JP2014050798A

JP2014050798A - 回転式圧力篩い処理装置

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Publication number: JP2014050798A
Application number: JP2012197117A
Authority: JP
Inventors: Toshiharu Kameyama; 敏治亀山; Hiroyuki Nakamura; 博之中村; Chuichi Yamamoto; 中一山本
Original assignee: Kantechs Co Ltd
Current assignee: Kantechs Co Ltd
Priority date: 2012-09-07
Filing date: 2012-09-07
Publication date: 2014-03-20

Abstract

【課題】処理対象物の篩い分けにおいて、処理対象物が水分を含んだ状態であっても、効率的、かつ、精度良く処理対象物を所定の大きさに篩い分けのできる回転式圧力篩い処理装置を提供する。
【解決手段】内周面側に投入された処理対象物から所定粒径の処理対象物を内周面側から外周面側に通過させる篩い目からなる周壁を有する円筒状のドラムと、ドラム内に偏心して設けられる円筒状のロータを備え、ロータの外周面若しくはドラムの内周面のいずれか一方、又はロータの外周面及びドラムの内周面の両方から、半径方向に突出する羽根を軸線方向に沿って複数設け、ドラムとロータとを回転させてドラムの内周面側に投入された処理対象物を篩い分けるようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、回転式圧力篩い処理装置に関し、特に、処理対象物を摩砕しながら篩い分けを可能とする回転式圧力篩い処理装置に関する。

従来、処理対象物である汚染土壌の団粒化された粒状体を種々の大きさに細粒化する装置として、特許文献１に示すような細粒化装置が開示されている。このような細粒化装置では、処理対象物の粗い解砕処理、いわゆる摩砕処理を行うため、処理対象物を一次細粒化機に加水しながら投入し、この一次細粒化機から排出された泥状の処理対象物を振動スクリーンにより、粒径が１０ｍｍ以上の処理対象物と１０ｍｍ未満の処理対象物とに篩い分け処理し、振動スクリーンにより篩い分けられたうちの１０ｍｍ未満の粒径の処理対象物を、さらに、二次細粒化機に加水しながら投入して、より小さな粒径の処理対象物に摩砕処理している。このような一次細粒化機及び二次細粒化機は、それぞれ、軸方向に沿って内周面に取り付けられ、中心方向に突出する複数の外羽根を有する円筒状の回転ドラムと、外周面から径方向に突出する複数の内羽根が軸方向に沿って取り付けられ、回転ドラムの内部に回転ドラムに対し偏心して取り付けられたロータとにより構成され、回転ドラムとロータとの間に処理対象物を投入し、外羽根と内羽根との間で圧力を加え、処理対象物同士をすりもみすることで摩砕処理するものである。また、二次細粒化機は、回転ドラムの外羽根とロータの内羽根との距離が、一次細粒化機よりも近接するように設けることで、一次細粒化機よりも二次細粒化機の方がより細かな摩砕処理を可能としている。

特開２０００−２７１５０６号公報

しかしながら、上記細粒化装置では、一次細粒化機と二次細粒化機とを個別に設け、さらに、一次細粒化機で処理された処理対象物を振動スクリーンにより選別しているため、一次細粒化機、二次細粒化機及び振動スクリーンを配置するスペースを確保する必要がある。即ち、従来の細粒化機では、処理対象物を回転ドラムの外羽根とロータの内羽根との間の距離を変化させることで、処理対象物を摩砕処理するときの粒径の大きさを調整できるものの、摩砕処理後の処理対象物を所定の大きさに選別するには、篩分け装置である振動スクリーンを別途用意する必要がある。このため、処理対象物に対する一次細粒化機、二次細粒化機のそれぞれによる摩砕処理及び振動スクリーンによる篩い分け処理の処理速度が同一であれば、一次細粒化機から振動スクリーン、振動スクリーンから二次細粒化機へと円滑に処理することが可能となるが、処理速度が異なる場合には処理速度が最も遅い工程に依存し、処理速度が速い工程で処理された処理対象物をストックするための一次的な置き場を用意する必要が生じ、円滑な処理をすることができないという空間的及び時間的な問題が生じている。

そこで、本発明では、空間的及び時間的な問題を生じさせずに、処理対象物を円滑に細粒化し、種々の所定粒径の大きさに選別する処理することを可能にする回転式圧力篩い処理装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するための回転式圧力篩い処理装置の構成として、内周面側に投入された処理対象物から所定粒径の処理対象物を内周面側から外周面側に通過させる篩い目からなる周壁を有する円筒状のドラムと、ドラム内に偏心して設けられる円筒状のロータを備え、ロータの外周面若しくはドラムの内周面のいずれか一方、又はロータの外周面及びドラムの内周面の両方に、半径方向に突出する羽根を設け、ドラムとロータとを回転させてドラムの内周面側に投入された処理対象物を篩い分ける構成とした。
本構成によれば、摩砕処理と篩い分け処理とを同時に行うことができるので、装置の設置に係る空間を省スペース化しながら、処理に係る時間を短縮させることができる。即ち、ドラムの内周面側に投入された処理対象物が、ロータの外周面若しくはドラムの内周面のいずれか一方、又はロータの外周面及びドラムの内周面の両方において半径方向に突出する羽根により加圧、掻き上げられて、処理対象物同士がぶつかり、すりもみされることにより、粒径の大きな処理対象物から粒径の小さな処理対象物を分離させたり、粒径の大きな処理対象物を粒径の小さな処理対象物に解砕させたりする摩砕処理が行なわれ、摩砕処理された処理対象物のうち、篩い目から篩い目よりも粒径の小さな処理対象物を通過させることで、篩い目の大きさよりも大きな粒径の処理対象物と、篩い目よりも小さな粒径の処理対象物とに分類して篩い分けすることができる。特に、ロータの外周面に羽根を設けた場合には、ドラムに対してロータが偏心して設けられているため、ロータの外周面に設けられた羽根が、ドラムとともに回転する処理対象物をドラムに押し付けるように作用することにより、篩い目に目詰まりした処理対象物がドラムに押し付けられた処理対象物によって押し出されるので、篩い分けの効率低下を防止しながら篩い分けすることができる。つまり、篩い目の目詰まりを自動的に解消することができる。さらに、篩い目よりも粒径の小さな処理対象物同士が水分を媒体として大きな粒径を形成していても、羽根が処理対象物を篩い目に擦りつけるように加圧するので、粒径の小さな処理対象物同士の結びつきを解除、又は、結びつきの形状を変形させながら篩い目から強制的に押し出されて、篩い目よりも粒径が小さな処理対象物として篩い分けすることができる。
また、上記課題を解決する回転式圧力篩い処理装置の他の構成として、ドラムの外周を囲繞するようにドラムの軸線に対して偏心して設けられ、ドラムの篩い目を通過した処理対象物を篩い分ける、ドラムの篩い目よりも細かい篩い目からなる周壁を有する円筒状の外側ドラムを設け、ドラムの外周面若しくは外側ドラムの内周面、又はドラムの外周面及び外側ドラムの内周面に、半径方向に突出する羽根を設け、ドラムと外側ドラムとを回転させて、ドラムの篩い目を通過した処理対象物をさらに篩い分ける構成とした。
本構成によれば、ドラムの篩い目を通過した処理対象物は、ドラムの外周面若しくは外側ドラムの内周面のいずれか一方、又はドラムの外周面及び外側ドラムの内周面の両方において半径方向に突出する羽根により掻き上げられて、処理対象物同士がぶつかり、すりもみされることにより、粒径の大きな処理対象物から粒径の小さな処理対象物を分離させたり、粒径の大きな処理対象物を粒径の小さな処理対象物に解砕させたりして処理対象物が摩砕処理されて、篩い目から篩い目よりも粒径の小さな処理対象物を通過させることで、篩い目の大きさよりも大きな粒径の処理対象物と、篩い目よりも小さな粒径の処理対象物とに篩い分けすることができる。特に、ドラムの外周面に羽根を設けた場合には、ドラムに対して外側ドラムが偏心して設けられているため、ドラムの外周面に設けられた羽根が、外側ドラムとともに回転する処理対象物を外側ドラムに押し付けるように作用することにより、篩い目に目詰まりした処理対象物が外側ドラムに押し付けられた処理対象物によって押し出されるので、篩い分けの効率低下を防止しながら篩い分けすることができる。つまり、回転式圧力篩い処理装置の篩い分けによって、篩い目の目詰まりを自動的に解消することができる。さらに、篩い目よりも粒径の小さな処理対象物同士が水分を媒体として大きな粒径を形成していても、羽根が処理対象物を篩い目に擦りつけるように加圧するので、粒径の小さな処理対象物同士の結びつきを解除、又は、結びつきの形状を変形させながら篩い目から強制的に押し出されて、篩い目よりも粒径が小さな処理対象物としてより細かく篩い分けすることができる。
また、上記課題を解決するための回転式圧力篩い処理装置の構成として、ロータはドラムに対して逆向きに回転する構成とした。
本構成によれば、上記効果に加え、ロータの外周面若しくはドラムの内周面のいずれか一方、又はロータの外周面及びドラムの内周面の両方において半径方向に突出して設けられた羽根が、ドラムとともに回転する処理対象物に対して大きな相対速度でぶつかることにより、処理対象物同士が勢い良くぶつかり、すりもみされるので、より効率的に粒径の大きな処理対象物から粒径の小さな処理対象物に分離させたり、粒径の大きな処理対象物を粒径の小さな処理対象物に解砕させたりする摩砕処理ができる。
また、上記課題を解決するための回転式圧力篩い処理装置の構成として、外側ドラムは、ドラムに対して逆向きに回転する構成とした。
本構成によれば、上記効果に加え、ドラムの外周面若しくは外側ドラムの内周面のいずれか一方、又はドラムの外周面及び外側ドラムの内周面の両方において半径方向に突出して設けられた羽根が、ドラムとともに回転する処理対象物に対して大きな相対速度でぶつかることにより、処理対象物同士が勢い良くぶつかり、すりもみされるので、より効率的に粒径の大きな処理対象物から粒径の小さな処理対象物に分離させたり、粒径の大きな処理対象物を粒径の小さな処理対象物に解砕させたりする摩砕処理ができる。

回転式圧力篩い処理装置の概略側面図である。回転式圧力篩い処理装置の概略平面図及び部分拡大図である。ロータ及びドラムの構成を示す図である。ドラム及び外側ドラムの構成を示す図である。回転式圧力篩い処理装置による処理対象物の篩い分けを模式的に示す図である。

以下、発明の実施形態を通じて本発明を詳説するが、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではなく、また実施形態の中で説明される特徴の組み合わせのすべてが発明の解決手段に必須であるとは限らず、選択的に採用される構成を含むものである。

実施形態１
図１は、処理対象物を所定粒径の大きさに篩い分ける回転式圧力篩い処理装置の一例としての透視側面図を示し、図２は回転式圧力篩い処理装置の平面図及び部分拡大図を示す。以下、図１及び図２を用いて回転式圧力篩い処理装置１について説明する。
回転式圧力篩い処理装置１は、概略、基台部１１と、摩砕篩い処理部１２とを備える。基台部１１は、摩砕篩い処理部１２において所定粒径の大きさに篩い分けされた処理対象物を受ける受け容器１３Ａ；１３Ｂ；１３Ｃに排出するため、摩砕篩い処理部１２を地面などの床面１４から所定距離離間させる台座である。基台部１１上には、摩砕篩い処理部１２が配設され、後述する摩砕篩い処理部１２の排出口に対応する位置にロート状の排出部１５Ａ；１５Ｂ；１５Ｃが設けられる。この排出部１５Ａ；１５Ｂ；１５Ｃの下側に、上方が開口する一方開口の箱体からなる受け容器１３Ａ；１３Ｂ；１３Ｃがそれぞれ配置される。

摩砕篩い処理部１２は、処理対象物の投入口であるホッパ２１と、ホッパ２１から投入された処理対象物を摩砕処理、篩い分け処理を行うロータ２２、ドラム２３及び外側ドラム２４と、ロータ２２、ドラム２３、外側ドラム２４の回転動作を制御する制御装置５０とを備える。
ホッパ２１は、基台部１１の長手方向一端側に設けられ、摩砕篩い処理部１２のドラム２３の内部に処理対象物を落下させる。

図３は、図２におけるドラム２３のＫ−Ｋ断面及びロータ２２を示す図である。このＫ−Ｋ断面は、ロータ２２の軸線Ｂとドラム２３の軸線Ａとを通る平面における断面である。また、図４は、図２における外側ドラム２４のＧ−Ｇ断面及びドラム２３を示す図である。このＧ−Ｇ断面は、外側ドラム２４の軸線Ｃとドラム２３の軸線Ａとを通る平面における断面である。
以下、図３，図４を参照し、ドラム２３，ロータ２２及び外側ドラム２４について説明する。なお、本実施形態では、ドラム２３，ロータ２２及び外側ドラム２４は、それぞれ軸線が水平に設けられているものとする。
ドラム２３は、両端が開口する円筒状の筒体であって、軸線Ａが基台部１１の長手方向に沿うように配置される。本実施形態１では、軸線Ａは水平となるように配置される。
ドラム２３は、ホッパ２１から投入された処理対象物を受ける受部２９と、処理対象物を篩い分ける篩い部３０と、篩い分けされた処理対象物を排出する排出部３１とにより構成される。

受部２９は、ホッパ２１の排出口２１Ａに対応する側に設けられ、ホッパ２１に投入された処理対象物を内周面２９ｂで受ける。受部２９の内周面２９ｂには、落下した処理対象物を篩い部３０側に送出するための送出羽根２９Ａを備える。
送出羽根２９Ａは、半径方向中心に向けて突出し、受部２９の内周面２９ｂの円周方向に沿ってジグザグ状（千鳥状）に複数配置される。各送出羽根２９Ａは、ドラム２３の回転にともなって処理対象物を篩い部３０側に送出可能な角度で傾斜して延長する。このドラム２３の軸線Ａに対する送出羽根２９Ａの傾斜角度を変更することにより、篩い部３０に送り出される処理対象物の量が制御される。なお、本実施形態１では、傾斜角度を軸線Ａと送出羽根２９Ａの延長方向とが交差する角度のうち鋭角側の角度とし、以下の説明においても同様とする。

篩い部３０は、受部２９よりも下流側に位置し、円筒状の周壁が、所定粒径の処理対象物を通過可能な寸法の篩い目３０Ａで形成される。篩い目３０Ａは、例えば、周壁の肉厚方向に貫通する丸孔や四角孔等の所定形状の孔をＪＩＳＺ８８０１の規定に従って周壁全域に形成したものである。本実施形態１では、篩い目３０Ａは、直径２０ｍｍの円孔が上記ＪＩＳの規定により形成され、処理対象物の粒径が２０ｍｍよりも小さい処理対象物と、２０ｍｍ以上の処理対象物とに篩い分けるものとして説明する。なお、篩い目３０Ａは、上記寸法に限らず、処理対象物を所定の寸法に分類可能な篩い目に適宜設定すれば良い。

この篩い部３０の内周面３０ｂには、中心方向に突出する突起部３２を備える。突起部３２は、篩い部３０の一端側から他端側に延長するように設けられ、円周方向に沿って所定距離離間して複数設けられる。突起部３２の離間する間隔は、円周方向に等ピッチや不等ピッチで設けられる。また、各突起部３２は、一端側から他端側に向けて断続的に、若しくは連続して設ければ良い。
突起部３２の形成は、例えば、所定寸法のパイプを軸線に沿って溶接や接着などの固定手段により内周面３０ｂに固着させれば良い。このように、篩い部３０の内周面３０ｂに突起部３２を設けることで、ドラム２３を回転させたときに、ドラム２３内に投入された処理対象物が突起部３２に引掛けられてドラム２３とともに回転しながら攪拌されるので、処理対象物に対して擬似的な圧力や振動を付与した状態となり、処理対象物同士が衝突して、粒径の大きな処理対象物から粒径の小さな処理対象物に分離したり、粒径の大きな処理対象物を粒径の小さな処理対象物に解砕したりする摩砕処理を効率的にすることができる。

排出部３１は、篩い部３０よりも下流側に設けられ、篩い部３０によって篩い分けられた処理対象物のうち粒径が２０ｍｍ以上の処理対象物を排出するための排出羽根３１Ａを備える。排出羽根３１Ａは、送出羽根２９Ａと同様に、半径方向中心に向けて突出し、排出部３１の内周面３１ｂの円周方向に沿ってジグザグ状（千鳥状）に複数配置される。各排出羽根３１Ａは、延長方向が軸線Ａに対して所定角度で傾斜して形成され、ドラム２３の回転にともなって掻き上げた処理対象物を排出可能な角度で傾斜する。従って、ドラム２３の軸線Ａに対する排出羽根３１Ａの傾斜角度を変更することにより、排出する処理対象物の量を制御することが可能となる。なお、本実施形態１では、排出部３１の排出羽根３１Ａと受部２９の送出羽根２９Ａとは軸線に対して同一方向に傾斜させている。
従って、ドラム２３の内部に投入された処理対象物は、篩い部３０の篩い目３０Ａを内周面３０ｂ側から外周面３０ａ側に向けて通過した処理対象物と、ドラム２３の開口端からなる排出口２３Ｂ側から排出される処理対象物とに篩い分けされる。
なお、受部２９及び排出部３１の周壁には、篩い目３０Ａは形成されていない。

また、ドラム２３は、外周面２３ａに複数の外羽根３３と、回転伝達機構とを備える。
外羽根３３は、ドラム２３の外周面２３ａの篩い部３０が対応する範囲に複数設けられる。具体的には、外羽根３３は、軸線方向に複数列に分割して配置され、隣接する列毎に円周方向に沿って位置ずれして設けられる。各外羽根３３は、ドラム２３の軸線に対して所定角度傾斜して延長し、ドラム２３が回転したときに、外羽根３３の先端が後述する外側ドラム２４の内周面２４ｂと所定距離離間するように突出し、例えば、内周面２４ｂと平行となるように弓なり状に形成される。なお、外羽根３３は、先端が内周面２４ｂと所定距離離間するように設けても良く、また、ホッパ側から排出口側に向かって交互に高さを変化させるように設けても良い。外羽根３３をドラム２３の軸線に対して所定角度傾斜して延長させることにより、後述の外側ドラム２４内の処理対象物をホッパ側から排出口側に移動させることができる。また、外羽根３３は、例えば、機械的強度に優れた素材により構成し、ドラム２３の外周面３０ａに図外の固定手段により固定する。外羽根３３の素材としては、例えば、金属製、樹脂製やゴム製を適用することができる。好ましくは、処理対象物と衝突したときの耐欠損、耐摩耗性に優れた素材を用いると良く、より好ましくは回転するドラム２３に取り付けられることから軽量な素材を用いることで、ドラム２３の回転時のアンバランスを抑制できるので、ドラム２３の回転速度の設定範囲を広くすることができる。

なお、外羽根３３は、ドラム２３の外周面２３ａの篩い部３０が対応する範囲に限らず、外周面２３ａの全域に設けるようにしても良い。
また、外羽根３３の形状及び配置の方法は、上記に限らず、例えば、ドラム２３の外周面２３ａにおいて、一端側から他端側に向かう一つ、又は複数の螺旋状からなるように、外側に向けて突出するように形成しても良い。また、ホッパ側よりも排出口側が下側に位置するように、ドラム２３の軸線Ａが傾斜している場合には、外羽根３３の延長方向は軸線Ａと同一方向に延長するように設けても良い。

動力伝達機構は、例えば、ドラム２３のホッパ２１側の外周面２３ａに、円周方向に沿って鋸刃状に形成されたスプロケットにより構成される。このスプロケットと、ドラム２３を回転させるために設けられたモータ等の駆動源を有する駆動手段４１との間にチェーンを掛け渡すことでドラム２３が回転駆動する。駆動手段４１は、制御装置５０と接続され、制御装置５０から出力される信号に基づいてドラム２３を回転駆動する。なお、動力伝達機構の構成は、上記チェーン−スプロケット機構に限定されず、例えば、ベルト機構、歯車機構等の駆動手段４１による回転駆動力をドラム２３に伝達可能なものであれば良い。

ロータ２２は、ドラム２３の内周面２３ｂ側を一端側から他端側に向けて貫通するシャフト２６と同心に固着される。シャフト２６は、軸線Ｂがドラム２３の軸線Ａに対して偏心して設けられ、基台部１１上の長手方向両端側にそれぞれ立設される支柱により回転可能に支持される。シャフト２６の一端側には、シャフト２６を回転させるモータ等の駆動源を有する駆動手段２７が図外の動力伝達機構を介して取り付けられる。よって、駆動手段２７のモータを駆動することにより、シャフト２６とともにロータ２２が回転する構成である。駆動手段２７は、後述の制御装置５０と接続され、制御装置５０から出力される信号に基づいてロータ２２を回転駆動させる。
ロータ２２は、シャフト２６上において、ドラム２３の内部に位置するようにシャフト２６と同心に設けられ、ドラム２３の篩い部３０の長さよりも長く、両端が閉口する円筒状の筒体である。

ロータ２２の外周面２２ａには、半径方向に突出する複数の外羽根２８を備える。外羽根２８は、ロータ２２の外周面２２ａにおいて、軸線Ｂ方向に沿って複数列に分割して配置され、各列毎に円周方向に沿って、例えば均等な距離離間して複数配置される。また、外羽根２８は、隣接する列毎に円周方向に位置ずれして設けられる。各外羽根２８は、ロータ２２の軸線に対して所定角度傾斜して延長し、ロータ２２が回転したときに、外羽根２８の先端が後述するドラム２３の内周面２３ｂと所定距離離間するように突出し、例えば、内周面２３ｂと平行となるように形成される。なお、外羽根２８は、先端が内周面２３ｂと所定距離離間するように設けても良く、また、ホッパ側から排出口側に向かって交互に高さを変化させるように設けても良い。この外羽根２８が傾斜する向きは、ドラム２３とロータ２２とが同一方向に回転する場合には、外羽根３３とは逆向きに傾斜させ、ドラム２３とロータ２２の回転方向が同一の場合には、外羽根３３と同じ向きで傾斜させると良い。外羽根２８の先端は、ロータ２２が回転したときに、ドラム２３の内周面２３ｂと平行となるように形成される。外羽根２８をロータ２２の軸線Ｂに対して所定角度傾斜して延長させることにより、後述のドラム２３内の処理対象物をホッパ側から排出口側に移動させることができる。また、外羽根２８は、機械的強度に優れた素材により構成し、ロータ２２の外周面２２ａに図外の固定手段により固定する。外羽根２８の素材としては、例えば、金属製、樹脂製やゴム製を適用することができる。好ましくは、処理対象物と衝突したときの耐欠損、耐摩耗性に優れた素材を用いると良く、より好ましくは回転するロータ２２に取り付けられることから、軽量な素材を用いることによりロータ２２の回転時のアンバランスを抑制できるので、ロータ２２の回転速度の設定範囲を広くすることができる。

例えば、ドラム２３に対するロータ２２の偏心する位置を、次のように設定すると上記外羽根２８による効果を大きくすることができる。図２に示すように、ホッパ側から見て、ドラム２３が右周りに回転する場合、投入された処理対象物は、ドラム２３の回転にともなって左向きに回転し、水平位置を越えて持ち上げられたときに処理対象物の自重と、ドラム２３の回転により処理対象物に作用する遠心力とのバランスが崩れて落下する。従って、処理対象物がドラム２３の内周面から落下する前に、ドラム２３に対して逆向きに回転するロータ２２の外羽根２８に処理対象物が衝突するように、偏心する位置を設定すると良い。

このように、ロータ２２とドラム２３との関係を設定することにより、ドラム２３とともに回転する処理対象物に、ロータ２２の外羽根２８を衝突させ、処理対象物を掻き上げ、加圧することで、処理対象物同士を衝突、すりもみさせて、粒径の大きな処理対象物を粒径の小さな処理対象物に解砕したり、粒径の大きな処理対象物から粒径の小さな処理対象物を分離したり摩砕処理しながら、ドラム２３の篩い部３０によって、篩い部３０の篩い目３０Ａよりも大きな粒径の処理対象物と小さな粒径の処理対象物とに篩い分けすることができる。

また、外羽根２８をロータ２２の外周面２２ａに設けたことで、外羽根２８が、ドラム２３とともに回転する処理対象物をドラム２３に押し付けるように作用することにより、篩い目３０Ａに目詰まりした処理対象物を、ドラム２３に押し付けられた処理対象物によって押し出すことができるので、篩い目３０Ａの目詰まりを除去しながら篩い分けすることができる。さらに、粒径の小さな処理対象物同士が水分を媒体として篩い目３０Ａよりも大きな粒径を形成していても、外羽根２８がこの処理対象物を篩い目３０Ａに擦りつけるように加圧するので、粒径の小さな処理対象物同士の結びつきを解除、又は、結びつきの形状を変形させながら篩い目３０Ａから強制的に押し出して、篩い目よりも粒径が小さな処理対象物として篩い分けすることができる。

外側ドラム２４は、ドラム２３を囲繞可能な大きさの両端が開口する円筒状の筒体であって、ドラム２３の篩い部３０の長さよりも長く、ドラム２３の外径よりも大きな直径を有し、ドラム２３の軸線Ａに対して軸線Ｃが偏心して設けられる。この外側ドラム２４は、概略フレーム３４と、篩い部３５とにより構成される。フレーム３４は、篩い部３５を円筒状に保持するための枠体であって、軸線Ｃ方向の両端に、外側ドラム２４の外形を形成する円環状の円環枠４５；４６と、円環枠４５；４６同士を固定するための棒状の架橋枠４７とによって円筒状の枠を形成する。

円環枠４５；４６は、ドラム２３の篩い目３０Ａを通過した処理対象物を篩い部３５内に停留させるための戻し羽根４５Ａ；４６Ａを内周面４５ｂ；４６ｂにそれぞれ備える。
戻し羽根４５Ａは、ホッパ側に位置する円環枠４５の内周面４５ｂから中心方向に突出し、延長方向を軸線Ｃに対して傾斜させて、円周方向に沿って複数設けられる。具体的には、外側ドラム２４が回転したときに、ドラム２３の篩い目３０Ａを通過した処理対象物を篩い部３５側に向けて押し戻すように傾斜させる。また、戻し羽根４６Ａは、外側ドラム２４の排出口２４Ｂ側に位置する円環枠４６の内周面４６ｂから中心方向に突出し、延長方向を戻し羽根４５Ａと逆向きとなるように、軸線Ｃに対して傾斜させて円周方向に沿って複数設けられる。つまり戻し羽根４６Ａは、外側ドラム２４の回転により、処理対象物をホッパ側に向かわせることで、戻し羽根４５Ａとの間で、処理対象物を篩い部３５内に停留させるものである。

篩い部３５は、円環枠４５；４６との間に網目状のスクリーンを円筒状に張り巡らせることで形成される。この篩い部３５を形成するスクリーンは、篩い目３５Ａの大きさが、例えば粒径２ｍｍよりも小さな処理対象物を通過可能な寸法で形成される。この篩い部３５は、例えば格子状の篩い目３５Ａによって構成される。つまり、円環枠４５；４６との間に張り巡らせたスクリーンが、外側ドラム２４の周壁となる。なお、篩い部３５の篩い目３５Ａの形状は、ＪＩＳＺ８８０１に従って構成される。

また、外側ドラム２４を構成する一方の円環枠４５の外周面４５ａには、動力伝達機構を備える。動力伝達機構は、例えば、円環枠４５の外周面４５ａの円周方向に沿って鋸刃状に形成された図外のスプロケットにより構成される。このスプロケットと、外側ドラム２４を回転させるために設けられたモータ等の駆動源を有する駆動手段４２との間にチェーンを掛け渡すことで外側ドラム２４が回転駆動する。駆動手段４２は、制御装置５０と接続され、制御装置５０から出力される信号に基づいて外側ドラム２４を回転駆動する。本実施形態１では、外側ドラム２４がドラム２３の回転方向とは逆向きに回転するものとして説明するが、ドラム２３及び外側ドラム２４の回転方向は、これに限定されず同一方向に回転させても良い。

例えば、ドラム２３に対する外側ドラム２４の偏心する位置を、次のように設定するとドラム２３の外羽根３３による効果を大きくすることができる。図２に示すように、ホッパ側から見て、ドラム２３が右周りに回転し、外側ドラム２４がその逆向きに回転する場合、投入された処理対象物は、外側ドラム２４の回転にともなって左向きに回転する。この外側ドラム２４とともに回転する処理対象物は、回転により水平位置を越えて持ち上げられたときに処理対象物の自重と、外側ドラム２４の回転による遠心力とのバランスが崩れて落下する。このように処理対象物が外側ドラム２４の内周面２４ｂから落下する前に、ドラム２３の外羽根３３に衝突するように偏心させておくことで、外羽根３３による効果を大きくすることができる。

このように、ドラム２３と外側ドラム２４との関係を設定することで、ドラム２３の外羽根３３に対する処理対象物の衝突及び掻き上げにより、処理対象物が加圧されて処理対象物同士が衝突、すりもみされて、粒径の大きな処理対象物をさらに小さいな処理対象物に解砕したり、粒径の大きな処理対象物から小さな処理対象物を分離したり摩砕処理して、外側ドラム２４の篩い目３５Ａの大きさよりも大きな粒径の処理対象物と、小さな粒径の処理対象物とに篩い分けすることができる。

制御装置５０は、ロータ２２，ドラム２３，外側ドラム２４を回転駆動させる駆動手段２７，４１，４２を制御する。例えば、制御装置５０は、駆動手段２７，４１，４２を個別に制御して、ロータ２２，ドラム２３，外側ドラム２４それぞれの回転速度及び回転方向を制御する。本実施形態１では、ドラム２３に対してロータ２２及び外側ドラム２４を逆向きに回転するように制御する。なお、ロータ２２，ドラム２３，外側ドラム２４の回転する方向は、これに限定されず、ロータ２２，ドラム２３，外側ドラム２４の全てを同一方向に回転させるようにしても良く、また、ロータ２２をドラム２３に対して逆向きに回転させ、ドラム２３及び外側ドラム２４を同一方向に回転させても良く、ロータ２２及びドラム２３を同一方向に回転させて、ドラム２３に対して外側ドラム２４を逆向きに回転させるようにしても良い。

上記構成の回転式圧力篩い処理装置１によれば、ロータ２２の外周面２２ａに複数の外羽根２８を設けることで、ロータ２２とドラム２３との間に投入された処理対象物に対して圧力を加えることができる。さらに、ドラム２３の外周面２３ａに複数の外羽根３３を設けることで、ドラム２３の篩い部３０の篩い目３０Ａを通過し、外側ドラム２４内に落下した２０ｍｍよりも小さな粒径の処理対象物に対して圧力を加えることができる。このように処理対象物に対して圧力を加えることで、処理対象物同士を衝突、すりもみさせて、処理対象物の分離や解砕する摩砕処理を行わせ、所定の粒径よりも小さな処理対象物と、大きな粒径の処理対象物とに篩い分けすることができる。

上記摩砕篩い処理部１２は、基台部１１上から延長するカバー２５によって包囲され、篩い分けにより生じる処理対象物の飛散が防止される。

以下、回転式圧力篩い処理装置１の篩い分け動作について説明する。
まず、作業者により処理対象物をホッパ２１から投入する。投入された処理対象物は、ホッパ２１の排出口２１Ａからドラム２３の受部２９に落下する。受部２９に落下した処理対象物は、回転する送出羽根２９Ａによって、掻き上げられて分散しながら、篩い部３０に向けて送り出される。

篩い部３０に送り出された処理対象物は、ドラム２３とともに回転し、ドラム２３に対して逆向きに回転するロータ２２の外羽根２８が衝突し、加圧された後に掻き上げられて、処理対象物同士が衝突し、すりもまれることで、粒径の大きな処理対象物を粒径の小さな処理対象物に解砕したり、粒径の大きな処理対象物から粒径の小さな処理対象物を分離させたりする摩砕処理がなされる。

また、ドラム２３とロータ２２の外羽根２８との間で加圧されない処理対象物は、外羽根２８の傾斜によってドラム２３内を下流側に移動して、ホッパ側に位置する一列目の外羽根群よりも下流側の外羽根群による加圧によって粒径の大きな処理対象物から粒径の小さな処理対象物に解砕され、さらに下流側に位置する複数の外羽根群によって順次加圧されて処理対象物同士がすりもまれる。つまり、処理対象物は、いずれかの外羽根２８により加圧、掻き上げされて、処理対象物同士が衝突し、すりもまれることになる。

このロータ２２の外羽根２８による加圧によって複数の粒径が異なる大きさに摩砕処理された処理対象物のうち、２０ｍｍより小さな粒径の処理対象物がドラム２３の篩い部３０の篩い目３０Ａを通過して外側ドラム２４に落下し、２０ｍｍ以上の粒径の処理対象物が、ドラム２３の排出口２３Ｂから排出されて、基台部１１に設けられた排出部１５Ａを経て受け容器１３Ａに落下することになる。

ドラム２３の篩い部３０から外側ドラム２４に落下した粒径が２０ｍｍよりも小さな処理対象物は、ドラム２３の外周面２３ａに設けられた外羽根３３により加圧されて処理対象物同士がさらにすりもまれる。従って、外側ドラム２４内の処理対象物は、ロータ２２の外羽根２８による作用と同様に、ドラム２３に設けられた外羽根３３による加圧によって処理対象物同士がぶつかり、すりもまれて、粒径の大きな処理対象物から粒径の小さな処理対象物に分離したり、粒径の大きな処理対象物を粒径の小さな処理対象物に解砕したりする摩砕処理をされながら篩い分け処理される。この分離、解砕された処理対象物のうち、粒径が２ｍｍよりも小さな処理対象物は、図５に示すように、外側ドラム２４の篩い部３５の篩い目３５Ａから基台部１１に設けられた排出部１５Ｃを経て受け容器１３Ｃに落下する。また、粒径が２ｍｍ以上の処理対象物は、外側ドラム２４の排出口２４Ｂから基台部１１に設けられた排出部１５Ｂを経て受け容器１３Ｂに排出されることになる。

即ち、ドラム２３の排出口２３Ｂから排出された処理対象物は、粒径が２０ｍｍ以上の大きさであり、外側ドラム２４の排出口２４Ｂから排出された処理対象物は粒径が２ｍｍ以上２０ｍｍよりも小さく、外側ドラム２４の篩い部３５から落下した処理対象物は粒径が２ｍｍよりも小さい大きさとなって、受け容器１３Ａ；１３Ｂ；１３Ｃにそれぞれ篩い分けされる。

このように、ロータ２２の外周面２２ａとドラム２３の外周面２３ａとにそれぞれ外羽根２８；３３を設け、外羽根２８；３３により土砂を加圧しながら、篩い分けすることで、処理対象物の表面に付着した汚染物質を剥離させながら、所定の粒径の大きさに分類することにより、効率的に処理対象物を篩い分けすることができる。

以上説明したように、本発明の回転式圧力篩い処理装置１によれば、処理対象物を外羽根２８；３３により加圧、掻き上げることで、処理対象物同士を衝突させ、すりもませることで、粒径の大きな処理対象物を粒径の小さな処理対象物に分離し、また粒径の小さな処理対象物同士が大きな粒径の塊となっている場合には、粒径の小さな処理対象物に解砕する摩砕処理をして、摩砕処理された処理対象物をドラム２３及び外側ドラム２４の篩い部３０；３５の篩い目３０Ａ；３５Ａを通過させて、所定の粒径の処理対象物に篩い分けすることができ、従来よりも処理対象物を効率良く篩い分けすることが可能となる。

上記回転式圧力篩い処理装置１による処理対象物として、放射性物質や有害物質が付着した土砂や瓦礫などが挙げられ、これらから放射性物質や有害物質を除去する除染処理において、本発明に係る回転式圧力篩い処理装置１を使用することにより放射性物質や有害物質と再利用可能な土砂や瓦礫とに好適に分類することができる。

なお、篩い部の篩い目の大きさは、上記に限らず適宜設定すれば良い。例えば、具体的には、処理対象物を篩い分け後にそのまま利用可能な大きさの篩い目に設定しておくことで、篩い分け後に直ちに利用することができる。

また、上記実施形態１では、ロータ２２及びドラム２３の外周面に外羽根２８；３３をそれぞれ設けるとして説明したが、ロータ２２の外羽根２８に代えて、ドラム２３の内周面２３ｂから中心方向に延長する内羽根として設けても良く、また、ドラム２３の外羽根３３に代えて外側ドラム２４の内周面２４ｂから中心方向に延長する内羽根を設けるようにしても良い。
また、上記実施形態１のように、ロータ２２及びドラム２３の外周面２２ａ；２３ａに外羽根２８；３３をそれぞれ設け、さらに、ドラム２３の内周面２３ｂから中心方向に突出する内羽根を設けても良く、また、外側ドラム２４の内周面２４ｂから中心方向に突出する内羽根を設けて、外羽根２８；３３と、内羽根との両方を設けるようにしても良い。

また、ドラム２３，ロータ２２及び外側ドラム２４は、それぞれ軸線Ａ，Ｂ，Ｃが水平に設けられるとして説明したが、これに限定されず、ドラム２３，ロータ２２及び外側ドラム２４の軸線Ａ，Ｂ，Ｃを互いに平行の状態で、ホッパ側よりも排出口側の位置が下側となるように傾斜させてドラム２３，ロータ２２及び外側ドラム２４を設けるようにしても良い。この場合、外羽根２８；３３は、軸線Ａ，Ｂに対してそれぞれ傾斜させずにロータ２２の軸線Ｂ、ドラム２３の軸線Ａに沿って延長するように設けることができる。

また、ドラム２３，ロータ２２及び外側ドラム２４の形状は、円筒状の筒体に限らず、円錐台形状の筒体であっても良い。

また、上記実施形態１において、ドラム２３内に１つのロータ２２を配置するとして説明したが、これに限定されず、ドラム２３内にロータを複数設けても良い。

さらに、ドラム２３及び外側ドラム２４の２段階により篩い分けするとして説明したが、２段階に限定されず、複数段階により篩い分けするようにしても良い。例えば、３段階で篩い分けする場合について説明する。この場合の、回転式圧力篩い処理装置は、ロータ２２、ドラム２３、外側ドラム２４に加えて、外筒ドラム２４よりも外側に、外側ドラム２４を囲繞する大きさの円筒状の最外側ドラムを外側ドラム２４の軸線Ｃに対して偏心させて設ければ良い。そして、最外側ドラムの周壁に、外側ドラム２４の篩い目３５Ａよりも細かい篩い目を設け、外側ドラム２４の外周面４５ａ若しくは最外側ドラムの内周面、又は外側ドラム２４の外周面４５ａ及び最外側ドラムの内周面に、軸線方向に沿って半径方向に突出する複数の羽根を設けて、ロータ２２、ドラム２３、外側ドラム２４、最外側ドラムを回転させることで、上記で説明した効果を得ながら、処理対象物をより細かく篩い分けることができる。
このように、篩い分けを行う段数を多くすることにより、ロータ２２、ドラム２３、外側ドラム２４の外羽根が処理対象物を加圧し掻き上げることによる処理対象物同士の衝突及びすりもみの時間がより長くなるので、精度の良い篩い分けを行うことができる。

１回転式圧力篩い処理装置、２２ロータ、２３ドラム、
２４外側ドラム、３０；３５篩い部、３０Ａ；３５Ａ篩い目、３２突起部、
２８；３３外羽根。

Claims

内周面側に投入された処理対象物から所定粒径の処理対象物を内周面側から外周面側に通過させる篩い目からなる周壁を有する円筒状のドラムと、
前記ドラム内に偏心して設けられる円筒状のロータを備え、
前記ロータの外周面若しくは前記ドラムの内周面のいずれか一方、又は前記ロータの外周面及び前記ドラムの内周面の両方から、半径方向に突出する羽根を軸線方向に沿って複数設け、
前記ドラムと前記ロータとを回転させて前記ドラムの内周面側に投入された処理対象物を篩い分ける回転式圧力篩い処理装置。
前記ドラムの外周を囲繞するように前記ドラムの軸線に対して偏心して設けられ、前記ドラムの篩い目を通過した処理対象物を篩い分ける、前記ドラムの篩い目よりも細かい篩い目からなる周壁を有する円筒状の外側ドラムを設け、
前記ドラムの外周面若しくは前記外側ドラムの内周面、又は前記ドラムの外周面及び前記外側ドラムの内周面に、軸線方向に沿って半径方向に突出する羽根を設け、
前記ドラムと前記外側ドラムとを回転させて、前記ドラムの篩い目を通過した処理対象物をさらに篩い分ける請求項１記載の回転式圧力篩い処理装置。
前記ロータは前記ドラムに対して逆向きに回転する請求項１又は請求項２記載の回転式圧力篩い処理装置。
前記外側ドラムは、前記ドラムに対して逆向きに回転する請求項２又は請求項３記載の回転式圧力篩い処理装置。