JP2709673B2 - 砕砂ダスト除去装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は，砕砂プラントに使用さ
れる破砕機で生産された砕砂中の微粉（ダスト）を取除
くために使用される砕砂ダスト除去装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年，天然砂（川砂，山砂，陸砂利，海
砂）の枯渇によって，砕石業における砕砂の生産量は年
々増加の傾向を示しており，今後ともその需要は旺盛で
ある。そして砕石の生産方法では従来から採掘岩石の小
割りを行なう破砕機を使用する砕砂プラントがあり，破
砕機による破砕作業では必然的に所望のサイズよりも小
さい微粉の生成を余儀なくさせられる。図４は従来の砕
砂プラントのフローシートを示し，原料ビン１０の原料
は振動フィーダ２０で切出されてコーンクラッシャ３０
で破砕され，振動篩４０で篩分けされ所望の粒度以上の
オーバサイズは再びコーンクラッシャ３０へリサイクル
される。アンダサイズの砕砂はエアセパレータ５０へ送
られ，分級により砕砂とそれ以下の微粉（ダスト）に選
別される。図中のＱｆ，Ｑｃ，Ｑｒ，Ｑｐ，Ｑｄ，Ｑｓ
は各々時間当りの生成量を示す。

【０００３】一方，図５は図４のフローシートの各工程
における粒度分布曲線図を示し，原料粒度は破砕され
てとなり，篩分け後のアンダサイズはとなる。この
砕砂中には約５〜１０％のダストを含んでおり，分級の
結果最終製品としてのものが得られる（はダストの
粒度分布）が，ＪＩＳ砕砂規格である２つの点線の範囲
内に入っているので規格を満足する砕砂となる。またＪ
ＩＳ規格では骨材中に含有する７４μｍ以下のダストが
全量の７％以下とする規定があり，ダストの混入は品質
に悪い影響を与えるので極力排除しなければならない。

【０００４】砕砂プラントにおける砕砂に含有中のダス
トは大凡４００μｍ以下のもので，これを砕砂より除去
するためのエアセパレータ５０は，スターテパント型エ
アセパレータ１００が使用される。図６はスターテパン
ト型エアセパレータ１００の縦断面図を示し，外側ケー
シングｉと内側ケーシングｆとからなる缶体の中心軸上
に可変速電動機Ｍによって回転駆動される鉛直の回転軸
ｎに分散板ｃ，主ブレードｅおよび補助ブレードｄが固
設され回転する。原料供給口ａよりシュートｂを経由し
て分散板ｃに投入された原料は，分散板ｃによって遠心
力を付与されて内側ケーシングｆに向かって円周均等に
放射状に水平に放出され，主ブレードｅの回転によって
生じた循環旋回気流は，内側ケーシングｆにて上昇旋回
気流となり，分散された原料粉粒体のうち微粉を上方に
運び補助ブレードｄを通過する。この際粉粒体は補助ブ
レードｄによって遠心力と慣性力を与えられ，粗粒と微
粉とに分離され，微粉のみ主ブレードｅに吸い込まれ，
慣性力の大きい粗粒は内側ケーシングｆ内面に衝突し壁
面に沿って沈降し粗粒排出口Ｉより排出される。一方，
主ブレードｅに吸い込まれた微粉は，内側ケーシングｆ
と外側ケーシングｉとの環状空間ｍに運び込まれて，環
状降下旋回気流により遠心力を与えられ，外側ケーシン
グｉ内壁面に沿って螺旋状に下方に運ばれ，重力によっ
て下方の微粉出口Ｋより排出される。図中の環状空間ｍ
を通過した環状旋回気流は内側ケーシングｆの中間部に
設けられたガイドベーンＪより内側へ吸い込まれて前記
の旋回上昇気流となって循環しながら分離作用を繰返し
行なう。粉粒体の比重や微粒子の形状ならびに分級点
（Ｃｕｔ Ｐｏｉｎｔ）によって回転軸ｎの回転数が設
定され，また設計上の補助ブレードｄの枚数も分級点の
設定に関与するが，分級点の微妙な調整は主ブレードｅ
と補助ブレードｄの間に設けた水平方向伸縮自在なバル
ブプレートｇの調整によってコントロールする。Ｐおよ
びＱは熱交換用の空気入口および出口である。

【０００５】このように，主ブレードｅは風量調節に使
用し，主ブレードｅの羽根枚数を増すと風量は増加す
る。また，回転軸ｎの回転数を増加することによっても
風量は増加するが，分級点も同時に変更される。補助ブ
レードｄは粉末度（分級点）の調整に使用し，羽根枚数
を増すと細かくなる。バルブプレートｇは，ハンドルｈ
を操作することにより同様に粉末度の調整に使用し，微
調整に効果があり開度を小さくする（内側へ多く突出す
る）と分級点は細かくなる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】砕石業における砕砂の
ダスト除去は比較的歴史が浅く，砕砂中の微粉（ダス
ト）を乾式で取除くための決定的な分級機が現在のとこ
ろ存在しない。したがって，前記したようにスターテバ
ント型エアセパレータ等既存の高級な分級機を使用して
いるが，目的に比較してイニシアルコストが高く，動力
原単位も大きく，かつ，分級操作が比較的難しい等の難
点があり，分級精度がそれほど高くなくて，動力原単位
が低く，かつ，イニシアルコストの廉価なダスト処理用
に適した砕砂ダスト除去装置の出現が望まれていた。ま
た，砕砂に含有するダストを水で洗浄する湿式の方法で
は，洗浄と乾燥と排水処理という工程があらたに加わっ
た砕砂プラントとなり，イニシアルコストおよびランニ
ングコストが上昇し生産コストが上昇するという欠点が
あった。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上に述べた課題を解決す
るために，本発明の砕砂ダスト除去装置においては，砕
砂の粉粒体を供給する投入管と竪軸回りに回転自在な水
平平板からなる分散板と旋回上昇気流を発生させる回転
翼と該分散板の上に配設され鉛直回転軸を有し上下一対
の円板間に挾在する分級羽根を備えた回転式セパレータ
と該回転式セパレータを通過した含塵ガスの排出管とを
備えた単胴で，かつ，筒状のケーシングを有し，該ケー
シング内の旋回上昇気流の排気口を該ケーシングの上部
に設けるとともに該ケーシングの下部に空気の取入口を
設け，前記排出管にダスト捕集用のサイクロンを接続し
た構成とした。

【０００８】

【作用】以上のように構成された本発明の砕砂ダスト除
去装置においては，原料の投入管より分散板上へ供給さ
れた砕砂の粉粒体は，回転する分散板によって遠心力を
付与されてほぼ円周均等に水平方向へ放射され，空気取
入口より導入されケーシング内の回転翼の回転によりケ
ーシング内を流れる旋回上昇気流により，気流によって
受ける上向きの抗力と粉粒体自身の重力との差異に基づ
く第１次の分級作用を受け，粗粒は抗力に打ち克って自
重により落下しケーシング内壁面に沿ってケーシングの
最下点にある粗粒排出口より排出される。また，原料中
のダスト（微粉）はこの旋回上昇気流に乗り回転式セパ
レータで第２次分級作用を受け，微粉中の粗粒は排除さ
れケーシング内壁へ沿って落下するが，微粉は回転式セ
パレータを通過し排出管を経てサイクロンへ導かれ捕集
される。本発明の第２次分級作用における分級点の調整
は回転式セパレータの回転数で制御する。

【０００９】

【実施例】以下図面に基づいて本発明の実施例について
詳細に説明する。図１〜図３は本発明の実施例を示し，
図１は砕砂ダスト除去装置の全体縦断面図，図２は図１
のＸ−Ｘ視の平面図，図３は図１のＹ−Ｙ視の平面図で
ある。図において，砕砂ダスト除去装置２００は，円筒
管２１０ａとこれに接続する円錐管２１０ｂとからなる
単胴直立のケーシング２１０内に，投入口２３０ａを有
する直立の投入管２３０を中心軸上に配設し，この外側
に投入管２３０と同心円状に配設した回転管２４０を設
ける。回転管２４０の下端には上下一対の水平円板２４
２，２４４間に挾在された円周複数個均等に，かつ，傾
斜して配設された分級羽根２６０ａを備えた回転式セパ
レータ２６０が取付けられ，さらに水平円板２４４の下
側には複数のステー２７０を介して水平円板からなる分
散板２５０が取付けられる。円錐管２１０ｂの下端には
粗粒排出口２１０ｄが設けられる。

【００１０】ケーシング２１０の円筒管２１０ａの上部
の内周近くに垂直平板からなる回転翼２８０が円周均等
に複数個配設され，回転管２４０にサポートを介して接
続され回転管２４０と一体に回転されるようになってい
る。回転管２４０は，ケーシング２１０の天板に取付け
られた軸受２４０ｂと投入管２３０の下部外周に設けた
軸受２４６によって回転自在であり，回転管２４０の上
端部のチエンホイル（またはＶプーリ）２４０ａと可変
速電動機２２０の出力軸に取付けられたチエンホイル
（またはＶプーリ）２２０ａとの間のローラチエン（ま
たはＶベルト）によって回転駆動される。したがって，
本実施例では回転管２４０の駆動によって分散板２５
０，回転翼２８０および回転式セパレータ２６０が一体
的に同一回転数にて回転するが，分散板２５０を回転式
セパレータ２６０や回転翼２８０と別系統の回転駆動手
段を設けて分散板２５０の回転数を一定とするか，回転
式セパレータ２６０の回転数と異なる回転数とすること
もできる。また，回転管２４０の上端には軸受２４８ａ
を介して固定設備の排気管２４８を配設し，後面設備の
サイクロン３００と接続し，回転式セパレータ２６０の
分級羽根２６０ａを通過した含塵ガスはこのサイクロン
３００でダストを捕集され，ダストは排出口３００ｂか
ら排出される。抽集後の清浄空気は電磁開閉弁３１０を
経由して空気取入管２８２に接続される循環経路３２０
を流れる。一方，回転翼２８０に対向する円筒管２１０
ａの円周一個所には排気口２１０ｃが設けられ，円錐管
２１０ｂの中間部に設けられた空気取入管２８４に電磁
開閉弁３３０を介して接続される循環経路３４０が設け
られる。本実施例では，サイクロン３００の排気口３０
０ａと空気流入管２８２との間に循環経路３２０を設け
たが，サイクロン３００の集塵後の清浄空気をそのまま
大気放出とし，ケーシング２１０へは空気流入管２８２
からの自然流入としてもよい。しかし，循環経路３４０
には含塵ガスが流れるので排気口２１０ｃは大気放出と
せず，本実施例のように循環経路３４０を設けることが
望ましい。

【００１１】以上のように構成された本発明の砕砂ダス
ト除去装置の作動について説明する。可変速電動機２２
０の駆動により回転管２４０，分散板２５０，回転翼２
８０，回転式セパレータ２６０は一体的に回転する。投
入管２３０の投入口２３０ａから原料粉粒体（砕砂）を
供給すると，原料粉粒体は分散板２５０により遠心力を
受けスパイラル状に略水平に周囲の空間へ放射される。
一方，ケーシング２１０内では空気流入管２８２や空気
流入管２８４から導入された空気が回転翼２８０の回転
により旋回上昇気流を形成しており，この気流によって
分散板２５０の周囲に放出された粉粒体は第１次の分級
作用を受け，粗粒はこの気流に打ち克つて重力作用で落
下し粗粒排出口２１０ｄに向かうのに対して，ダスト
（微粉）はこの気流に随伴して含塵ガスとなって回転式
セパレータ２６０の分級羽根２６０ａへ向かう。そし
て，分級羽根２６０ａによる第２次の分級作用によりダ
スト中の粗粒は排除され，微粉のみ気流とともに投入管
２３０と回転管２４０との間の空間（二重管の間隙）を
通り抜け，排気管２４８を通過しサイクロン３００に導
入され，ダストが捕集される。ダストが除去された清浄
空気は循環経路３２０を経て再びケーシング２１０内へ
導入される。また，回転翼２８０の回転によって生じた
旋回上昇気流は排気口２１０ｃからケーシング外へ出て
循環経路３４０を経由して再びケーシング２１０内へ導
入されるが，循環経路３２０，３４０の流量比は電磁弁
３１０，３３０を遠隔操作することで調整できる。回転
式セパレータ２６０における分級点の調整は可変速電動
機２２０により回転管２４０の回転数を調整することに
より可能で，一般に高速にするほど分級点は細かくな
る。

【００１２】以上述べたように，本発明の砕砂ダスト除
去装置は，使用される動力手段は単一の可変速電動機２
２０のみであり，従来例で説明したスターテバント型エ
アセパレータのように，ケーシングを二重管とすること
もなく構造がシンプルで，組立，点検，分解が容易であ
り，かつ，目的とする砕砂含有中のダストを容易に除去
することができる。また，除去するダストの分級点の変
更も回転数制御のみで容易であり，運転操作上の熟練も
要することがないから取扱いが容易である。また，エア
流れをケーシング内の一方流れとし，内部循環がないか
ら装置内の圧力損失が小さくこの分動力費が低減され
る。

【００１３】

【発明の効果】本発明の砕砂ダスト除去装置は，構造が
簡単でイニシアルコストが安価であるとともに，動力費
も低く，生産された砕砂に含有するダストを所要の粒度
まで容易に除去することができる。したがって高品質の
砕砂を安価に製造することができる。また，装置の組
立，点検，分解も容易であるからメインテナンス性が優
れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る砕砂ダスト除去装置の全
体縦断面図である。

【図２】図１のＸ−Ｘ視の平面図である。

【図３】図１のＹ−Ｙ視の平面図である。

【図４】従来の砕砂プラントのフローシートである。

【図５】砕砂プラントの各工程における粒度分布曲線図
である。

【図６】スターテバント型エアセパレータの縦断面図で
ある。

【符号の説明】

１０ 原料ビン ２０ 振動フィーダ ３０ コーンクラッシャ ４０ 振動篩 ５０ セパレータ １００ スターテバント型エアセパレータ ２００ 砕砂ダスト除去装置 ２１０ ケーシング ２１０ａ 円筒管 ２１０ｂ 円錐管 ２１０ｃ 排気口 ２１０ｄ 粗粒排出口 ２２０ 可変速電動機 ２２０ａ チエンホイル（Ｖプーリ） ２３０ 投入管 ２３０ａ 投入口 ２４０ 回転管 ２４０ａ チエンホイル（Ｖプーリ） ２４０ｂ 軸受 ２４２ 水平円板 ２４４ 水平円板 ２４６ 軸受 ２４８ 排気管 ２４８ａ 軸受 ２５０ 分散板 ２６０ 回転式セパレータ ２６０ａ 分級羽根 ２８０ 回転翼 ２８２ 空気流入管 ２８４ 空気流入管 ３００ サイクロン ３００ａ 流入口 ３００ｂ 排出口 ３００ｃ 排気口 ３１０ 電磁弁 ３２０ 循環経路 ３３０ 電磁弁 ３４０ 循環経路

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 砕砂の粉粒体を供給する投入管と竪軸回
   りに回転自在な水平平板からなる分散板と旋回上昇気流
   を発生させる回転翼と該分散板の上に配設され鉛直回転
   軸を有し上下一対の円板間に挾在する分級羽根を備えた
   回転式セパレータと該回転式セパレータを通過した含塵
   ガスの排出管とを備えた単胴で，かつ，筒状のケーシン
   グを有し，該ケーシング内の旋回上昇気流の排気口を該
   ケーシングの上部に設けるとともに該ケーシングの下部
   に空気の取入口を設け，前記排出管にダスト捕集用のサ
   イクロンを接続した砕砂ダスト除去装置。