JP2003191161A - 骨材研磨装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 コンクリートの骨材原料となる砕砂等の破砕
品を研磨するに適した骨材研磨装置を提供する。 【解決手段】下方に向かって拡径する円錐形状の部分を
有した皿面６ａを備えて該皿面の縦断面が中央部から外
周部にかけて凹状に湾曲するとともに回転軸芯回りに回
転自在な回転皿６と、上方に向かって縮径する部分を有
した内壁面７ａを備えて該内壁面７ａの縦断面が凹状に
湾曲している外周環７と、を具備した骨材研磨装置１に
おいて、該回転軸芯を鉛直方向に対して１０度〜３０度
の範囲に傾けるとともに、外周環７上方の該回転軸芯を
傾けた方向に製品取出口４０Ｃを設け、皿面６ａと内壁
面７ａとが形成する破砕室２７に、磨砕用ボールを配す
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、主に砂岩、カクセ
ン岩、安山岩、石灰石等の原石を破砕することにより製
造した砕骨材を研磨する骨材研磨装置に係り、特にコン
クリート等の骨材となる砕砂等を研磨するに適した骨材
研磨装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、環境への配慮から、徐々に天然砂
の採取規制が厳しくなり、従来のように川砂等の天然砂
を国内で、潤沢に採取することは困難になってきてい
る。そのため、砂岩、カクセン岩、安山岩、石灰石等の
原石を採石し、該原石を破砕機で破砕することによっ
て、砕砂を製造し、該砕砂を天然砂の替わりとして使用
する方法が一般的になりつつある。前記原石を破砕し
て、砕砂を製造するための破砕装置としては、コーンク
ラッシャや竪形粉砕機などが一般的に使用されている。

【０００３】ここで、前記した天然砂は、一般的に角が
取れて丸みをおびた形状であって、コンクリート用の骨
材として用いると施工の際のコンクリートの流動性が良
いという優れた作用効果を有するとともに、コンクリー
トへの実績率を高くすることが可能であるといった優れ
た特性を有している。前記実績率はＪＩＳ Ａ５００５
に粒径判定実績率として規定されており、天然砂の粒径
判定実績率は、概略６０〜６５の範囲にある。天然砂と
の比較において、実績率の低い砕砂はコンクリート用し
て使用できない場合もあり、また、使用できても水／セ
メント比の増加、スランプの低下等のワーカビリティの
劣化の問題が発生する。

【０００４】従って、前記した破砕装置で砕砂等の骨材
を製造する場合においては、可能な限り角がとれた破砕
品になるように様々な破砕条件が試みられているが、前
記破砕装置の破砕作用には限界があり、前述したコーン
クラッシャで実績率は概略５６程度であり、竪型粉砕機
でも実績率６２程度が限界である。

【０００５】そのため、前記破砕装置で破砕した破砕品
を研磨するように破砕（磨砕と称することもある）し
て、より丸みをおびた形状とする骨材研磨装置が従来よ
り提案されている。従来から提案されている骨材研磨装
置の１例としては、図４（１）に示したようなボールミ
ルであって、コーンクラッシャ等の破砕装置で一度破砕
した破砕品を、ボールミル内で磨砕することにより、破
砕品の角を取って丸みをおびた粒子形状とすることがで
きる。

【０００６】また、従来から提案されている骨材研磨装
置の他の例としては、図４（２）に示したような衝突タ
イプの研磨装置であって、回転板から勢い良く飛びださ
せた破砕品を衝突壁に衝突させることによって、破砕品
の角を取って丸みをおびた粒子形状とすることができ
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図４
（１）に示したボールミルタイプの破砕装置において
は、破砕品の角を取って丸みをおびた粒子形状とするこ
とができるものの、微粉が多く発生し、該微粉の混入し
た破砕品をコンクリート用の骨材として用いると、該微
粉が多くの水分を吸収する等といった悪影響を及ぼし
て、施工の際のコンクリートの流動性が悪くなる。その
ため、通常は湿式分級などを実施して微粉を取り除く必
要があるが、湿式分級には大きな設備を必要として、ま
た大量の水を使用する等のことから、環境面及び効率面
から好ましくない。

【０００８】また、図４（２）に示したような衝突タイ
プの研磨装置においては、破砕品が衝突壁（外壁）に衝
突するのは通常１回のみである。従って、破砕品の衝突
壁に衝突した側の角をとることができても、衝突してい
ない側の角を取ることができないため、破砕品全体の角
を取って丸みをおびた粒子形状とすることができない。

【０００９】本発明は、上記問題点に鑑みてなされたも
のであり、コンクリート等の骨材原料となる砕砂等の破
砕品を研磨するに適した骨材研磨装置を提供することを
目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明による骨材研磨装置は、 （１） 下方に向かって拡径する円錐形状の部分を有し
た皿面を備えて該皿面の縦断面が中央部から外周部にか
けて凹状に湾曲するとともに回転軸芯回りに回転自在な
回転皿と、少なくとも上部が上方に向かって縮径する部
分を有した内壁面を備えて該内壁面の縦断面が凹状に湾
曲している外周環とを具備し、該回転皿の皿面と該外周
環の内壁面とが回転皿と外周環との間に設けた微小隙間
を除いて連続的な円滑面に形成された骨材研磨装置であ
って、該回転軸芯を鉛直方向に対して１０度〜３０度の
範囲に傾けるとともに、該外周環上方の該回転軸芯を傾
けた方向に製品取出口を設けた。

【００１１】（２）（１）に記載の骨材研磨装置におい
て、前記皿面と前記内壁面とが形成する破砕室に、磨砕
用ボールを配した。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明の実施形態の好ましい１例
について、以下図面に基づいて詳細に説明する。図１〜
図３は本発明の実施形態に係り，図１は骨材研磨装置の
全体縦断面図であり，図２は骨材研磨装置の要部縦断面
図であり，図３は骨材研磨装置の概略フローを説明する
ための概念図である。図４は従来技術による骨材研磨装
置の骨材研磨原理を説明するための概念図である。

【００１３】図１及び図２に示した骨材研磨装置は、下
方に向かって拡径する円錐形状の部分を有した皿面６ａ
を備えて該皿面６ａの縦断面が中央部から外周部にかけ
て凹状に湾曲するとともに回転軸２の回転軸芯回りに回
転自在な回転皿６と、少なくとも上部が上方に向かって
縮径する部分を有した内壁面７ａを備えて内壁面７ａの
縦断面が凹状に湾曲している外周環７とを具備してい
る。そして、回転皿６の皿面６ａと外周環７の内壁面７
ａとが、回転皿６と外周環７との間に設けた微小隙間１
９を除いて連続的な円滑面に形成されているとともに、
回転皿６の回転軸芯が鉛直方向に対してθ（本実施形態
においてはθ＝２０度）傾いた構成となっている。

【００１４】ここで、図１に示すように、回転皿６は回
転皿６の中心下方に垂設される回転軸２およびカップリ
ング２ａを介して減速機２５の出力軸と連結され，可変
速電動機２６によって回転駆動されるが、外周環７は前
記回転皿６の上方に同軸的に周設されるが、後述する架
台２３に係止されて、静止する構造である。前記回転皿
６の皿面６ａと外周環７の内壁面とは、回転皿６と外周
環７との間の微小隙間１９（クリアランス１９と称する
こともある）を除いて、連続的な円滑面に形成されてい
る。

【００１５】図１に示した実施形態の骨材研磨装置１に
用いた外周環７は、柱脚２４，架台２３を介して、可動
台盤１００に連結されている。可動台盤１００は、その
１端側をピンジョイント１１０で固定台盤１２０とピン
接合するとともに，他端側を固定台盤１２０に固設され
た油圧シリンダ１３０のピストンロッド１３０ａの先端
に設けたピンジョイント１４０で接合することによっ
て，油圧シリンダ１３０のピストンロッド１３０ａの進
退動によって可動台盤１００は任意の傾斜角θを取れる
よう構成されている。

【００１６】また、外周環７の上部には天板４０ａを有
する帽子状の円筒管４０が載置され外周環７に連結され
る。円筒管４０の天板４０ａには破砕室２７内に吹き込
まれた空気の抽気管が配されるとともに、骨材を投入す
るための原料投入シュート５０が配されており、外周環
７上方の回転軸芯を傾けた方向に製品取出口４０Ｃを設
けている。

【００１７】上記のように構成した骨材研磨装置１にお
いては、回転皿６と外周環７とで形成される空間である
破砕室２７の中で，投入された原料（破砕品）が遠心流
動による磨砕作用を受けて、研磨される構造となってい
る。

【００１８】なお、破砕室２７を形成する外周環７の内
壁面７ａと皿面６ａは装置の運転により磨耗するが、例
えば窒化ケイ素、アルミナ、又はジルコニア等のセラミ
ック製、又は高クローム含有の鋼（鋳鉄）を用いること
により、磨耗の進行を抑えてメンテナンス期間を長くす
ることが可能である。

【００１９】図３に骨材研磨の概略フローを示す。図３
に示した骨材研磨装置１の抽気管４８にはバグフィルタ
４５を介してブロワ４２が接続されており、ブロワ４２
を作動させることによって骨材研磨装置１の破砕室２７
の中の空気を吸引して抽気することができるように構成
されている。破砕室２７の中の空気が抽気されると、微
小隙間１９より破砕室２７内に空気が導入される構造と
なっている。従って、回転皿６の外周縁と外周環７の底
部内周縁との間に配した前記微小隙間は，破砕室２７内
に空気を導入する空気導入孔の役割をもっている。

【００２０】図１に示した実施形態においては、底部カ
バー２３が、微小隙間１９の下側を覆うように周設され
ており、空気導入管１８を介して低部カバー２３部分に
導入された空気が、微小隙間１９の間から破砕室２７の
内部に導入されて、その後、破砕室２７の上方に配した
抽気管４８より抽気されて骨材研磨装置１の外部に排出
される構造となっている。

【００２１】ここで、図１〜図３に示した実施形態にお
いては、該破砕室２７内に鉄製のボールを磨砕用ボール
として多数個配した。そのため、原料は破砕室２７内で
配した前記磨砕用ボールによって、強力な磨砕作用を受
けて、効果的に研磨される。なお、前記ボールの材質
は、これに限るものではなく、鉄等といった他の金属、
あるいはセラミックなどであっても良い。

【００２２】磨砕用ボールを使用した本実施形態におい
ては、前記した微小隙間１９の大きさを最小ボール径の
１〜３０％の大きさとして該微小隙間より磨砕用ボール
が外部にでない構造とするとともに、かつ、製品取出口
４０Ｃの大きさを最小ボール径の１０〜３０％の大きさ
とする、あるいは製品取出口４０Ｃにバー状のスクリー
ン又は金網を配することなどにより磨砕用ボールが外部
にでない構造とした。

【００２３】なお、本実施形態においては、破砕室２７
内に多数個のボールを配したが、本発明の実施形態はこ
れに限らないことは勿論であり、例えば、破砕室２７内
にボールを配さなくても、原料は遠心流動による破砕及
び研磨作用（磨砕作用と称することもある）を受けて、
研磨される。特に、異物の混入を嫌う原料の研磨などに
おいては、ボールを入れず原料同士でこすりあわせて研
磨することは効果的である。

【００２４】以下、前記回転軸芯に傾斜角度をも傾けた
理由を説明する。骨材研磨装置１の破砕室２７に投入し
た原料は破砕室２７内で遠心力を受けながら回転流動す
るが、回転軸芯を傾けることによって、回転流動する原
料の上面は図２に示した仮想表面Ｘで示すような、傾い
た軌跡を描くことになる。そのため、破砕室２７に投入
した原料は、回転軸芯を傾けることによって、外周環７
の内壁面７ａを容易にオバーフローして、外周環７上方
の該回転軸芯を傾けた方向に設けた製品取出口４０Ｃよ
り骨材研磨装置１の外部に取り出される。

【００２５】なお、本実施形態のように磨砕用ボールを
配した場合は、図２に示すように磨砕用ボールも破砕室
２７内で遠心力を受けながら回転流動を繰り返し、落下
の際に原料を強く磨砕する。

【００２６】ここで、前記オーバフローの容易さは、回
転軸芯の傾きによって異なり、前記傾き（鉛直方向から
回転軸芯に対する角度であり図２のθに相当する）の好
ましい範囲は、１０度〜３０度までの範囲である。前記
好ましい範囲を選定した理由は、前記傾きが１０度未満
であれば原料の滞留時間が長すぎて研磨効果が過大とな
り微粉を多く生成しすぎるといった問題を発生し、３０
度を超えるとオバーフローする原料の量が多すぎて十分
な骨材研磨効果が得られないためである。

【００２７】なお、図１に示した骨材研磨装置１は、回
転軸芯の傾斜角度を任意に変化させることができる。従
って、角度を変化させることによって、骨材研磨装置１
の中に投入した原料の平均滞留時間などを調整して研磨
の度合いを微妙に調整することが可能であるといった利
点を有する。研磨の度合いを強くしたい場合には、前記
傾きを小さくして滞留時間を長くし、研磨の度合いを弱
くしたい場合には、前記傾きを大きくして滞留時間を短
くする。

【００２８】以上のように構成された骨材研磨装置１の
作動について説明する。破砕室２７内に研磨媒体となる
ボールを多数装入するとともに、コーンクラッシャ等で
破砕して製造した砕砂などの骨材を原料ホッパ５３の中
に原料として貯留する。次に、原料ホッパ５３と原料投
入シュート５０の間に配した図示しないダンパーを開く
ことによって、原料を原料投入シュート５０から骨材研
磨装置１に投入する。

【００２９】回転皿６の回転にともなって、投入された
原料と磨砕用ボールは、外周環７の内壁面７ａと皿面６
ａとを循環する円運動（矢印Ｓ）と，回転皿６の軸心回
りの公転運動との合成による縄を綯うような螺旋運動
（遠心流動）を行ない，その間で原料の破砕と研磨を行
なう。本実施形態において破砕室２７に投入した原料
は、骨材研磨装置１を回転軸芯に対して傾けたことによ
って、速やかに内壁面７ａをオバーフローし、該外周環
上方の該回転軸芯を傾けた方向に設けた製品取出口４０
Ｃより骨材研磨装置１の外部に取り出される。

【００３０】なお、回転軸芯を傾けない場合は、破砕室
２７内で、原料が何回も破砕されるため過度に破砕さ
れ、微粉の発生が多くなり、前述したボールミルタイプ
の従来装置と同様な問題を引き起こす。

【００３１】本実施の形態によれば、破砕室２７の中に
投入された原料は、過度に破砕されることなく、所望す
る時間の間だけ破砕室２７に滞留して、適度に磨砕され
ることにより、実績率の高い丸みを帯びた形状の砕砂
を、微粉を多く発生させることなく、製造することが可
能である。また、研磨される骨材の石質によりボール量
や傾斜角度を調整して、適度な研磨効果を任意に設定す
ることが可能である。なお、本実施形態による骨材装置
１によって、前記実績率を４〜５程度向上させて高める
ことができるといった効果を有した。

【００３２】なお、ブロワ４２を作動させることによっ
て、磨砕時に発生した微粉は、抽気管４８より骨材研磨
装置１の外部に排出されて、バグフィルタ４５でダスト
として捕集されるため、さらに微粉の少ない良質の砕砂
を得ることが可能である。

【００３３】

【発明の効果】以上述べたように，本発明の骨材研磨装
置によれば、破砕室の中に投入された原料を、過度に破
砕することなく、適度に磨砕することによって研磨し、
実績率の高い丸みを帯びた形状の骨材とすることが可能
である。

【００３４】また、破砕室内に磨砕用ボールを配するこ
とによって、さらに効果的に骨材を研磨することが可能
である

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係る骨材研磨装置の全体縦
断面図である。

【図２】本発明の実施形態に係る骨材研磨装置の要部縦
断面図である。

【図３】本発明の実施形態に係る骨材研磨装置の概略フ
ローを説明する概念図である。

【図４】従来技術による骨材研磨装置の骨材研磨原理を
説明するための概念図である。

【符号の説明】

１ 骨材研磨装置 ２ 回転軸 ６ 回転皿 ６ａ 皿面 ７ 外周環 ７ａ 内壁面 １８ 空気導入管 １９ 微小隙間（クリアランス） ２７ 破砕室 ４０ 円筒管 ４０ａ 天板 ４０ｂ 円筒管 ４０ｃ 製品取出口 ４２ ブロワ（送風機） ４５ バグフィルタ ４８ 抽気管 ５０ 原料投入シュート ５３ 原料ホッパ θ 傾斜角

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】下方に向かって拡径する円錐形状の部分を
   有した皿面を備えて該皿面の縦断面が中央部から外周部
   にかけて凹状に湾曲するとともに回転軸芯回りに回転自
   在な回転皿と、少なくとも上部が上方に向かって縮径す
   る部分を有した内壁面を備えて該内壁面の縦断面が凹状
   に湾曲している外周環とを具備し、該回転皿の皿面と該
   外周環の内壁面とが回転皿と外周環との間に設けた微小
   隙間を除いて連続的な円滑面に形成された骨材研磨装置
   であって、 該回転軸芯を鉛直方向に対して１０度〜３０度の範囲に
   傾けるとともに、該外周環上方の該回転軸芯を傾けた方
   向に製品取出口を設けたことを特徴とする骨材研磨装
   置。
2. 【請求項２】前記皿面と前記内壁面とが形成する破砕室
   に、磨砕用ボールを配したことを特徴とする骨材研磨装
   置。