JP2015223527A - 廃土選別処理装置 - Google Patents

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Shigeharu Watanabe
茂春 渡邉
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Abstract

【課題】廃土の処理に適切な廃土選別処理装置を提供する。【解決手段】破砕装置3全長の中において一定距離を決め、軸支されたチェーン33を固定する固定部32の長さを変え、または、チェーン33の長さ若しくは太さを変えることで破砕力を変化させて破砕物の多様な条件に対応できるようにする廃土選別処理装置である。また、中間で逆送させることで、破砕物を長時間かけて破砕することとし、位置は破砕物によって変えることとする。【選択図】図9

Description

本発明は、廃土を選別処理する廃土選別処理装置に関する。
特許文献1に示す通り、食品などの内容物を包装材で包装してなる包装品を包装材及び内容物に分別するゴミ分別装置に関するものであり、筒体11の内部には、円柱形状の回転体12がその円柱形状の中心軸を回転軸22として回転自在に支持されている。回転軸22にはチェーン歯車24が固定されており、当該チェーン歯車24に歯合されているチェーンによって回転力を回転体12に伝達することにより、回転体12を回転させることができる。この場合、回転体12はその回転中心軸22が筒体11の中心軸線と一致するように支持されていることにより、回転体12はその外周面と筒体11の内周面との間隔を常に一定に保ったまま回転するようになされている。
特許文献1の図6において、駆動源であるモータ(図示せず)の出力回転軸31にはチェーン歯車32が嵌合されており、出力回転軸31の回転は当該チェーン歯車32に噛合されたチェーン33を介して別のチェーン歯車34に伝達される。チェーン歯車34と同一軸に設けられた他のチェーン歯車にはさらに別のチェーン21が噛合されており、チェーン歯車34の回転はチェーン21を介してチェーン歯車24に伝達される。このチェーン歯車24の回転は当該チェーン歯車24を嵌合した回転体12の回転軸22に伝達される。かくしてモータを回転させることにより、回転体12を回転させることができる。
特許文献1の図7は、ゴミ分別装置1の縦断面図を示し、ゴミ分別装置1において、回転体12を回転させた状態で投入口3からパック詰め食品41を投入すると、当該パック詰め食品41は先ず、筒体11の内周面と回転体12の外周面との間の空間部分において、回転体12の回転運動に応じて回転する鎖13によって攪拌される。
ここでは、パック詰め食品41は比較的長い鎖13によって攪拌されながら、当該鎖13と筒体11の内周面部とによって摩りおろされ次第にその包装材が破れて行く。鎖13による摩りおろしによって包装材がある程度破れたパック詰め食品41は、やがて当該鎖13が回転する摩りおろし部から鎖14が回転する分離部に移動する。この場合、筒体11及び回転体12は投入口3の側から排出口4の側に向かって低くなるように傾斜した状態で取り付けられていることが好ましく、これにより投入口3から投入されたパック詰め食品41は筒体11の内部で攪拌されながら、次第に排出口4の方に移動することとなる。
このように、鎖13が回転する摩りおろし部において包装材がある程度破れたパック詰め食品41は攪拌されながらやがて鎖14によって攪拌される分離部に移動する。ここではパック詰め食品41は、短い鎖14によって細かく叩かれることによりその内容物である食品41aと包装材41bとが分離する。
ここで包装材41bと分離した食品41aは、回転する鎖14によってさらに細かく砕かれながら、鎖14による攪拌作用によって、筒体11の壁面に形成されている網目状の排出孔11aを介して底部の漏斗部16に流れ落ち、生ゴミ排出口17から外部に排出される。
再公表特許第02/014186号公報
しかしながら、特許文献1の発明においては、食品の内容物の食品と包装材の分離を行うものであり、廃土には様々な材料が混合した状態で集積されるため、廃土を分別収集する手段としては不適切であり、例えば、解体した家屋の土壁を再利用するには、土塊と藁や竹、その他解体時に混入した木片等とを分離する必要があり、また、廃石膏ボードを再利用するためには、芯材の石膏と表面の紙とを分離する必要がある。
そこで本発明は、上述のような廃土の処理に適切な廃土選別処理装置を提供することを課題とする。
上記の課題に鑑みて、本発明は、筐体内に、回転自在に軸支される回転軸と、前記回転軸の外周面に間隔を置いて固定される複数個の固定部と、前記固定部に跨って固定される複数のチェーンとを備え、前記複数のチェーンが長さ及び/又は太さの観点で異なる2種以上のチェーンで構成されていることで、装置内における破砕力を多様化している廃土選別処理装置である。
上記廃土選別処理装置においては、装置全長における中間領域のチェーンを他の領域のチェーンとは逆方向の螺旋状に架け渡すことで、破砕物を長時間かけて破砕することが好ましい。
上記廃土選別処理装置においては、装置全長における一定領域のチェーンが、他の領域のチェーンと長さ及び/又は太さの観点で異なるように構成することで装置内における破砕力を多様化して、破砕物の多様な条件に対応できることが好ましい。
上記廃土選別処理装置においては、粉塵およびワラ屑を分別処理するサイクロン又は風力選別機をさらに備えた廃土選別処理装置であることが好ましい。
上記廃土選別処理装置においては、ホッパー投入口は粉塵飛散防止としてシートカバーで防護することが好ましい。
上記廃土選別処理装置においては、筐体内に、前記回転軸及びチェーンを包囲して回転するトロンメルをさらに備え、該トロンメルおよび前記回転軸の回転数を処理土の性状に応じて調整するためのインバータ制御回路を備えることが好ましい。
上記廃土選別処理装置においては、トロンメルが、網目の孔径を変更できるように交換可能であることが好ましい。
上記廃土選別処理装置においては、トロンメルの回転中心軸に対して、回転軸の軸中心を水平かつ平行に相対移動可能であることが好ましい。
上記廃土選別処理装置においては、筐体の上部に設置されて、トロンメル内部に廃土を供給するホッパーをさらに備え、該ホッパーは、投入口を防護して粉塵の飛散を防止するためのシートカバーを備えたものであることが好ましい。
上記廃土選別処理装置においては、ホッパーの外側面には、投入された廃土の流れを円滑にするためのバイブレータを備えることが好ましい。
上記廃土選別処理装置においては、ホッパーから供給された廃土をトロンメル内部に搬送するスクリューコンベアを更に備え、該スクリューコンベアの回転数を処理土の性状に応じて調整するためのインバータ制御回路を備えることが好ましい。
上記廃土選別処理装置は、コンテナ脱着装置付き自動車に脱着可能な脱着式コンテナに搭載されていることが好ましい。
本発明の実施形態1による廃土選別処理装置を示す正面図である。 同じく廃土選別処理装置を示す平面図である。 (a)は同じく廃土選別処理装置を示す左側面図、(b)は同じく廃土選別 処理装置を示す右側面図である。 (a)は図1のA−A矢視図である、(b)は図1のB−B矢視図である。 本発明の実施形態2による廃土選別処理装置を示す正面図である。 同じく廃土選別処理装置を示す平面図である。 図5のA−A矢視図である。 同じく廃土選別処理装置を示す右側面図である。 チェーンの配置を示す説明図である。 投入ホッパーを示す斜視図である。 脱着式コンテナの平面図である。 脱着式コンテナの底面図である。 脱着式コンテナの左側面図である。 コンテナ脱着装置付自動車の正面図である。 他の実施形態のチェーンの配置を示す説明図である。 他の実施形態のチェーンの配置を示す説明図である。 他の実施形態のチェーンの配置を示す説明図である。 他の実施形態のチェーンの配置を示す説明図である。 他の実施形態のチェーンの配置を示す説明図である。 他の実施形態の廃土選別装置を示す説明図である。
本発明の好適な実施形態1である廃土選別処理装置1について図1〜図4を参照して以下に説明する。
廃土選別処理装置1は、木造の個人住宅、建坪40坪以下程度の土壁の家屋を解体或いは震災等により破壊された後、発生した残土類を現場から持ち出すことなく、その場で粉砕と同時に分別を行い、処理土は現場に再利用し、ガラ、ワラ屑等のみ産廃として処分するプラントである。
プラントは、廃土を供給する残土投入用ホッパー2、破砕装置3及び分別用トロンメル5(篩機)を収納する筐体9、残土投入用ホッパー2から供給された廃土を筐体9の上方へ搬送するスクリューコンベア4、仕分けされた残土や廃棄物の搬出用のベルトコンベアー6、筐体9に接続された粉塵排出用サイクロン7で構成される。
残土投入用ホッパー2は、図8及び図10に示す通り、筐体9の側方に設置されて、粉塵飛散防止のため、シート21(例えば、ビニルシート等)で囲い、投入口はすだれ状に切り分けることで、バックホーのバケットが出入りしても粉塵の飛散量が少なくなるようにしている。すだれ状に切り分ける方法の他に、バケットが近づくとセンサーにより防塵シートが自動的に巻き上がり、ホッパー内に投入してバケットが離れると自動的に巻き下がる自動操作方式も可能としている。図10では、側面はのれん式のカバー23としている。また、ホッパー2の外側面には、投入された廃土の流れを円滑にするためのバイブレータ25を備えている。
スクリューコンベア4は、その起端上部を切り欠いて残土投入用ホッパー2の排出口に接続しており、筐体9の上方に向かって斜め上方に延びている。スクリューコンベア4の図示しない駆動源は、例えば、含水率、硬度、粒径といった処理土の性状に応じて回転数を調整するためにインバータ制御されている。
破砕装置3は、廃土選別処理装置10上に軸支される回転軸31と、回転軸31の外周面に間隔を置いて固定される複数個の固定部32と、固定部32の間に固定される複数のチェーン33と、を備える。
破砕装置3は、粉砕距離を長くすることで粉砕効率を良くしている。破砕装置3は回転軸31と、回転軸31の外周面に固定される固定部32と、両端部をそれぞれ異なる固定部32に固定されるチェーン33とを備えている。固定部32は例えば固定用ブラケットであり、鋼材を所定長さ、所定幅、所定厚みに切断または形成した三次元構造物であり、軸方向視で互いに120°の間隔をなすように回転軸31の軸方向に沿って3列整列して、回転軸31に配置されている。図9に示す通り、原料となる被処理土の供給口に近い側から回転軸31の軸方向に沿って、上流領域36、中間領域35、下流領域37の3つの領域に分割される。上流領域36及び下流領域37には、正回転、即ち、被処理土を下流方向へ送り出す力を生じるように、二重螺旋状にチェーン33を取付けている。中間領域35には、チェーン33をその上流領域36又は下流領域37のチェーン33とは逆方向の螺旋となるように架け渡しており、これにより上流領域36から送り出されてきた粉砕物を適宜反対に打ち返しつつ滞留させ、きめ細かく破砕できるようになっている。上流領域36では、固定用ブラケットの回転軸31表面からの突出高さが低くなるようにし、その代わりにチェーン33を長めとすることで破壊力を大きく設定している。一方、下流領域37にも、正回転するようにチェーン33を取付けているが、固定用ブラケットの回転軸31表面からの突出高さを上流領域36に設けた固定用ブラケットに比べて高くし、チェーン33を相対的に短くすることで破壊力を小さく設定している。即ち、チェーン33の長さを変えることで、破砕力に変化をつけ、多様の条件に対応している。
分別用トロンメル5は、破砕装置3を包囲して回転可能な円筒状の篩であり、側壁の少なくとも一部には所定の大きさの網目を有する金網を備えている。金網は、網目の孔径が変更できるように交換可能であり、例えば、Φ3からΦ4、Φ5と目が粗くなるにつれて、再利用する土に含まれるワラ屑等の混合割合が高くなる。したがって、所望の土の品質に応じてトロンメル5の網目孔径が選択される。
図3及び図4に示すように、破砕装置3における回転軸31の軸中心は、トロンメル5の回転中心軸に対して低い位置に設定されているが、さらに、破砕装置3における回転軸31の軸中心は、トロンメル5の回転中心軸に対して水平かつ平行に相対移動可能となっている。これにより、トロンメル5の内壁面とチェーン33との距離(アローワンス)を調整することができ、破砕の効率化を図っている。また破砕装置3及びトロンメル5は、可能なだけ長くし、処理時間、能力をアップさせ、破砕残し、ふるい残しをより少なくなるようにする。
破砕装置3及びトロンメル5はさらに、処理土の性状、例えば、含水率、硬度、粒径等に応じて分別用トロンメル5および回転軸31の回転数を調整するためのインバータ制御回路を備える。
粉塵排出用サイクロン7は、筐体9の最適と判断できる位置(通常、2〜3箇所)に開けた吸塵口に連通するダクト11を介して筐体9内部に接続しており、遠心力と篩効果によってトロンメル5の網目から抜け出た粉塵やワラ屑はダクト11を介してここに引き込み、下方に設置したワラ屑排出口13から分別処理される。サイクロン7の上方には、蛇腹状ダクト14の一端が接続され、他端は、バグフィルタ15に接続されている。
破砕装置3で破砕された混合材の内、コンクリートガラ、鉄屑、石等は下流領域37に接続するトロンメル排出口8より排出される一方、処理土は遠心力とチェーンの衝撃力とによってトロンメル5の網目を抜けてふるい分けられる。尚、ワラ屑や粉塵その他の比重の軽いものについても処理土と同様にトロンメル5の網目を抜けるが、粉塵処理用サイクロン7により引き込み処理される。
第2の実施形態の廃土選別処理装置101は、図5〜図14に示すもので、個人住宅等の解体現場で使用するため、狭い条件の所が多々あることを想定して、プラントの搬入・搬出を容易にする必要があり、コンテナ脱着装置付き自動車に脱着可能な廃土選別処理装置110上に実施形態1の廃土選別処理装置1を搭載したものである。
本実施形態の廃土選別処理装置101では、装置全体にわたり、固定用ブラケットとしては全て同一の高さのものを使用しているが、回転軸31の周囲に架け渡されたチェーン33の太さを領域によって変えることで破砕力を変化させて破砕物の多様な条件に対応できるようにしている。即ち、第1の正回転領域では、チェーン33を太く設定し、破砕力を大とする。逆回転領域では、粉砕物を逆流または滞留させる。第2の正回転領域では、チェーン33を細くして破壊力を小とする。
第1の正回転領域、逆回転領域、第2の正回転領域をこの順で配置することが好ましいが、その他、上記の順序を変更したもの、たとえば、(1)第2の正回転領域、第1の正回転領域、逆回転領域、(2)第2の正回転領域、逆回転領域、第1の正回転領域、(3)第2の正回転領域、第1の正回転領域、逆回転領域、(4)第1の正回転領域、第2の正回転領域、逆回転領域等である。さらに、前記第1の正回転領域と第2の正回転領域を組み合わせたもの(順序は変更可能)等、前記第1の正回転領域と逆回転領域を組み合わせたもの、前記第2の正回転領域と逆回転領域を組み合わせたものでもよい。
廃土選別処理装置110の構造は、図11〜図13に示す通り、L字形状板体構造に車輪等を設けたものであり、前板111、後板112、底板113、天板114、左側板115、右側板116を有する箱体である。底板113には、その前部下面に形成される前脚121、後部下面に形成されるローラ付後脚122、下面に形成されコンテナ脱着装置付車両190に搭載する場合に案内するためのガイド123、および下面に形成されコンテナ脱着装置付車両190の固縛装置に固縛するためのピンを備えた被固縛装置124が設けられる。前脚121およびローラ付後脚122は折畳構造を備え、フックでコンテナ体110に掛け止めして固定することができるように構成されてもよい。これに限らず、前脚121およびローラ付後脚122は、折畳構造を備えていなくてもよい。前板111には両端の基部をリブ126により補強して固設された板体に、略U字状ないし略V字状のロッドが取り付けられた掛合部材125が設けられる。また、左側板115および右側板116にはそれぞれシャッター扉を設けても良い。後板112には後部扉を設けてもよい。
L字形状板体構造上への機器の配置構成は、道路交通法規等の諸法規に違反がない範囲内で定められ、例えば、図6に示すように片側に筐体9を配置し、発電機搭載スペースをホッパー2とサイクロン7及びバグフィルタ9との間に設けてもよいし、筐体9を挟んで、片側にホッパー2、サイクロン7及びバグフィルタ9を配置し、反対側に発電機搭載スペースを確保してもよい。配置構成は、左右の重量バランスと各機器のメンテナンス性を考慮して自由に変更可能である。
以下、本発明の実施例1による脱着式コンテナ110の使用について、作用効果とともに説明する。廃土選別処理装置1を搭載した脱着式コンテナ110をコンテナ脱着装置付車両190に搭載するときには、図14に示す通り、コンテナ脱着装置付車両190のフック191で掛合部材125を引っ掛けて、アーム192によってコンテナ脱着装置付車両190における前方向に移動させる。この移動中、前脚121が浮いたらこれを畳んだ状態にし、引き続き、アーム192によって移動させて搭載する。搭載後、扉付き脱着式コンテナ101の被固縛装置124をコンテナ脱着装置付車両190の固縛装置で固縛し固定する。前脚121に加えてローラ付後脚122も畳んで運搬してもよい。
一方、コンテナ脱着装置付車両190から降ろすときには、脱着式コンテナ110の被固縛装置124をコンテナ脱着装置付車両190の固縛装置から解除し、畳んだ状態にあるローラ付後脚122を展開して立設し、コンテナ脱着装置付車両190のフック191で掛合部材125を引っ掛けて、アーム192によってコンテナ脱着装置付車両190の後方に移動させて、ローラ付後脚122を着地させる。浮いた前脚121を展開して立設した後、引き続き、アーム192によってコンテナ脱着装置付車両190から離脱させる。扉付き脱着式コンテナ101は、前脚121、ローラ付後脚122、ガイド123、被固縛装置124、掛合部材125を備えることによって、コンテナ脱着装置付車両190への係脱ないし積み降ろしを円滑に簡単に行うことができる。
図15〜図19は図9とは相違する他の実施形態のチェーンの配置を示すものである。図では符号は略す。この実施形態は、基本的な発想は、図9と同様であるが、固定部32、チェーン33の構造が相違する。固定部32が板片であり、複数個が独立して、回転軸31の外表面に立設され固定されたものである。これらの固定部32にチェーン33を設ける。固定部32は、回転軸31の軸方向に斜めに配置されているが、平行でも直交でもいずれの方向でもよい。それぞれの固定部32の取付角度が軸方向に対して変化するようになっている。チェーン33が螺旋状に配置され、固定部32もそのための配置となっている。固定部32に隣接する2つのチェーン33を取り付けてもよいし、1個でもよい。固定部32が螺旋状に配置されたものでもよいし、螺旋状でなくてもよい。また、軸方向に螺旋状に配置された固定部32の列が1個でもよいし、固定部32の列を1対、間隔を空けて設けてもよい。固定部32は強度の観点から鉄鋼製が好ましく、回転軸31に溶接され、チェ−ン33がボルト・ナット等の締結金具により固定部32に固定されている。
図20は防塵カバーに代えて、残土投入用ホッパー2の上部に噴霧ノズルを取り付けたものである。この噴霧ノズルは、パイプに穴の開いたもの、または、ノズルを取り付けたものであり、残土投入ホッパーの上部に複数本のパイプを設置し、水道水が供給され、穴又はノズルから霧が噴霧される。パイプと接続されるホースには蛇口が配置されている。ここでは一対の噴霧ノズルを対向して設置してある。これにより、残土投入ホッパー2の上部開口部に霧が噴霧されて、舞い上がる粉塵を防止することができ、作業に支障が生じにくくなり、また、作業効率が高くなる。残土投入ホッパー2の下部にはスクリューコンベア4が設置されている。
なお、本発明の実施の形態は上記実施形態に何ら限定されるものではなく、また、上記実施形態に説明される構成のすべてが本発明の必須要件であるとは限らない。本発明は、その技術的思想を逸脱しない範囲において、当該技術的範囲に属する限り種々の改変等の形態を採り得る。例えば、上記実施態様では、分別用トロンメル5と破砕装置3とは相互に独立して回転するものとしたが、これらを一体化して同期回転してもよい。サイクロン7に代えて風力選別機を採用することもできる。廃土選別処理装置1の使用条件としては、特に限定されないが、例えば、廃土(被処理土)としては、含水率が10%以下であることが好ましく、ホッパーへの投入前に予め鉄屑、石膏ボード、コンクリートガラ、石等の大まかな手選別を行っておくことが好ましいが、インバータ制御回路による廃土供給速度の制御によって、被処理土の性状の自由度を高くすることができる。また廃土選別装置により得られた処理土は、現場で埋め戻すことが廃棄物処理コストの削減に役立つために好適であるが、これに限られず、例えば肥料製造工程に供してもよいし、農場や温室栽培及び造園業での土質改良、家庭菜園向け培養土の製造用途に利用することもできる。
1・・・廃土選別処理装置
2・・・残土投入用ホッパー
3・・・破砕装置
4・・・スクリューコンベア
5・・・分別用トロンメル
6・・・ベルトコンベアー
7・・・粉塵処理用サイクロン
8・・・トロンメル排出口
9・・・筐体
11・・・ダクト
13・・・ワラ屑排出口
14・・・蛇腹状ダクト
15・・・バグフィルタ
21・・・シート
23・・・のれん式のカバー
25・・・バイブレータ
31・・・回転軸
32・・・固定部
33・・・チェーン
35・・・中間領域
36・・・上流領域
37・・・下流領域
110・・・脱着式コンテナ
111・・・前板
112・・・後板
113・・・底板
115・・・左側板
116・・・右側板
121・・・前脚
122・・・ローラ付後脚
123・・・ガイド
124・・・被固縛装置
125・・・掛合部材
126・・・リブ
162a,162b・・・後部扉回動軸
163・・・後部扉錠
164・・・後部扉止め
190・・・コンテナ脱着装置付き自動車
191・・・フック
192・・・アーム

Claims (11)

  1. 筐体内に、回転自在に軸支される回転軸と、前記回転軸の外周面に間隔を置いて固定される複数個の固定部と、前記固定部に跨って固定される複数のチェーンとを備え、前記複数のチェーンが長さ及び/又は太さの観点で異なる2種以上のチェーンで構成されていることで、装置内における破砕力を多様化している廃土選別処理装置。
  2. 装置全長における中間領域のチェーンを他の領域のチェーンとは逆方向の螺旋状に架け渡すことで、破砕物を長時間かけて破砕する請求項1に記載の廃土選別処理装置。
  3. 装置全長における一定領域のチェーンが、他の領域のチェーンと長さ及び/又は太さの観点で異なるように構成することで装置内における破砕力を多様化して、破砕物の多様な条件に対応できるようにした請求項1又は2に記載の廃土選別処理装置。
  4. 筐体は、吸塵口を有し、該吸塵口に連通して粉塵およびワラ屑を分別処理するサイクロン又は風力選別機をさらに備えた請求項1ないし3のいずれか1つに記載の廃土選別処理装置。
  5. 筐体内に、前記回転軸及びチェーンを包囲して回転するトロンメルをさらに備え、該トロンメルおよび前記回転軸の回転数を処理土の性状に応じて調整するためのインバータ制御回路を備えた請求項1ないし4のいずれか1つに記載の廃土選別処理装置。
  6. トロンメルが、網目の孔径を変更できるように交換可能である請求項5に記載の廃土選別処理装置。
  7. トロンメルの回転中心軸に対して、回転軸の軸中心を水平かつ平行に相対移動可能である請求項5または請求項6に記載の廃土選別処理装置。
  8. 筐体の上部に設置されて、トロンメル内部に廃土を供給するホッパーをさらに備え、該ホッパーは、投入口を防護して粉塵の飛散を防止するためのシートカバーを備えた請求項5ないし請求項7のいずれか1つに記載の廃土選別処理装置。
  9. ホッパーの外側面には、投入された廃土の流れを円滑にするためのバイブレータを備える請求項8に記載の廃土選別処理装置。
  10. ホッパーから供給された廃土をトロンメル内部に搬送するスクリューコンベアを更に備え、該スクリューコンベアの回転数を処理土の性状に応じて調整するためのインバータ制御回路を備えた請求項8または請求項9に記載の廃土選別処理装置。
  11. コンテナ脱着装置付き自動車に脱着可能な脱着式コンテナに搭載された請求項1ないし請求項10のいずれか1つに記載の廃土選別処理装置。
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