するノズル装置によれば、浚渫土
やモルタル材のような粘性材に比重の小さな粒状物を短
時間に且つ連続的に混入させ、大量の軽量粘性材を製造
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る粘性材へ軽量粒状物
を混入するノズル装置を部分的に示す斜視図である。

【図２】図１に示されるノズル装置を備える粘性材への
軽量粒状物の混入装置を示す正面図である。

【図３】図２に示される粘性材への軽量粒状物の混入装
置を部分的に破断して示す左側面図である。

【図４】図２に示される粘性材への軽量粒状物の混入装
置の主要部を示す部分的な断面図である。

【図５】図２に示される粘性材への軽量粒状物の混入装
置における抽出ローラ駆動用のギヤボックス内部を示す
断面図である。

【図６】本発明の他の実施形態に係る粘性材へ軽量粒状
物を混入するノズル装置を断片的に示す図１と同様な斜
視図である。

【符号の説明】

１０ 粘性材への軽量粒状物の混入装置 １１ ホッパー １２ 開口部 １３ａ 抽出ローラ １３ｂ 抽出ローラ １６ スプロケット １７ 架台 １８ ギヤボックス ２５ チェーン ２６ 電動モータ ３０、５０ 粘性材へ軽量粒状物を混入するノズル装置 ３１、５１ 通路体 ３１ａ、５１ａ 通路 ３２、５２ 放出ノズル部 ３３ａ 隔壁 ３３ｂ 隔壁 ３４ 個別通路 ３４ａ 細管 ３４ｂ 開口 ３５ 個別通路 ３５ａ、５５ 細管 ３５ｂ 開口 ３６ 個別通路 ３６ａ 細管 ３６ｂ 開口 ４０ 軽量粒状物供給装置（スクリューフィーダ装置） ４１ 筐体 ４２ 送りスクリュー ４３ ホッパー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 八代 健一 東京都千代田区富士見二丁目10番26号 前 田建設工業株式会社内 (72)発明者 宮田 雅章 東京都千代田区富士見二丁目10番26号 前 田建設工業株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 流動する粘性材中に比重の小さな粒状物
   を放出して混入させるノズル装置であって、 前記ノズル装置が比重の小さな粒状物を連続的に供給す
   る軽量粒状物供給装置に一端が接続され、内部に１つの
   通路が形成された通路体と、 この通路体の他端を構成すると共に前記粘性材中に埋没
   され、前記通路を隔壁で仕切って複数の個別通路を形成
   した放出ノズル部と、 から構成され、前記各個別通路が前記通路体の下端近傍
   でそれぞれ独立するように細管として分岐され、且つ分
   岐独立した細管の最下端において全体が錐状に広がる方
   向へ向かうように屈曲されてその各開口を広範囲に指向
   させていることを特徴とする粘性材へ軽量粒状物を混入
   するノズル装置。
2. 【請求項２】 前記通路体内の前記通路が横断面四角形
   であり、且つ前記各細管の前記個別通路が前記通路体内
   の前記通路とほぼ同じ幅に形成されるべく複数の前記隔
   壁で形成された横断面四角形であることを特徴とする請
   求項１に記載の粘性材へ軽量粒状物を混入するノズル装
   置。
3. 【請求項３】 前記各細管が多数の円筒状であり、これ
   ら円筒状の各細管における最下端が全体的に錐状に広が
   る方向へ向かうように屈曲されてその各開口を広範囲に
   指向させていることを特徴とする請求項１に記載の粘性
   材へ軽量粒状物を混入するノズル装置。
4. 【請求項４】 比重の小さな前記粒状物が直径約１〜５
   ｍｍの発泡スチロール製ビーズであり、前記粘性材が水
   底から浚渫した浚渫土若しくはモルタル材であることを
   特徴とする請求項１、２又は３のいずれかに記載の粘性
   材へ軽量粒状物を混入するノズル装置。