JP2939149B2

JP2939149B2 - 粉砕装置

Info

Publication number: JP2939149B2
Application number: JP4954395A
Authority: JP
Inventors: 義大宮崎
Original assignee: EMU ESU ENJINIA KK
Current assignee: EMU ESU ENJINIA KK
Priority date: 1995-03-09
Filing date: 1995-03-09
Publication date: 1999-08-25
Anticipated expiration: 2014-08-25
Also published as: JPH08243427A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は粉砕装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】生コンクリート製造工場において、コン
クリートミキサーを水で洗浄した場合、洗浄水とセメン
トと砂等が混入したセメントスラッジをそのまま廃棄す
ると環境上問題となるため、従来、このセメントスラッ
ジを脱水処理してケーキ状にし、これを廃棄物処理業者
に委託して、所定の埋立地に投棄しているのが現状であ
る。

【０００３】しかし、このような処理方法によると、廃
棄委託費用が高価であり、また公共の埋立処分地は格安
であるが投棄条件が厳しく許可が難しく、また過載積の
規制強化で運搬についての難点が多く、更に投棄上から
環境美化に支障がある等の様々な問題がある。

【０００４】一方、セメントスラッジには、有効成分が
多く残っており、これを再利用できる余地がある。しか
し従来、上記のような含水率の高いセメントスラッジの
ケーキを効率的に粉砕する手段はなく、セメントスラッ
ジを有効に活用することなく廃棄されていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記に鑑み、
上記のようなセメントスラッジ等の含水率が高いケーキ
状物を自動的に微粉砕できる装置を提供し、上記の問題
を解消するすることを目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段とその作用】本発明は上記
の課題を解決するもので、請求項１記載の発明は、噛合
して回転する対の破砕用歯車（２７）（２８）間を通過
させて原料を粉砕する破砕機（７）と、乾燥室（６）内
に設置されたコンベア（９ａ〜９ｅ）と、回転うす（１
３）と固定うす（１４）との間で原料を粉砕する粉砕機
（１２）とからなり、原料を上記破砕機（７）、コンベ
ア（９ａ〜９ｅ）、粉砕機（１２）を通して粉砕するこ
とを特徴とするものである。

【０００７】この発明においては、含水率の高い原料
を、効率良く乾燥でき、かつ微粉砕できるように予め破
砕機（７）で破砕し、その後、これを乾燥し、その後所
定粒径に粉砕する。

【０００８】請求項２記載の発明は、上記請求項１記載
の破砕機（７）の両破砕用歯車（２７）（２８）の歯先
面（２７ａ）（２８ａ）が平面又は曲面に形成されてい
ることを特徴とするものである。

【０００９】この発明においては、破砕用歯車（２７）
（２８）の歯先面（２７ａ）（２８ａ）が平面又は曲面
に形成されているため、原料を偏平に押し潰して、次工
程の乾燥工程において、熱の被粉砕物内の通りを良く
し、乾燥効率を高める。

【００１０】請求項３記載の発明は、上記請求項１又は
２記載の破砕機（７）の両破砕用歯車（２７）（２８）
が板状に形成され、夫々がその回転軸（２５）（２６）
に多数枚並列的に備えられ、かつ夫々の歯車列におい
て、隣接する一方の歯車の山部が他方の歯車の谷部に位
置するように位相させたことを特徴とするものである。

【００１１】この発明においては、上記破砕用歯車（２
７）（２８）による破砕時において、隣接する歯車間で
原料が切断される。そのため、原料が細かく破断され、
次工程の乾燥工程における乾燥効率が更に高められると
ともに粉砕工程における微粉砕がしやすくなる。

【００１２】また、その切断長は破砕用歯車（２７）
（２８）の板厚を所望に設定することにより、所望の長
さにできる。請求項４記載の発明は上記請求項１又は２
又は３記載のベルトコンベア（９ａ〜９ｅ）がメッシュ
コンベアで形成され、かつ複数段に配置され、原料が順
次下段のコンベアに落下して搬送されるようにしたこと
を特徴とするものである。

【００１３】この発明においては、乾燥機内に発生させ
た熱がベルトコンベア（９ａ〜９ｅ）を貫通して、その
上面に載置された原料の裏面からも作用する。したがっ
て、乾燥効率が一層高くなる。更に原料が下段のベルト
コンベアに落下する毎に原料がひっくり返され、原料の
表裏面に熱が均等に作用し、乾燥効率を一層高める。

【００１４】請求項５記載の発明は上記請求項１又は２
又は３又は４記載の粉砕機（１２）が、上面に円錐状の
粉砕面（３５）を有する回転うす（１３）と、下面に上
記粉砕面（３５）に嵌合する円錐状の粉砕面（４５）を
有する固定うす（１４）とからなり、これらを嵌合して
回転うす（１３）側を回転し、両粉砕面（３５）（４
５）間で原料を粉砕することを特徴とするものである。

【００１５】この発明においては、回転うす（１３）の
回転により、両うす（１３）（１４）の粉砕面（３５）
（４５）間に入った原料が摩砕されて微粉砕される。ま
た、粉砕面（３５）（４５）が円錐状に形成されている
ため、原料が微粉砕されながらうす外に排出される。

【００１６】

【実施例】次に図に示す本発明の実施例について説明す
る。図１において、１は原料ホッパで、その下部に供給
ゲート２が設けられ、原料ホッパ１内の原料が所定量づ
つ供給されるようになっている。この供給ゲート２の詳
細は後述する。

【００１７】該供給ゲートの下部にはベルトコンベア３
が配置され、上記原料ホッパ１から排出された原料をベ
ルトコンベア３により第１のバケットエレベータ４へ供
給するようになっている。

【００１８】５は乾燥室６を形成する上壁６ａ部に設置
したホッパで、上記第１のバケットエレベータ４で搬送
した原料が該ホッパ５内に投入されるようになってい
る。７は上記ホッパ５の下部排出部に設置した破砕機
で、上記ホッパ５内の原料を該破砕機７を通過して破砕
し、その破砕した原料を排出口８から落下排出するよう
になっている。この破砕機７の詳細は後述する。

【００１９】上記乾燥室６内には複数個のベルトコンベ
ア９ａ〜９ｅが図示のように段状に配置され、その最上
のベルトコンベア９ａは、これに上記ホッパ５の排出口
８から落下排出した原料が乗るように配置されている。
これら各ベルトコンベア９ａ〜９ｅは図のように左右が
ずれた状態に配置され、上段のコンベアの進行方向終端
部から落下した原料が下段のベルトコンベア始端部上に
落下するようになっている。

【００２０】上下のベルトコンベア間には所定の隙間を
設け、原料が上段のベルトコンベアから下段のベルトコ
ンベアへ落下する際にその原料の表裏が反転するように
なっている。

【００２１】この各ベルトコンベア９ａ〜９ｅは、通気
穴を有する金属板例えばメッシュコンベアで形成され、
その通気穴を通じて熱気がベルトコンベア９ａ〜９ｅを
貫通するようになっているとともに、耐熱性を有してい
る。

【００２２】１０は乾燥室６の下部に設置したバーナブ
ロアである。１１は第２のバケットエレベータで、その
下部受口１１ａは、上記の最下段のベルトコンベア９ｅ
からの排出された原料を受けるようになっている。

【００２３】１２は粉砕機で、回転うす（臼）１３と固
定うす１４とからなる。この粉砕機１２の詳細は後述す
る。１５は上記粉砕機１２の上部に設置したホッパで、
上記の第２のバケットエレベータ１１で搬送された原料
が樋１１ｂを通じてホッパ１５内へ投入されるようにな
っている。

【００２４】１６は第３のバケットエレベータで、下部
には、上記粉砕機１２により粉砕された原料の受口１７
を有し、上部にはサイロ１８への排出口１９を有する。
上記供給ゲート２は図２及び図３に示すように、原料ホ
ッパ１の下部排出口２０に＋状の回転羽根２１を設け、
これを原動機２２で回転して、原料ホッパ１内の原料を
定量づつ排出するようになっている。このように＋状の
回転羽根２１にすることにより、大径の原料であっても
排出でき、また回転羽根２１の回転数で原料の供給量を
増減できる。ベルトコンベア３は、図３に示すように、
その供給方向と直交する方向に対してＶ状に形成されて
いる。２３は原料ホッパ１に付設したバイブレータであ
る。

【００２５】破砕機７について図４乃至図８により説明
する。５はホッパで、これにはバイブレータ２３ａが付
設されている。２４はケースで、その内部に２本の回転
軸２５、２６が並設されている。その一方の回転軸２５
には、一方の破砕用歯車２７が固設され、他方の回転軸
２６には他方の破砕用歯車２８が固設され、これら両破
砕用歯車２７、２８は図４に示すように噛合している。

【００２６】図４に示す断面において、ケース２４の両
側壁２４ａ、２４ｂは上記破砕用歯車２７、２８の外周
に近接して沿った半円状に形成され、またそのケース２
４の上側中央部には原料投入口２９が形成され、ケース
２４の下側中央部には破砕された原料の排出口８が形成
されている。更に排出口８には、原料排出用の案内板３
０、３０が逆ハ状に設けられている。

【００２７】上記両破砕用歯車２７、２８の噛合状態
は、図４に示すように一方の歯車２７の谷部と他方の歯
車２８の山部との間に所定の隙間ｄを有する。また、上
記破砕用歯車２７、２８の歯先面２７ａ、２８ａの形状
は、その歯車の周方向（図４）に対して平面又は緩やか
な曲面に形成され、また、軸方向（図５）に対して平面
に形成されており、投入された原料を押し潰すようにな
っている。これは破砕される原料が含水率の高い軟質物
の場合に、その原料を薄く砕き、次工程の乾燥時にその
原料の乾燥効率をよくするためである。

【００２８】上記一方の破砕用歯車２７は所定厚Ｄ₁を
有する板状に形成され、これを図５に示すように、回転
軸２５に多数枚挿通して並列的に設置し、回転軸２５に
キー３１によって固定されている。

【００２９】他方の破砕用歯車２８も上記一方の破砕用
歯車２７と同一厚さＤ₁の板状に形成され、これを回転
軸２６に多数枚挿通して並列的に設置し、回転軸２６に
キー３１ａによって固定されている。そしてその配列
は、上記一方の破砕用歯車２７の配列位置と同一にして
対向する歯車相互が噛合して回転するようになってい
る。

【００３０】また、一方の破砕用歯車２７の列におい
て、その隣接する破砕用歯車２７−１、２７−２・・・
相互は、図６及び図７に示すように一方の歯の山部２７
ｂが他方の歯の谷部２７ｃに位置するように位相して配
置されている。

【００３１】他方の破砕用歯車２８の列においても上記
のように配置された一方の破砕用歯車２７に噛合するよ
うに、隣接する歯車相互が上記のように位相している。
このように両破砕用歯車２７、２８を配置することによ
り、例えば図５において一方の破砕用歯車２７−２にお
ける歯の山部２７ｂと、その歯車２７−２の両側に位置
する歯車２７−１と２７−２に噛合する他方の両歯車２
８、２８の山部２８ｂとの境界部で、原料が切断される
ようになっている。

【００３２】図８において、３２は回転軸２５に固設し
た連動歯車、３３は他方の回転軸２６に固設した連動歯
車で、これらが相互に噛合され、上記一方の破砕用歯車
２７と他方の破砕用歯車２８が同期回転するようになっ
ている。

【００３３】図５において、３４は回転軸２５に固設さ
れた駆動用歯車で、図示されてない駆動モータにより回
転し、回転軸２５を回転するようになっている。次に粉
砕機１２について、図９乃至図１１により説明する。

【００３４】１３は鋼鉄製の回転うすで、その上面の粉
破面３５が、図に示すような、緩やかな円錐面に形成さ
れ雄型に形成されている。該回転うす１３は、垂直の回
転軸３６上に固定して支持され、該回転軸３６を中心と
して平面的に回転するようになっている。３７は駆動モ
ータで、チェーンホイール３８、チェーン３９、チェー
ンホイール４０を介して回転軸３６を回転するようにな
っている。

【００３５】上記雄型の粉砕面３５には、図１０に示す
ような第１溝４１と第２溝４２とが形成されている。第
１溝４１は、粉砕面３５の中心から、粉砕面３５の外端
（うすの外周端）より所定距離Ｄ₂内側へ入った位置ま
での長い距離に亘って放射状に形成されている。第２溝
４２は、粉砕面３５の外端から、上記所定距離Ｄ₂より
長くかつ中心部まで達しない短い距離Ｄ₃に亘って放射
状に形成されている。そして、第１溝４１と第２溝４２
は、粉砕面３５の周方向に交互に多数本形成されてい
る。

【００３６】更に、これら第１溝４１と第２溝４２は、
図１０ａに示すように、夫々回転うす１３の回転方向Ｂ
側に中心を持つ円弧状に形成されている。更に上記第１
溝４１と第２溝４２は夫々深さＨ₁が短いＶ溝に形成さ
れている。

【００３７】上記のような溝４１と４２により、溝４１
相互間の無溝部からなる第１粉砕面３５ａと、第２溝４
２相互間の無溝部からなる第２粉砕面３５ｂとが形成さ
れている。

【００３８】固定うす１４は、図１１（ａ）に示すよう
に、上部に原料投入口４３が、中間部に原料流入口４４
が、下部に粉砕面４５が一連にして形成された円筒状に
形成されている。

【００３９】原料投入口４３は投入原料を中央へ案内す
る逆円錐面に形成され、粉砕面４５は上記回転うす１２
の雄型の粉砕面３５に沿って嵌合する雌型の円錐面に形
成されている。

【００４０】上記雌型の粉砕面４５には、上記原料流通
口４４の内端から若干下った位置と、回転うす１４の外
周端から上記Ｄ₂とほぼ同等の距離だけ内側に入った位
置との間に亘って第３溝４６が形成されている。該第３
溝４６は、その固定うす１３を回転うす１３に嵌合した
状態において、上記第１溝と同一の曲率で同一方向に向
く円弧状に形成され、粉砕面４５の周方向に多数本形成
されている。

【００４１】第３溝４６を上記のように形成することに
より、下部に、無溝状の第３粉砕面４５ａが形成されて
いる。第３溝４６の上端部から流通口４４までは、上記
回転うす１３の粉砕面３５の傾斜角により大きな角度の
テーパ面４７に形成され、原料が回転うす１３と固定う
す１４の粉砕面間に流入しやすいようになっている。

【００４２】上記第３溝４６は、図１１（ｂ）に示すよ
うなＶ溝に形成され、その深さＨ₂と開口幅Ｄ₄は、上
記第１及び第２溝４１、４２の深さＨ₁及びその開口幅
Ｄ₅よりも長く形成されている。

【００４３】図９において、４８は支柱で、これに支板
４９が固設されている。支板４９には支持ねじ５０が立
設され、これに支腕５１が昇降可能に備えられ、該支腕
５１はバネ５２により支腕５１へ押圧されている。５３
は支持ねじ５０に螺着したナットで、その回転によりバ
ネ５２の付勢荷重を調節するようになっている。

【００４４】上記の固定うす１４は、図９に示すように
回転うす１２に嵌合され、支腕５１により回転不能に支
持されている。したがって、支板４９により固定うす１
４の粉砕面４５と回転うす１３の粉砕面３５との最小隙
間が規制され、また固定うす１４に上方への所定以上の
押し力が作用した場合には、バネ５２の付勢力に抗して
上動する。そしてナット５３の正逆回転調節により、バ
ネ力を調節して、固定うす１４の上動を調節するように
なっている。

【００４５】次に、生コンクリート製造工場において発
生するセメントスラッジを破砕、粉砕する場合に適用し
た例について説明する。使用する原料は、コンクリート
ミキサーを水で洗浄して排出された水、セメント、砂の
混入物を、脱水機で加圧脱水処理してケーキ状にしたセ
メントスラッジである。この原料の含水率は約５０〜６
０％である。

【００４６】このケーキ状のセメントスラッジを原料ホ
ッパ１内に投入する。投入された原料は、供給ゲート２
の回転羽根２１で荒破砕しながら定量ずつベルトコンベ
ア３に供給され、第１バケットエレベータ４のバケット
で搬送されてホッパ５に投入される。

【００４７】ホッパ５内に投入された原料は、歯車式の
破砕機７で破砕される。このとき、対の破砕用歯車２
７、２８間で押し潰すように破砕され、その原料は乾燥
しやすいように偏平に破砕される。また、隣接する歯車
相互間の歯の山部が相互に位相されていることにより、
原料は、回転軸２５、２６方向に対しても１枚の破砕用
歯車２７、２８の板厚分に分断される。

【００４８】このように破砕された原料は、排出口８か
ら乾燥室６内の最上段のコンベア９ａに落下する。そし
て落下した原料は、最上段のコンベア９ａで移行され、
そのコンベア９ａの下流端から次段のコンベア９ｂ上に
落下する。この落下により、原料は、その表面と裏面が
ひっくり返されて下段のコンベア９ｂ上に載る。そし
て、その原料はコンベア９ｂから更に次段のコンベア９
ｃへ、上記と同様にひっくり返されて落下し、これを繰
り返して最下段のコンベア９ｅ上に載置する。

【００４９】このように原料がひっくり返されながら移
行することと、原料が上記のように偏平であることと、
更に各コンベアがメッシュコンベアであることにより、
バーナ、ブロア１０の熱が原料に効率的に作用し、原料
全体が早期に乾燥される。

【００５０】乾燥された原料は第２バケットエレベータ
１１のバケットで搬送されて粉砕機１２上のホッパ１５
内へ投入される。その投入された原料は、うす式の粉砕
機１２へ落下供給される。供給された原料は、固定うす
１４の原料流入口４４から、テーパ面４７部と回転うす
１３との隙間へ入り、回転している回転うす１３の粉砕
面３５と固定うす１４の粉砕面４５間に入る。このよう
に入った原料は、回転うす１３の第１溝４１と固定うす
１４の第３溝４６内に入り込み、回転うす１３のＢ方向
の回転と各溝４１、４６が上記のように円弧状に形成さ
れていることにより、原料は両うす１３、１４の外周側
へ押し移動される。

【００５１】このとき、固定うす１４側の第３溝４６の
深さＨ₂を回転うす側の第１溝４１より深くしたことに
より、原料の多くがこの第３溝４６内に入り、かつその
原料が落下しやすいことから、原料の粉砕が良好に行な
われる。すなわち仮りに、回転うす１３側の溝を深くす
るとこの溝に原料が多く付着して共回りし、粉砕が良好
に行なわれなくなるが、上記のように形成することによ
りこのようなことがない。

【００５２】そして原料は、回転うす１３と固定うす１
４における無溝部の粉砕面間で摩砕されて微粒子とな
る。また、回転うす１３の第１溝４１を、うすの外周端
まで形成せずに、外周部に無溝部からなる第２粉砕面３
５ｂを形成したこと及び固定うす１４側にも外周部に無
溝部からなる第３粉砕面４５ａを形成したことにより、
所定の粒度に粉砕されない原料が溝４１、４６を通じて
外出することが抑制され、第２及び第３粉砕面３５ｂ、
４５ａにおいても粉砕作用が行なわれ、原料が均一に細
かく粉砕される。

【００５３】この原料の粉砕の粒度調節はナット５３の
回転により、バネ５２の荷重を調節して行なう。上記の
ように粉砕された粉体は受口１７から第３バケットエレ
ベータ１６でサイロ１８へ投入されて貯蔵される。

【００５４】このように微粉砕されたものは、セメント
の増量材として乾式スラッジ混練りに利用したり、農地
の土壌改良の中和材として利用したり、石灰を含有する
ことから脱硫媒体として利用したり、その他加工製品の
材料として利用できる。したがって廃棄物ではなく製品
として販売できる。

【００５５】また、微粉体であることから、サイロに貯
蔵したり袋詰めも可能であり、貯蔵管理が容易で、構内
の環境美化、整理整頓が図れる。更に産業廃棄物でな
く、材料として運搬できるため、一般車が使用できる。

【００５６】尚、本発明は上記のようなセメントスラッ
ジの粉砕に限るものではなく、他の含水分の粉砕に適用
できることは勿論である。

【００５７】

【発明の効果】以上のようであるから、請求項１記載の
発明によれば、セメントスラッジのような含水率の高い
原料を良好に微粉砕することができる。

【００５８】請求項２記載の発明によれば、更に原料の
乾燥効率を高めて微粉砕を容易にすることができる。請
求項３記載の発明によれば、更に破砕時において原料を
細かく切断でき、乾燥効率の向上と微粉砕を容易にする
ことができる。

【００５９】請求項４記載の発明によれば、更に原料の
乾燥効率を高めることができる。請求項５記載の発明に
よれば、更に上記のように乾燥された原料を容易に微粉
化できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す装置の全体図。

【図２】原料の供給ゲート部を示す正断面図。

【図３】同側断面図。

【図４】破砕機部を示す正断面図。

【図５】同一部側断面図。

【図６】破砕用歯車の歯部を示すもので（ａ）は正面
図、（ｂ）は平面図。

【図７】破砕機の正面外観図。

【図８】破砕機における連動歯車部を示す図。

【図９】粉砕機を示す正断面図。

【図１０】粉砕機の回転うすを示すもので（ａ）は平
面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は溝の拡大断面図。

【図１１】粉砕機の固定うすを示すもので（ａ）は側
断面図、（ｂ）は溝の拡大断面図。

【符号の説明】

６…乾燥室７…破砕機９ａ〜９ｅ…コンベア
１２…粉砕機１３…回転うす１４…固定うす２５、２６…回
転軸２７、２８…破砕用歯車２７ａ、２８ａ…歯先面
３５、４５…粉砕面

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】噛合して回転する対の破砕用歯車（２
７）（２８）間を通過させて原料を粉砕する破砕機
（７）と、乾燥室（６）内に設置されたコンベア（９ａ
〜９ｅ）と、回転うす（１３）と固定うす（１４）との
間で原料を粉砕する粉砕機（１２）とからなり、原料を
上記破砕機（７）、コンベア（９ａ〜９ｅ）、粉砕機
（１２）を通して粉砕することを特徴とする粉砕装置。
【請求項２】請求項１記載の破砕機（７）の両破砕用
歯車（２７）（２８）の歯先面（２７ａ）（２８ａ）が
平面又は曲面に形成されていることを特徴とする粉砕装
置。
【請求項３】請求項１又は２記載の破砕機（７）の両
破砕用歯車（２７）（２８）が板状に形成され、夫々が
その回転軸（２５）（２６）に多数枚並列的に備えら
れ、かつ夫々の歯車列において、隣接する一方の歯車の
山部が他方の歯車の谷部に位置するように位相させたこ
とを特徴とする粉砕装置。
【請求項４】請求項１又は２又は３記載のベルトコン
ベア（９ａ〜９ｅ）がメッシュコンベアで形成され、か
つ複数段に配置されて、原料が順次下段のコンベアに落
下して搬送されるようにしたことを特徴とする粉砕装
置。
【請求項５】請求項１又は２又は３又は４記載の粉砕
機（１２）が、上面に円錐状の粉砕面（３５）を有する
回転うす（１３）と、下面に上記粉砕面（３５）に嵌合
する円錐状の粉砕面（４５）を有する固定うす（１４）
とからなり、これらを嵌合して回転うす（１３）側を回
転し、両粉砕面（３５）（４５）間で原料を粉砕するこ
とを特徴とする粉砕装置。