JP2007307457A - 混練解砕装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】水分を含有する汚泥等より構成される小片化された粘性物と改良材とが均一に混合され粒状になった良好な改良土を得ることができる混練解砕装置を提供する。
【解決手段】混練解砕装置を、コンベア1aと混練解砕刃1bbをコンベア1aによる移送方向と反対方向になるように回転軸駆動手段1bcにより回転させる混練解砕手段1bと一対の側壁1c,1cと上流壁1dと上流側に投入口1eaが開口した天井材1eとを備えた解砕混練室1と、スクリューフィーダ2aの吐出口2aaの下方に設けられ円筒状を成し投入口1eaより投入される小片化された粘性物に向けて開口した噴霧口2baが側面に形成されている噴霧筒2bの下方に噴霧筒2bと僅かに隙間を空けて設置され上面に複数の凸条部が設けられている円盤2cを円盤駆動手段2dで高速回転させて改良材を噴霧口2baより解砕混練室1内に霧状に拡散させる改良材供給噴霧手段2とから構成する。
【選択図】図1

Description

本発明は、水分を含有する汚泥等より構成される小片化された粘性物を改良材と混練すると共に粒状に解砕して改良土として処理するための混練解砕装置であって、特に水分を含有する汚泥等より構成される小片化された粘性物と改良材との混合状態が均一であると共に所望の大きさや形状の粒状になった良好な改良土を得ることができる混練解砕装置に関するものである。
建設現場や道路・水道・ガス工事等で発生する建設汚泥,河川・湖沼やダム等の浚渫汚泥,コンクリート等に使用される骨材を生産する際に洗浄排水から分離される汚泥,石等が多少混入した建設残土やこれらの汚泥等をシックナーやフィルタープレス等により含水率を調整した脱水ケーキ等の水分を含有する汚泥等より構成される粘性物(以下、単に「粘性物」という場合がある)は、脱水・乾燥等の処理が行われた後、又は脱水ケーキ等の如く或る程度含水率が低い場合にはそのままの状態で、一般に産業廃棄物として最終処分場等において廃棄処分されてきたのであるが、近年における最終処分場不足問題や環境問題等の産業廃棄物を取り巻く様々な問題により、これらの粘性物を産業廃棄物として廃棄処分することが困難となっており、これらの粘性物を再生資源として再利用する技術の開発が望まれていた。
そこで、本出願人は、前記したような粘性物に、セメント,生石灰,消石灰,水砕,フライアッシュ(飛灰),石粉,高砕スラグや石膏ボード粉砕粉等の改良材を混入すれば、例えば下層複合路盤材,埋戻し材,覆土材,細骨材やエコセメント原料等の改良土として好適に使用できると考えたが、粘性物が塊状の状態では改良材との混合状態が均一である良好な改良土を得ることが困難であるので、粘性物を細かく切り出して小片化しその表面積を増加させた状態で改良材を混入して混練すれば改良材との混合状態が均一である良好な改良土を得ることできると考えた。
そして、本出願人は、このように粘性物を細かく切り出して小片化する装置として、底板上に回転自在に立設せしめられている円筒状の回転体と、この回転体の周壁の外面を案内せしめる案内機構と、この回転体をその軸心を中心に回転せしめる回転機構と、前記底板にこの回転体の回転中心から一方の側に設けられている排出口からこの回転体内に臨ませた刃先がこの回転体の回転に伴いこの刃先に向かって回転移動してくる粘性物を総て切り下げる方向で切断するように回転せしめられる切出刃と、その端縁がこの排出口の一方の側縁との間で回転体の回転に伴って移動してくる粘性物に対向して挿入口を開口せしめられており回転体内に臨ませた切出刃の刃先を覆う切出刃カバーとを備えている切出装置を提案すると共に、この切出装置より排出される小片化された水分を含有する汚泥等より構成される粘性物(以下、単に「小片化された粘性物」という場合がある)とホッパーより投入される改良材とを一般に使用されている混練機、具体的には小片化された粘性物と改良材とを混練すると共にこの混練機の排出口側に順次送るためのパドルがそれぞれ放射状に且つ軸方向に所定の間隔毎に設けられている平行な2本の軸と、これらの軸を回転せしめるための回転駆動機構とが設けられている従来より原料と添加材とを混練するために一般に使用されているパドル式の混練機により混練して改良土とする技術を提案した(例えば、特許文献1参照。)。
しかしながら、前記したような切出装置により粘性物を小片化すると粘性物はその表面積が増加し改良材との混合状態が向上するものの、この切出装置により小片化された粘性物とホッパーより投入される改良材とを前記したような一般に使用されているパドル式の混練機で混練すると、粘性物の含水量が高い場合にはパドルで混練することにより粘性物は再び塊状となり、小片化された粘性物の内部にまで改良材が行き渡らないばかりか、混練機の内壁やパドル等に激しく付着すると共に、排出口の方向へ順次送ることが困難となってしまう欠点があり、また粘性物が塊状となってしまうと、粘性物の内部にまで改良材が行き渡っていないので所望の大きさや形状の粒状となった改良土を得ることが困難である欠点があり、そしてこの粘性物が塊状とならないようにするためには更に大量の改良材を投入しなくてはならないという欠点があり、更に改良材はホッパーにより投入するものであるから、連続的ではなく或る程度の塊の状態で断続的に混練室内に投入されるので、改良材の投入状態が均一ではなく小片化された粘性物と改良材との混合状態が均一である良好な改良土を得ることできないという欠点があった。
そこで、このような切出装置により小片化された粘性物と改良材とを混練する混練機として、例えば層状に装入された前記ケーキを移動させる連続移動床式コンベアと、前記コンベアの上方に配設された複数の回転チョッパーであって長さ方向が前記コンベアの移動方向に対して直角方向に軸芯が向いているローター軸の周囲に当該ローター軸の方向に対して直角に固定された状態で前記ローターの回転と共に回転可能なチョッパーを備えている装置と、そのコンベア上方をライン方向に移動し得るクレーンに装着された改良材用のフレコン受ホッパーとから構成される装置(例えば、特許文献2参照。)を用いて、このような混練機のコンベアの上流側の上方より小片化された粘性物を、そしてフレコン受ホッパーより改良材を投入して混練することが考えられる。
しかしながら、この混練機では改良材はコンベアベルト上方をライン方向に移動し得るクレーンに装着された改良材用のフレコン受ホッパーより投入されるものであるから、コンベアベルトの上流側の上方より投入される小片化した粘性物同士はコンベア上で直接触してしまい、折角切出装置により小片化されても結局コンベア上で層を成して再び塊状になってしまうので、このような塊状の状態になった粘性物にフレコン受ホッパーより改良材を投入してチョッパーを回転させることにより混練したとしても、所望の大きさや形状の改良土を得ることが困難であるという欠点があり、また改良材は連続的ではなく或る程度の塊の状態で断続的に混練室内に投入されるので、改良材の投入状態が均一ではなく小片化された粘性物と改良材との混合状態が均一である良好な改良土を得ることができないという欠点があった。
特許第3270391号明細書 特開2001−852号公報
本発明は、前記従来技術の欠点を解消し、水分を含有する汚泥等より構成される小片化された粘性物を改良材と混練すると共に粒状に解砕して改良土へと処理するための混練解砕装置であって、特に水分を含有する汚泥等より構成される小片化された粘性物と改良材との混合状態が均一であると共に所望の大きさや形状の粒状になった良好な改良土を得ることができる混練解砕装置を提供することを課題とする。
本発明者らは前記課題を解決すべく鋭意研究の結果、解砕混練室の天井材に開口した投入口からコンベア上の上流側へ投入される小片化された粘性物に向けて開口した噴霧口より改良材を解砕混練室内に霧状に拡散させると共に、コンベアの上方に上流側の中間近傍から下流側にかけて設けられコンベアの移送方向と反対方向になるように回転する複数の混練解砕刃によりコンベア上を移送されてくる粘性物を改良材と混練すると共に粒状に解砕すれば、小片化された粘性物はその表面に全体的に改良材が付着した状態でコンベア上の上流側に投入されるから、小片化された粘性物は改良材と効率良く混合できると共にコンベア上で小片化された粘性物同士は付着した改良材を介して接触するのでコンベア上で再び塊状になることがなく、また解砕混練室内は霧状に噴霧された改良材が浮遊した雰囲気となっているから、コンベア上を移送してくる改良材が付着した粘性物はコンベアの移送方向と反対方向になるように回転する混練解砕刃の回転力によって解砕されてコンベアの上流方向に押し飛ばされた際に解砕混練室内に浮遊する改良材と接触して、この押し戻された粘性物の表面には再度改良材が付着し更に混合を促進させることができるので、小片化された粘性物と改良材との混合状態が均一であると共に所望の大きさや形状の粒状になった良好な改良土を得ることができることを究明して本発明を完成したのである。
即ち本発明は、上流側上方より水分を含有する汚泥等より構成される小片化された粘性物が投入され下流側より粒状になった改良土を排出させるコンベアと、該コンベアの上方に上流側の中間近傍から下流側にかけて複数設けられており該コンベアの長手方向と略直角な方向にその軸心を有し回転自在に軸支されている回転軸の側面より突設された複数の混練解砕刃を回転軸駆動手段により該コンベア上の粘性物を該コンベアによる移送方向と反対方向に押し飛ばすように回転させる混練解砕手段と、該コンベアの上流側の端縁近傍から下流側の端縁近傍にまで亘って該コンベアの長手方向の両端縁近傍より略鉛直に立設されている一対の側壁と、該両側壁の上流側の側縁間に立設されている上流壁と、該両側壁の上縁と上流壁の上縁とにその端縁を連結されて該コンベアの上方を覆っておりその上流側には小片化された粘性物を該コンベア上面に投入するための投入口が開口した天井材とを備えた解砕混練室と、
該解砕混練室内の投入口近傍へ改良材を供給するスクリューフィーダと、円筒状を成し該投入口より投入される小片化された粘性物に向けて開口した噴霧口が側面に形成され該スクリューフィーダの吐出口の下方に設けられている噴霧筒と、該噴霧筒の下方に該噴霧筒と僅かに隙間を空けて設置され上面に複数の凸条部が設けられている円盤と、該円盤を高速回転させる円盤駆動手段とから成り、該円盤の回転力によって改良材を該噴霧筒の噴霧口より解砕混練室内に霧状に拡散させる改良材供給噴霧手段とから構成されていることを特徴とする混練解砕装置である。
そして、解砕混練室の一対の側壁,上流壁及び天井材の内面が小片化された水分を含有する汚泥等より構成される粘性物との摩擦が小さい低摩擦材料で形成されていれば、混練解砕刃によって跳ね上げられた粘性物が解砕混練室の内面へ付着するのを最小限に防止することができて好ましく、また解砕混練室の天井材の一部又は全部が幅方向が上方に円弧を成すように着脱自在に設置されている可撓性シートで構成されていれば、天井材が平面を成しているのと比較して跳ね上げられた粘性物が付着し難いので好ましく、更に解砕混練室の天井材を間欠的に打撃して該天井材の内面に付着した粘性物をコンベア上に落下させるための打撃装置が更に設けられていれば、天井材に付着してしまった粘性物を解砕混練室から天井材を取り外すことなく除去できるので好ましいことも究明したのである。
また、改良材供給噴霧手段が解砕混練室内の投入口近傍であってコンベアによる移送方向の最も上流側に設けられていれば、改良材供給噴霧手段の噴霧筒の噴霧口より噴霧される改良材が解砕混練室全体に霧状に拡散され易いので好ましく、また改良材供給噴霧手段の円盤の凸条部が該円盤の中心より放射方向に複数設けられていれば、より確実に且つ広範囲に改良材を解砕混練室内に霧状に拡散させることができて好ましいことも究明したのである。
更に、解砕混練室の混練解砕刃が回転軸の外周に該回転軸と平行にその軸心を枢支された複数の混練解砕刃支持軸に回転自在に軸支されている混練解砕刃であれば、粘性物に石等が多少混入してたとしても混練解砕刃や回転軸駆動手段等を破損させてしまうことを最小限に防止できるので好ましく、またコンベアの移動速度及び/又は混練解砕刃駆動手段の回転速度が調整可能であれば、これらの速度を調整するという簡単な操作だけで様々な大きさや形状の改良材を得ることができて好ましいことも究明したのである。
本発明に係る混練解砕装置は、前記した構成より成るものであるから、小片化された粘性物と改良材との混合状態が均一であると共に所望の大きさや形状の粒状になった良好な改良土を得ることができるばかりでなく、改良材供給噴霧手段により小片化された粘性物はその表面に全体的に改良材が付着した状態でコンベア上の上流側に投入されると共に、解砕混練室内は霧状に噴霧された改良材が浮遊した雰囲気となっているのでコンベアの上流側から投入されてコンベア上を移送される間や複数の混練解砕刃により上流側へ押し飛ばされている間にも改良材が再付着したりするため全体的に改良材がより均一に混合するのであり、その結果コンベアから排出されるまでの間に改良材が粘性物中の水分と確実に反応して所望の強度を有する大きさや形状の粒状になった良好な改良土を得ることができるので、改良材を無駄にすることがないと共に粘性物を品質が一定で良好な粒状の改良土へと処理する効率を飛躍的に向上させることができ、また混練解砕刃の数や形状,回転軸の数や位置,コンベアの長さ等を適宜変更することにより、様々な用途に使用することができる様々な大きさ、形状や強度の良質な改良材を得ることができるのである。
そして、解砕混練室の一対の側壁,上流壁及び天井材の内面が水分を含有する汚泥等より構成される小片化された粘性物との摩擦が小さい低摩擦材料で形成されていたり、解砕混練室の天井材の一部又は全部が幅方向が上方に円弧を成すように着脱自在に設置されている可撓性シートで構成されていたりすれば、その内面へ跳ね上げられた粘性物が付着するのを最小限に防止することができるばかりでなく、付着した粘性物が塊状に堆積してその重さが増加することによりコンベア上に落下して充分に改良材が混合されていない解砕混練処理の不完全な状態の改良土が排出されてしまう現象を防止することができて好ましく、また特に解砕混練室の天井材の一部又は全部が幅方向が上方に円弧を成すように着脱自在に設置されている可撓性シートで構成されていれば、仮に天井材に粘性物が付着してしまったとしても、可撓性シートの外面側より手等で打撃を加えることにより、可撓性シートを取り外すことなく簡単に可撓性シートに付着した粘性物を落下させることができると共に、可撓性シートは着脱自在に設置されているので、可撓性シートを取り外すことにより解砕混練室内の混練解砕手段やコンベア等の保守・点検等が簡単にできるので好ましく、更に解砕混練室の天井材を間欠的に打撃して天井材の内面に付着した粘性物をコンベア上に落下させるための打撃装置が更に設けられていれば、天井材に付着した粘性物を解砕混練室から天井材を取り外したり手等で打撃を加えることなく自動的に除去できるので好ましいのである。
また、改良材供給噴霧手段が解砕混練室内の投入口近傍であってコンベアによる移送方向の最も上流側に設けられていれば、改良材供給噴霧手段の噴霧筒の噴霧口より噴霧される改良材が解砕混練室全体に霧状に拡散されて解砕混練室内でコンベア上に移送されてくる粘性物や複数の混練解砕刃により上流側へ押し飛ばされる粘性物に改良材が再付着し易い雰囲気となるので、小片化された粘性物と改良材との混合状態が向上して好ましく、また改良材供給噴霧手段の円盤の凸条部がその中心より放射方向に複数設けられていれば、より確実に且つ広範囲に改良材を解砕混練室内に霧状に拡散させることができるので、小片化された粘性物と改良材との混合状態が向上して好ましいのである。
更に、解砕混練室の混練解砕刃が回転軸の外周にその回転軸と平行にその軸心を枢支された複数の混練解砕刃支持軸に回転自在に軸支されている混練解砕刃であれば、粘性物に石等が多少混入していたとしても混練解砕刃がその石等に接触すると混練解砕刃が混練解砕刃支持軸を中心として接触を継続しない方向に回転するので混練解砕刃や回転軸駆動手段等を破損させてしまうことを最小限に防止できるから、混練解砕刃や回転軸駆動手段等の寿命を長くできると共に石等が多少混入した粘性物であっても対処することができるので好ましく、またコンベアの移動速度及び/又は混練解砕刃駆動手段の回転速度が調整可能であれば、これらの速度を調整するという簡単な操作だけで様々な大きさや強度の改良材を得ることができるばかりでなく、これらの速度を調整するという簡単な操作だけで、小片化された粘性物の水分含有量や気候条件等に左右されることなく、安定した品質の改良土を得ることができて好ましいのである。
以下、図面により本発明に係る混練解砕装置について詳細に説明する。
図1は本発明に係る混練解砕装置の1実施例の側断面説明図、図2は図1のA−A線拡大要部概略説明断面図、図3は本発明に係る混練解砕装置の改良材供給噴霧手段の1実施例の側断面説明図、図4は図3のB−B線拡大断面図、図5は本発明に係る混練解砕装置の混練解砕手段の他の実施例の正面説明図である。
図面中、1は上流側より水分を含有する汚泥等より構成される小片化された粘性物が投入され下流側より粒状になった改良土を排出させるコンベア1aと、このコンベア1aの上方に上流側の中間近傍から下流側にかけて複数設けられておりコンベア1aの長手方向と略直角な方向にその軸心を有し回転自在に軸支されている回転軸1baの側面より突設された複数の混練解砕刃1bbをコンベア1a上の粘性物をコンベア1aによる移送方向と反対方向になるように回転軸駆動手段1bcにより回転させる混練解砕手段1bと、コンベア1aの上流側の端縁近傍から下流側の端縁近傍にまで亘ってコンベア1aの長手方向の両端縁近傍より略鉛直に立設されている一対の側壁1c,1cと、両側壁1c,1cの上流側の側縁間に立設されている上流壁1dと、両側壁1c,1cの上縁と上流壁1dの上縁とにその端縁を連結されてコンベア1aの上方を覆っておりその上流側には小片化された粘性物をコンベア1a上面に投入するための投入口1eaが開口した天井材1eとを備えた解砕混練室であり、小片化された粘性物と後述する改良材供給噴霧手段2により噴霧される改良材とを混練すると共に粒状に解砕して改良土へと処理する役目を果たす。
この解砕混練室1の下方には、図1に示す如く上流側より水分を含有する汚泥等より構成される小片化された粘性物が投入され下流側より粒状になった改良土を排出させるコンベア1aがあり、このコンベア1aは解砕混練室1の天井材1eの上流側に開口した投入口1eaよりコンベア1a上の上流側に投入される小片化した粘性物を、その上流側の中間近傍から下流側にかけて複数設けられている混練解砕手段1bへ移送させ、混練解砕手段1bによって混練解砕処理されて粒状となった改良土をその下流側より排出する。
このコンベア1a上の上流側に小片化された粘性物を投入するには、例えば図示しないが別途設置された切出装置等により小片化された粘性物をバケットコンベアやフード付コンベア等のコンベアによって移送することにより解砕混練室1の天井材1eの上流側に開口した投入口1eaへ投入してもよいが、図1に示す如く切出装置Kが解砕混練室1の天井材1eの上流側に開口した投入口1ea上に設けられていれば、この切出装置Kにより粘性物を小片化して直接投入口1eaへ投入することができるので、粘性物の小片化と粘性物の混練解砕とを一つの装置で処理することができて好ましい。
そして、後述する改良材供給噴霧手段2によりその表面に全体的に改良材が付着した状態で小片化された粘性物が次々とコンベア1a上に投入されて積み重なった状態でコンベア1a上を移送されてくる粘性物は、このコンベア1a上を上流側から下流側へと移送されることにより改良材と粘性物に含有されている水分との充分な反応時間を得ることができるのである。
このコンベア1aとしては、粘性物や粒状となった改良土を移送できるように図1に示す如く一般的なベルトコンベア等が用いられるが、例えばコンベアの幅方向の端縁が幅方向の中央近傍よりも上方となるように移送面が構成されているベルトコンベアであれば、移送されてくる粘性物の水分含有量が高い場合において、粘性物がコンベアの移送面の端縁から漏れ出てしまうことを防止できるので好ましい。
解砕混練室1のコンベア1aの上方の上流側の中間近傍から下流側には、コンベア1aの長手方向と略直角な方向にその軸心を有し回転自在に軸支されている回転軸1baの側面より突設された複数の混練解砕刃1bbをコンベア1a上の粘性物をコンベア1aによる移送方向と反対方向になるように回転軸駆動手段1bcにより回転させる混練解砕手段1bが複数設けられており、この混練解砕手段1bは、コンベア1aによる移送方向と反対方向になるように複数の混練解砕刃1bbを回転させることによって後述する改良材供給噴霧手段2によりその表面に全体的に改良材が付着した状態で小片化された粘性物が次々とコンベア1a上に投入されて複数積み重なった状態でコンベア1a上を移送してくる粘性物を、改良材と混練すると共に粒状に解砕して改良土へと処理するのである。
この際に、コンベア1a上を移送してくる粘性物は、コンベア1aによる移送方向と反対方向になるように回転される混練解砕手段1bの混練解砕刃1bbの回転力によりその一部がコンベア1aの上流方向に押し飛ばされて粒状に解砕され、後述する改良材供給噴霧手段2により解砕混練室1内に霧状に浮遊する改良材と接触して、この押し飛ばされた粘性物の表面には再び改良材が更に付着しより均一に改良材と混合されるのである。
ここで、混練解砕手段1bがコンベア1aの上方の上流側の中間近傍から下流側に設けられているのは、解砕混練室1の投入口1eaよりその表面に全体的に改良材が付着した小片化された粘性物が次々とコンベア1aの上面の上流側に投入されて複数積み重なった状態の粘性物としてコンベア1a上をその上流側より移送されてくるが、粘性物がコンベア1aの上流側から上流側の中間近傍に設けられている混練解砕手段1bに至るまでの暫くの間、改良材と粘性物に含有されている水分とが反応する時間を得ることできるからあり、また混練解砕手段1bが複数設けられているのは、粘性物が混練解砕刃1bbと接触して解砕混練されたり上流側へと押し飛ばされたりする機会をなるべく多くして、改良材と粘性物に含有されている水分との反応状態が均一であると共に所望の大きさや形状の粒状になった良好な改良土を得るためである。
この混練解砕手段1bの混練解砕刃1bbとしては、例えば図1及び図2に示す如く回転軸1baの側面に板状を成した混練解砕刃1bbが法線方向に突設されているようなものであってもよいが、図5に示す如く解砕混練室1の混練解砕刃1bbが回転軸1baの外周に回転軸1baと平行にその軸心を枢支された複数の混練解砕刃支持軸1bdに回転自在に軸支されている混練解砕刃であれば、粘性物に石等が多少混入していた場合に石等と接触した混練解砕刃1bbが回転方向と逆方向に逃げることができるので混練解砕刃1bbや回転軸駆動手段1bc等を破損させてしまうことを最小限に防止できて、混練解砕刃1bbや回転軸駆動手段1bc等の寿命を長くできると共に石等が多少混入した粘性物であっても混練解砕することができるので好ましい。
即ち、このような回転軸1baの外周にこの回転軸1baと平行にその軸心を枢支された複数の混練解砕刃支持軸1bdに回転自在に軸支されている混練解砕刃1bbには、回転軸1baが回転駆動手段1bcに回転させられることにより回転軸1baの法線方向への遠心力が働くから、混練解砕刃1bbは回転軸1baの略法線方向へ姿勢が保持される状態となり、コンベア1a上を移送されてくる粘性物を解砕混練することができるが、コンベア1a上を移送されてくる粘性物に石等が混入していた場合においてこの混練解砕刃1bbによって混練解砕しようとすると、石等の自重が抵抗となり混練解砕刃1bbがコンベア1a上を移送されてくる粘性物と逆の方向に回転するため、この混練解砕刃1bbが石等と衝突する力を緩和されるのである。
また、この混練解砕手段1bの混練解砕刃1bbが突設される回転軸1baを回転させる回転駆動手段1bcとしては、回転軸1baを回転させることができるように、回転軸1baに嵌着されたプーリとモータの回転軸に嵌着されたプーリとをベルトで連結してモータの回転駆動力を回転軸に伝達させるように構成されていてもよく、またそれぞれの回転軸1ba毎に別々のモータで回転駆動させるように構成されていたり、総ての回転軸1baを一つのモータで回転駆動させるように構成されていたりしてもよい。
更に、前記コンベア1aの移動速度及び/又は混練解砕刃駆動手段2dの回転速度が調整可能であれば、これらの速度を調整するという簡単な操作だけで様々な大きさや強度の改良材を得ることができるばかりでなく、これらの速度を調整するという簡単な操作だけで、小片化された粘性物の水分含有量や気候条件等に左右されることなく、安定した品質の改良土を得ることができて好ましい。
そして、解砕混練室1は前記コンベア1aと、コンベア1aの上流側の端縁近傍から下流側の端縁近傍にまで亘ってコンベア1aの長手方向の両端縁近傍より略鉛直に立設されている一対の側壁1c,1cと、両側壁1c,1cの上流側の側縁間に立設されている上流壁1dと、両側壁1c,1cの上縁と上流壁1dの上縁とにその端縁を連結されてコンベア1aの上方を覆っておりその上流側には小片化された粘性物をコンベア1a上面に投入するための投入口1eaが開口した天井材1eとで区画されており、これらの解砕混練室1を区画する部材によって、混練解砕手段1bにより押し飛ばされる粘性物は解砕混練室1内から外部へ飛散してまうことが防止されると共に、解砕混練室1内を後述する改良材供給噴霧手段2により霧状に噴霧された改良材が浮遊した雰囲気に保つ役目を果たす。
この解砕混練室1の一対の側壁1c,1c,上流壁1d及び天井材1eとしては、鋼板や合成樹脂製の板等の材料を用いることが可能であるが、解砕混練室1の一対の側壁1c,1c,上流壁1d及び天井材1eの内面が、水分を含有する汚泥等より構成される小片化された粘性物との摩擦が小さい低摩擦材料、例えばテフロン(商品名:デュポン社製)の如き弗化エチレン樹脂,超高分子量ポリエチレン(例えば、ソマール社製商品名:ソマライト,作新工業社製商品名:ニューライト),MCナイロン,ナイロン6,ナイロン66,ポリアセタール,PVC,鏡面仕上げステンレス鋼板等で形成されていれば、その内面へ跳ね上げられた粘性物が付着するのを最小限に防止することができるばかりでなく、付着した粘性物が堆積してその重さが増加することによりコンベア1a上に落下して解砕混練処理の不完全な状態の改良土が排出されてしまう現象を防止することができて好ましい。
また、この解砕混練室1の天井材1eとしては、両側壁1c,1cの上縁と上流壁1dの上縁とにその端縁を連結されてコンベア1aの上方を覆っている平板状のものであってもよいが、図2に示す如く解砕混練室1の天井材1eの一部又は全部が、幅方向が上方に円弧を成すように着脱自在に設置されている可撓性シートで構成されていれば、その内面へ跳ね上げられた粘性物はその円弧の法線方向より衝突することが殆どないから、粘性物の跳ね上げられた力は分散してその内面に粘性物が付着するのを最小限に防止することができるばかりでなく、仮に天井材1eに粘性物が付着してしまったとしても、可撓性シートの外面側より手等で打撃を加えることにより、可撓性シートを取り外すことなく簡単に可撓性シートに付着した粘性物を落下させることができると共に、可撓性シートは着脱自在に設置されているので、可撓性シートを取り外すことにより解砕混練室1内の混練解砕手段1bやコンベア1a等の保守・点検等が簡単にできるので好ましい。
更に、この解砕混練室1の天井材1eを間欠的に打撃して天井材1eの内面に付着した粘性物をコンベア1a上に落下させるための打撃装置、例えば図示しないがエアシリンダ等のロットの先端に打撃部が装着されており、このエアシリンダ等を間欠的に作動させることにより打撃部で間欠的に天井材1eの外面を打撃するような装置が設けられていれば、天井材1eに付着してしまった粘性物を解砕混練室1から天井材1eを取り外したり手等で打撃を加えることなく自動的に除去できるので好ましい。
2は解砕混練室1内の投入口1ea近傍へ改良材を供給するスクリューフィーダ2aと、円筒状を成し投入口1eaより投入される小片化された粘性物に向けて開口した噴霧口2baが側面に形成されスクリューフィーダ2aの吐出口2aaの下方に設けられている噴霧筒2bと、この噴霧筒2bの下方に噴霧筒2bと僅かに隙間を空けて設置され上面に複数の凸条部2caが設けられている円盤2cと、この円盤2cを高速回転させる円盤駆動手段2dとから成り、円盤2cの回転力によって改良材を噴霧筒2bの噴霧口2baより解砕混練室1内に霧状に拡散させる改良材供給噴霧手段であり、解砕混練室1の投入口1eaよりコンベア1a上の上流側に投入される小片化された粘性物の表面に全体的に改良材を付着させると共に、解砕混練室1内を霧状に噴霧された改良材が浮遊した雰囲気にさせる役目を果たす。
改良材供給噴霧手段2のスクリューフィーダ2aは、解砕混練室1外に別途設けられた改良材が収容されているサイロ等の吐出口と解砕混練室1内の投入口1ea近傍との間に解砕混練室1の側壁1c,上流壁1d又は天井材1eを貫通するように設置されており、改良材をスクリューフィーダ2aの吐出口2aaより吐出させることにより解砕混練室1内の投入口1ea近傍へ改良材を供給する。
改良材供給噴霧手段2の噴霧筒2bは、図3に示す如く円筒状を成しスクリューフィーダ2aの吐出口2aaの下方に設けられていると共に、この噴霧筒2bの側面には投入口1eaより投入される小片化された粘性物に向けて開口した噴霧口2baが形成されており、スクリューフィーダ2aの吐出口2aaより供給される改良材を高速回転する円盤2cへと導くと共に、円盤2cの回転力により円盤2cの中心より法線方向へと飛ばされる改良材をその側面に開口した噴霧口2baへ導いて、その噴霧口2baから霧状に噴霧させるのである。
改良材供給噴霧手段2の円盤2cは、図3に示す如く噴霧筒2bの下方に噴霧筒2bと僅かに隙間を空けて設置され上面に複数の凸条部2caが設けられており、噴霧筒2bにより導かれた改良材をこの高速回転する円盤2cの上面に設けられた複数の凸条部2caによって円盤2cの中心より法線方向へと飛ばすと共に多少塊状になっている改良材を崩して粉末状にするのである。
ここで、この円盤2cが噴霧筒2bの下方に噴霧筒2bと僅かに隙間を空けて設置されているのは、仮に円盤2cを噴霧筒2b内に設置した場合には、噴霧筒2bの内面と円盤2c外周面との間に改良材が入り込んで固化してしまったり、噴霧筒2bの内面と円盤2c外周面との間から入り込んだ改良材が円盤2cを回転駆動させる円盤駆動手段2dの回転軸やそのベアリング等に付着して固化してしまったりして、円盤2cの回転の抵抗となってしまうばかりでなく、円盤駆動手段2dに過大な負荷をかけて故障の原因となってしまう恐れがあるので、円盤2cが噴霧筒2bの下方に噴霧筒2bと僅かに隙間を空けて設置されていることにより、噴霧筒2bの下縁と円盤2cの上面との間に入り込んでしまった改良材は、円盤2cの回転力によってその僅かな隙間より解砕混練室1へと飛ばされるので、円盤2cの回転の抵抗や円盤駆動手段2dの故障の原因を排除できるからである。
そして、この円盤2cとしては、その上面に複数の凸条部2caが設けられているものであれば何でもよいが、図4に示す如くその中心より放射方向に複数設けられていれば、より確実且つ広範囲に改良材を解砕混練室1内に霧状に拡散させることができるので、小片化された粘性物と改良材との混合状態が向上して好ましい。
改良材供給噴霧手段2の円盤駆動手段2dとしては、例えばモータ等の回転軸を円盤2cの中心に穿設された穴に直接嵌入しモータ等を回転駆動させることにより円盤2cを高速回転できるように構成されていてもよいが、図1及び図3に示す如く解砕混練室1外に設置されその回転軸にプーリが嵌着されたモータと、その上方が円盤2cの中心に穿設された穴に嵌入されその中間に設けられたベアリングを介して軸支されその下方にプーリが嵌着された円盤回転軸と、両プーリに掛け渡されるベルトと、これらが収納される筐体とで円盤駆動手段2dを構成すれば、円盤駆動手段2dは改良材が浮遊する解砕混練室1内の雰囲気に直接曝されるれることがないから、円盤駆動手段2dの寿命を伸ばすことができるので好ましい。
このように構成されている改良材供給噴霧手段2は、その噴霧筒2bに開口した噴霧口2baが投入口1eaより投入される小片化された粘性物に向くようにしてそのスクリューフィーダ2aを解砕混練室1の側壁1c又は天井材1eを貫通するように設置すればよいが、図1又は図3に示す如くそのスクリューフィーダ2aが上流壁1dを貫通するように設置されることにより、改良材供給噴霧手段2を解砕混練室1内の投入口1ea近傍であってコンベア1aによる移送方向の最も上流側に設ければ、改良材供給噴霧手段2の噴霧筒2bの噴霧口2baより噴霧される改良材が解砕混練室1の下流側の方まで更に霧状に拡散され易いから、解砕混練室1内がコンベア1a上に移送されてくる粘性物や複数の混練解砕刃1bbにより上流側へ押し飛ばされる粘性物に改良材が再付着し易い雰囲気となるので、小片化された粘性物と改良材との混合が向上して好ましい。
次に、このような構成の本発明に係る混練解砕装置の動作方法について説明する。
初めに準備として、水分を含有する汚泥等より構成される小片化された粘性物を用意すると共に改良材供給噴霧手段2のスクリューフィーダ2aに接続された解砕混練室1外に別途設けられているサイロ等に改良材を収容する。
この際、図示しないが別途設置された切出装置等により小片化された粘性物をバケットコンベアやフード付コンベア等のコンベアによって移送することにより解砕混練室1の天井材1eの上流側に開口した投入口1eaへ投入する態様の場合や、図1に示す如く切出装置Kが解砕混練室1の天井材1eの上流側に開口した投入口1ea上に設けられている態様の場合には、切出装置Kに水分を含有する汚泥等より構成される粘性物を供給する。
このような準備が完了した後に、改良材供給噴霧手段2のスクリューフィーダ2a,改良材供給噴霧手段2の円盤駆動手段2d,解砕混練室1のコンベア1a及び解砕混練室1の回転軸駆動手段1bcをそれぞれ起動させると共に、別途切出装置等やコンベア等が設置されている態様の場合や、切出装置Kが解砕混練室1の天井材1eの上流側に開口した投入口1ea上に設けられている態様の場合には、それぞれ起動させる操作を行う。
このような操作により、小片化された粘性物が解砕混練室1の天井材1eに開口した投入口1eaよりコンベア1a上の上流側に投入されるが、この際に改良材供給噴霧手段2は、スクリューフィーダ2aの吐出口2aaから改良材を吐出させ、吐出した改良材を円盤駆動手段2dにより高速回転させる円盤2cの回転力によって噴霧筒2bの噴霧口2baより小片化された粘性物に向けて噴霧すると共に解砕混練室1内に霧状に拡散させるので、投入口1eaより投入された小片化された粘性物はその表面に全体的に改良材が付着した状態でコンベア1a上の上流側に投入されると共に、解砕混練室1内は霧状に噴霧された改良材が浮遊した雰囲気となるのである。
この小片化された粘性物はその表面に全体的に改良材が付着した状態でコンベア1a上の上流側に次々と投入されるから、投入される小片化された粘性物は複数積み重なった状態でコンベア1a上の上流側から下流側へと移送されるが、複数積み重なった状態の粘性物は個々にその表面に全体的に改良材が付着した状態で移送されるから、小片化された粘性物同士はその表面に全体的に付着した改良材を介して接触することになり、その際粘性物中からしみ出して来る水分により再び塊状になろうとするが、コンベア1aの上流側の中間近傍から下流側にかけて複数設けられた混練解砕手段1bまで移送されてくる間にも粘性物中の水分と改良材との反応が起こり粘性物中の水分量が減少して塊状になり難い状態になるのである。
そして、複数積み重なった状態の粘性物は、それぞれの表面に全体的に改良材が付着した状態でコンベア1aの上方に上流側の中間近傍から下流側にかけて複数設けられた混練解砕手段1bの最も上流側に位置する混練解砕手段1bまで移送されてくると、混練解砕手段1bの回転軸駆動手段1bcによりコンベア1aによる移送方向と反対方向になるように回転される回転軸1baの側面より突設された複数の混練解砕刃1bbが移送されて来る粘性物の方向へ次々と回転してくることによって、粘性物は改良材と混練されると共に更に細かく解砕されるが、この解砕混練される粘性物の一部は、改良材供給噴霧手段2により霧状に噴霧された改良材が浮遊した雰囲気の解砕混練室1内を、コンベア1aによる移送方向と反対方向になるように回転される複数の混練解砕刃1bbによってコンベア1aの上流方向に向かって押し飛ばされるので、この押し飛ばされた粘性物の表面には再度改良材が付着し粘性物に対する改良材の混合状態が更に均一になるのである。
このようにコンベア1a上を移送されて来る粘性物は、コンベア1a上を上流側から下流側に向けて移送されている間やコンベア1aによる移送方向と反対方向になるように回転される複数の混練解砕刃1bbにより上流方向へ押し飛ばされている間において改良材と粘性物に含有されている水分とが反応する工程と、コンベア1aによる移送方向と反対方向になるように回転される複数の混練解砕刃1bbにより改良材との混練される共に更に細かく解砕される工程と、改良材供給噴霧手段2により霧状に噴霧された改良材が浮遊した雰囲気の解砕混練室1内においてコンベア1a上を移送している間やコンベア1aによる移送方向と反対方向になるように回転される複数の混練解砕刃1bbにより押し飛ばされている最中に改良材が再付着するという工程とを何度も繰り返して、最終的にコンベア1aの下流側より粒状になった改良土として排出されるのである。
そして、本発明装置はこのような工程を繰り返して行うことができるものであるから、最小限の改良材によって改良材が均一に混合されその反応状態が均一な所望の大きさや形状の粒状になった良好な改良土を得ることができるので、改良材を無駄にすることがないと共に粘性物を粒状になった品質が一定で良好な改良土へと処理する効率を飛躍的に向上させることができ、また混練解砕刃1bbの数や形状等,回転軸等の数や位置等や,コンベア1aの長さ等を適宜変更することにより、様々な用途に使用することができる様々な大きさ、形状や強度の良質な改良土を得ることができるのである。
本発明に係る混練解砕装置の1実施例の側断面説明図である。 図1のA−A線拡大要部概略説明断面図である。 本発明に係る混練解砕装置の改良材供給噴霧手段の1実施例の側断面説明図である。 図3のB−B線拡大断面図である。 本発明に係る混練解砕装置の混練解砕手段の他の実施例の正面説明図である。
符号の説明
1 解砕混練室
1a コンベア
1b 混練解砕手段
1ba 回転軸
1bb 混練解砕刃
1bc 回転軸駆動手段
1bd 混練解砕刃支持軸
1c 側壁
1d 上流壁
1e 天井材
1ea 投入口
2 改良材供給噴霧手段
2a スクリューフィーダ
2aa 吐出口
2b 噴霧筒
2ba 噴霧口
2c 円盤
2ca 凸条部
2d 円盤駆動手段
K 切出装置

Claims (8)

  1. 上流側上方より水分を含有する汚泥等より構成される小片化された粘性物が投入され下流側より粒状になった改良土を排出させるコンベア(1a)と、該コンベア(1a)の上方に上流側の中間近傍から下流側にかけて複数設けられており該コンベア(1a)の長手方向と略直角な方向にその軸心を有し回転自在に軸支されている回転軸(1ba)の側面より突設された複数の混練解砕刃(1bb)を回転軸駆動手段(1bc)により該コンベア(1a)上の粘性物を該コンベア(1a)による移送方向と反対方向に押し飛ばすように回転させる混練解砕手段(1b)と、該コンベア(1a)の上流側の端縁近傍から下流側の端縁近傍にまで亘って該コンベア(1a)の長手方向の両端縁近傍より略鉛直に立設されている一対の側壁(1c,1c)と、該両側壁(1c,1c)の上流側の側縁間に立設されている上流壁(1d)と、該両側壁(1c,1c)の上縁と上流壁(1d)の上縁とにその端縁を連結されて該コンベア(1a)の上方を覆っておりその上流側には小片化された粘性物を該コンベア(1a)上面に投入するための投入口(1ea)が開口した天井材(1e)とを備えた解砕混練室(1)と、
    該解砕混練室(1)内の投入口(1ea)近傍へ改良材を供給するスクリューフィーダ(2a)と、円筒状を成し該投入口(1ea)より投入される小片化された粘性物に向けて開口した噴霧口(2ba)が側面に形成され該スクリューフィーダ(2a)の吐出口(2aa)の下方に設けられている噴霧筒(2b)と、該噴霧筒(2b)の下方に該噴霧筒(2b)と僅かに隙間を空けて設置され上面に複数の凸条部(2ca)が設けられている円盤(2c)と、該円盤(2c)を高速回転させる円盤駆動手段(2d)とから成り、該円盤(2c)の回転力によって改良材を該噴霧筒(2b)の噴霧口(2ba)より解砕混練室(1)内に霧状に拡散させる改良材供給噴霧手段(2)とから構成されていることを特徴とする混練解砕装置。
  2. 解砕混練室(1)の一対の側壁(1c,1c),上流壁(1d)及び天井材(1e)の内面が、水分を含有する汚泥等より構成される小片化された粘性物との摩擦が小さい低摩擦材料で形成されている請求項1に記載の混練解砕装置。
  3. 解砕混練室(1)の天井材(1e)の一部又は全部が、幅方向が上方に円弧を成すように着脱自在に設置されている可撓性シートで構成されている請求項1又は2に記載の混練解砕装置。
  4. 解砕混練室(1)の天井材(1e)を間欠的に打撃して該天井材(1e)の内面に付着した粘性物をコンベア(1a)上に落下させるための打撃装置が更に設けられている請求項1から3までの何れか1項に記載の混練解砕装置。
  5. 改良材供給噴霧手段(2)が、解砕混練室(1)内の投入口(1ea)近傍であってコンベア(1a)による移送方向の最も上流側に設けられている請求項1から4までの何れか1項に記載の混練解砕装置。
  6. 改良材供給噴霧手段(2)の円盤(2c)の凸条部(2ca)が、該円盤(2c)の中心より放射方向に複数設けられている請求項1から5までの何れか1項に記載の混練解砕装置。
  7. 解砕混練室(1)の混練解砕刃(1bb)が、回転軸(1ba)の外周に該回転軸(1ba)と平行にその軸心を枢支された複数の混練解砕刃支持軸(1bd)に回転自在に軸支されている混練解砕刃である請求項1から6までの何れか1項に記載の混練解砕装置。
  8. コンベア(1a)の移動速度及び/又は混練解砕刃駆動手段(2d)の回転速度が調整可能である請求項1から7までの何れか1項に記載の混練解砕装置。
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