JP2011072882A - 再生造粒物の製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】汚泥の脱水ケーキや建設残土などに、固化材、添加剤等を加え材質・性状を改良し、造粒物を造る再生造粒物の製造に際し、取り出した一部の材料の含水率を基に投入する水分量を算定しているので、材料の水分量が均一でないと、投入する水分量を正確に算出できない。
【解決手段】ドラム内に貯えられた材料の水分量を測定するための水分センサーを備え、前記ドラムへ設けられた水供給手段が前記水分センサーで測定された材料の水分量を基に算定された供給水量をドラムへ供給する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、汚泥等水分を多量に含んだ泥を、脱水装置を用いて絞った後の細粒物の塊（以下、脱水ケーキという）、または建設残土などに、固化材、添加剤等を加え材質・性状を改良し、造粒物を造る再生造粒物の製造装置に関する。

従来、脱水ケーキの殆どが産業廃棄物として処理業者へ引き渡すなどの方法で処理されていた。
しかしながら、最近では資源のリサイクル化の動向により、この脱水ケーキなどを再び資源として活用することが求められている。
脱水ケーキの再利用の方法としては、主に脱水ケーキを粒状に成形することで造粒物とし、この造粒物を園芸材料、建設資材などへ活用することが進められている。

これらの造粒物を得るための方法としては、従来から殆どの場合、生コンクリート混練用のミキサを代用していた。そのため、製造された造粒物は、その外部のみに固化材がコーティングされた状態になり全体の結合力が弱く、圧縮強度の著しく弱いものであった。
これに対して、本出願人は特開２０００−１４０８０号において、従来の造粒物の製造工程である「粉砕工程」、「混合工程」、「造粒工程」に加えて混合材料を強力に練りこむ「ねっか工程」を行なうことを提案している。
造粒物の製造工程において、十分に材料のねっかを行なうことで、従来に増した圧縮強度に富んだ造粒物を得ることができる。

一般に脱水ケーキを造粒化する際には、造粒装置へ脱水ケーキを投入し、小さくほぐしながら粉砕する粉砕工程を行なった後、粉砕物に固化材として、水とセメントを加え攪拌する混合工程を行ない、材料同士を十分に拡散し混ぜ合わせて全体に均一化させる。
その後、ねっか工程として、材料を装置内部で押し付け、はがし作用を繰り返して材料を十分に練りこむ工程を行なってから、造粒工程として材料を小さい固まりに分断して粒状の造粒物を成形することを行なう。

ところで、前述の混合工程において投入される水は材料の性状に大きな影響を与えるものである。
従来、再生造粒物の製造装置へ投入する水分量の決定は、以下のように行なわれる。まず、造粒装置への投入以前に材料の一部を取り出し、その含水率を水分測定センサーによって求める。その取り出した一部の材料の含水率を材料全体の含水率と仮定し、この仮定の水分率から材料全体に含まれる仮定の含水量を算出する。そして、材料に必要な水量に対して仮定の含水量を差し引いた水分量を投入する水分量として算出し造粒装置へ投入していた。

特開２０００−１４０８０号

しかしながら、前述の水分量の投入方法では、取り出した一部の材料の含水率を基に投入する水分量を算定しているので、材料の水分量が均一でなく偏りがある場合では、取り出した一部の材料の含水率をそのまま材料全体の含水率と仮定することができず、投入する水分量を算出できない。
そこで、材料を造粒装置へ投入する前の工程において、材料の練り混ぜを十分に行ない、材料全体の含水率を均一化する必要がある。

そのため、造粒のための時間が多大となり、短時間で造粒することが困難で大量の脱水ケーキの処理が困難となっている。
また、造粒装置のほかに前工程のための材料混練装置が必要となり、設備のたものコストが大きくなってしまっていた。
したがって、本発明は、低コストで、短時間に大量の材料を造粒することを可能とする再生造粒物の製造装置を提供することを目的とする。

本発明は、材料を内部に貯えるドラムと、該ドラム内で回転する撹拌翼を備え、該攪拌翼が任意の回転方向、回転スピードで回転することにより、該材料の混練・造粒を行う再生造粒物の製造装置において、該ドラム内に貯えられた該材料の水分量を測定するための水分センサーを備え、前記ドラムへ設けられた水供給手段が前記水分センサーで測定された材料の水分量を基に算定された供給水量をドラムへ供給することを特徴とする。

本発明によれば、水分センサーによりドラムへ投入される材料の含水率を自動的に測定することにより、造粒に最適な水分量を該ドラムに供給でき、安定した造粒物を得ることができる。
電流測定器により、混練の状態を把握し、造粒に最適な混練状態になった場合、自動的に造粒工程に移行する。それにより、余分な電力を消費することなく、安定した造粒物を得ることができる。

請求項２記載の再生造粒物の製造装置においては、水分センサーを上下方向に動かすことにより、ドラムへの材料投入量に影響を受けることなく、正確な含水率を測定できる。
請求項３記載の再生造粒物の製造装置においては、混練を行いながら含水率の測定を実施するため、すばやく含水率を得ることができる。

以下に本発明の実施の形態について図を用いて説明する。
図１は、本発明の実施例である再生造粒物の製造装置の断面図を示す。
実施の形態の一例として、ドラム２の上部に設置された水分センサー１と、回転軸１０が縦型に設置され公転しながら自転する攪拌翼３を備えた、再生造粒物の製造装置について記載する。
本発明の実施例である再生造粒物の製造装置は、材料１４を内部に貯えるドラム２と、該ドラム２内で回転する撹拌翼３を備えている。

前記ドラム２は、円筒形の桶状の容器で形成され、円筒形上部から材料１４を投入する投入口を設け、底部には、開閉可能に設けられ造粒物を排出する排出口が備えられている。
ドラム２には、ドラム２内で回転する撹拌翼３が設けられており、攪拌翼３が付設されている回転軸１０はドラム２の外部に設けられたモーター６を備えている。
攪拌翼３には、回転軸１０へ複数の回転羽根１１が設けられ、回転軸１０の回転によりドラム２内の材料１４を攪拌混合する。

前記ドラム２にはドラム２内の材料１４の水分率を測定する水分センサー１が設けられている。この水分センサー１には接触した材料１４の水分量を測定する測定部が備えられており、材料１４の水分測定を行なうことができる。
水分センサー１は、ドラム２に設けられた移動手段１２によって、上下方向へ移動可能になされている。
移動手段１２には、シリンダー４などの駆動源により上下動するステー１３が設けられ、このステー１３の下方先端部へ水分センサー１が備えられている。

次に本発明の再生造粒物の製造装置を使用方法について説明する。
まず、ドラム２へ材料１４として脱水ケーキ、水、混和材などの投入を行った後、一定時間の混練を行う。
その後、攪拌翼３の回転を停止させ、シリンダー４を伸長させて水分センサー１を下方向へ動かすことにより、水分センサー１の測定部を材料に接触させ、ドラム内にある材料１４の水分測定を行なう。
このとき、水分センサー１の高さ位置は、シリンダー４により、任意に設定することができ、ドラム２への材料１４の投入量の多少に影響を受けることなく、含水率を測定できる。

また、含水率の測定を一定時間の混練後に行なうことにより十分に混練され均一化された材料１４の含水率を測定するため、正確な値を得ることができる。
測定した含水率より、追加投入する水分量を決定し、水分の追加が必要な場合は算出した量の水を水投入口５から追加投入し、さらに混練を行なうことで、所望する水分量を含んだ混合物を得ることが可能となる。
これにより、材質や強度が一定に均等化され安定した性状の造粒物を製造することができる。

次に他の実施例について、以下に説明する。
再生造粒物の製造装置において、混練する材料１４の状態により攪拌翼にかかる負荷電流値が変わることが知られている。
投入される材料１４である脱水ケーキと、水と、混和材が均一に混ざっていない状態では、攪拌翼３にかかる負荷電流値が安定しない。一方、脱水ケーキと、水、混和材が十分に混ざり合い材料同士が均一に混ざった状態では、攪拌翼３にかかる負荷電流値が安定する。
そこで、攪拌翼３の回転に用いられる駆動用のモーター６の電流を連続的に測定できる電流測定器７を備え、モーター６の電流を検出することで、投入された材料１４が十分に混ざり合い均一な状態になされているかを検知する。

本実施例の電流測定器の設置フロー図を図２に示す。
電流測定器７は攪拌翼３のモーター６の電源供給部に接続され、モーター６に流れる電流を測定している。
測定した電流は記憶部８に記憶され、制御演算部９にて記憶された電流値と比較し電流値の変位を算出して、電流値の変位が微小になる電流値の安定を判断する。
撹拌翼３が一周する毎の電流測定器７により測定した電流の標準偏差が一定値以下になった場合を電流値の安定と判断し、投入された材料１４が均一に一様に混ざった状態であるとし、混合工程の終了を判断して造粒工程に移行する。
これにより、投入された材料１４が十分に混ざり合い均一な状態まで確実に混合工程を実施することができ、材料同士の良質な混合を行なうことができる。

また、本発明の別の実施例として以下の実施例を説明する。
前述の実施例において、水分センサー１の測定部へ材料１４が付着すると、次バッチにおいて、含水率を正しく測定できない可能性がある。
そこで、水投入口５の直下へ水分センサー１を設置し、ドラムへ給水する際に水を勢いよく水分センサー１の測定部へかけることにより、水分センサー１の測定部に付着した付着物を洗い流すようになされている。
これにより、混合を行なう毎バッチの水投入の際に水分センサー１の測定部へ付着する付着物を除去することができ、毎回の水分測定をより正確に行なうことができる。

上記実施例では、回転軸１０が縦型に設置され、公転しながら自転する攪拌翼３を備えた、再生造粒物の製造装置について記載したが、この他に縦方向もしくは横方向に攪拌翼３の回転軸１０が設置された再生造粒物の製造装置にも同じように適用でき、同様の効果を得ることができる。
また、水分センサー１を上下方向に可動させる移動手段についても、前記実施例では駆動源としてシリンダー４を用いて説明しているが、本発明はこれに限定するものではなく、駆動源として他の動力源を用いても良い。例えば、駆動源としてモーターを用いた構造とすることも可能であり、よりコンパクトな装置とすることができる。

次に、前述の実施の形態で記載した実施例と異なる例として、ドラム２の内部に設置された水分センサー１と、回転軸１０が縦型に設置され公転しながら自転する攪拌翼３を備えた、再生造粒物の製造装置について記載する。
図３は、本装置の断面図である。
本実施例では、前記実施例と異なり、水分センサー１がドラム２内の攪拌翼３に取り付けてあり、攪拌翼３の近傍にある材料１４の水分測定を行なうことができる。
これにより混練と同時に水分センサー１の測定部を材料１４に接触させることが可能となり、混練される材料１４の水分測定を確実に行なうので、正確な含水率の測定を行なうことができる。
また、攪拌翼３の回転を制御する制御部が、水分センサー１を水投入口５の直下へ配置するように攪拌翼３の回転を停止するようになされており、水を勢いよく水分センサー１の測定部にかけることにより、付着物を洗い流す。

上記実施例では、回転軸１０が縦型に設置され、公転しながら自転する攪拌翼３を備えた、再生造粒物の製造装置について記載したが、この他に縦方向もしくは横方向に攪拌翼３の回転軸１０が設置された再生造粒物の製造装置にも同じように適用でき、同様の効果を得ることができる。
また、図１に示すように前記実施例において、水分センサー１は攪拌翼３の回転軸１０付近に設置されているが、水分センサー１をドラム２の中央部付近や攪拌翼３に設置することにより、混練と同時に、水分の測定を行なうことができる。

実施例の断面概念図。 実施例の構成説明フロー図。 他の実施例の断面概念図。

１ 水分センサー
２ ドラム
３ 攪拌翼
４ シリンダー
５ 水投入口
６ モーター
７ 電流測定器
８ 記憶部
９ 制御演算部

Claims (7)

1. 材料を内部に貯えるドラムと、該ドラム内で回転する撹拌翼を備え、該攪拌翼が任意の回転方向、回転スピードで回転することにより、該材料の混練・造粒を行う再生造粒物の製造装置において、該ドラム内に貯えられた該材料の水分量を測定するための水分センサーを備え、前記ドラムへ設けられた水供給手段が前記水分センサーで測定された材料の水分量を基に算定された供給水量をドラムへ供給することを特徴とする再生造粒物の製造装置。
2. 前記水分センサーが、上下方向に可動させる移動手段を備えていることを特徴とする請求項１記載の再生造粒物の製造装置。
3. 前記水分センサーが、前記ドラム内部に設置され、前記攪拌翼と共に可動することを特徴とする請求項１記載の再生造粒物の製造装置。
4. 前記水分センサーが、水供給手段の水投入口直下に備えられることを特徴とする請求項２記載の再生造粒物の製造装置。
5. 前記水分センサーが、攪拌翼が停止したときに水投入口直下の位置に停止することを特徴とする請求項３記載の再生造粒物の製造装置。
6. 前記攪拌翼のモーターの電流を連続的に測定できる電流測定器を備えたことを特徴とする請求項４または請求項５記載の再生造粒物の製造装置。
7. 前記撹拌翼が一周する毎に、前記電流測定器により測定した電流の標準偏差を求め、その値が一定値以下になった場合、造粒工程に移行することを特徴とする請求項６記載の再生造粒物の製造装置。

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