JP3059099B2 - 採取砂の処理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、海などで採取した
砂から、これに混合する貝殻および種子を除去するため
の採取砂の処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、ゴルフ場に敷く砂や、コンクリ
ート構造物のコンクリート中に骨材として混合する砂
は、海や河川から採取したものを用いている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ゴルフ場に
は芝生が植えられるが、この芝生にとっては弱酸性雰囲
気( ＰＨ5.7 〜6.5)が適していることが知られている。
しかし、採取した砂には細かい貝殻が多量（体積比15〜
25％) に混合しており、ゴルフ場に敷く場合は採取した
砂をそのまま用いるため、長期的には貝殻の成分が溶け
だして、強アルカリ雰囲気( ＰＨ7.0 〜8.5)を形成し、
芝生に悪影響を与えることになる。そしてこのような場
合、芝生のメンテナンスは、ゴルフ場を休場させて行わ
なければならない。

【０００４】またコンクリート構造物のコンクリート中
に骨材として用いる砂においては、脱塩のために洗浄す
る程度で、依然、細かい貝殻を多量に含んだ砂をそのま
ま使用しており、長期的にはコンクリートが強アルカリ
性になってしまい、強度上の問題が生じる。

【０００５】上記のような問題を回避するためには、砂
の中から貝殻だけを除去すれば、このような技術は特に
提供されていないのが現状である。そこで、本発明は、
上記課題を解決し得る採取砂の処理装置の提供を目的と
する。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明は、貝殻が混合した砂から、貝殻を除去するた
めの装置であって、採取した砂を乾燥させるとともに砂
に混合している種子を焼却するための乾燥装置と、前記
焼却した種子の粉塵を除去するための粉塵除去機と、前
記乾燥装置で乾燥させた砂に対して気体を吹き付けるこ
とにより比重の差を用いて砂と貝殻とを分離するための
分離装置とを備え、この分離装置は、分離装置本体と、
分離装置本体の一側に配置された風力発生装置とが設け
られ、分離装置本体に、砂を分離装置本体の外部に導出
する導出路と、貝殻を分離装置本体の外部に排出する排
出路とが設けられたことを要旨とするものである。

【０００７】また本発明は、分離装置で貝殻と分離され
た砂を所定の場所に設けた収容容器側に搬送する傾斜し
た搬送板が設けられ、この搬送板に、砂中の残留貝殻を
除去するための細長の落下用孔が形成され、この落下用
孔は、搬送板の途中でその幅方向に形成されたことを要
旨とするものである。

【０００８】また本発明は、分離装置で貝殻と分離され
た砂を所定の場所に設けた収容容器側に搬送する傾斜し
た搬送体が設けられ、この搬送体の搬送部は、砂中の残
留貝殻を除去するために砂の粒径に応じて砂の搬送方向
に直角な方向に離間させた複数本の線材から構成された
ことを要旨とするものである。

【０００９】また本発明は、採取した砂から塩分を除去
するための脱塩装置と、砂を粒径別に選別する篩とを備
えたことを要旨とするものである。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面に基づいて説明する。まず図１および図２に基づい
て、本発明の実施の第一形態に係る貝殻の除去装置１を
説明すると、これは、ゴルフ場に適した砂を得るため
に、採取した砂( 例えば海砂) ２から貝殻３を除去する
ためのもので、貝殻３を混合した砂２を所定の径の網目
篩で選別するための第一振動篩４と、この第一振動篩４
にベルトコンベヤなどの搬送装置６を介して接続される
とともに、第一振動篩４で選別された砂２を脱塩のため
に洗浄する脱塩装置( 例えばトロンメルが用いられる)
５とを備えている。

【００１１】また、この脱塩装置５に搬送装置６を介し
て接続されるとともに脱塩装置５で脱塩した砂２中に混
合する雑草の種子を焼却し、かつ砂２を絶乾状態にする
ための乾燥装置( 例えばロータリーキルンが用いられ
る) ７と、この乾燥装置７で焼却された種子の粉塵を除
去するための粉塵除去機８と、この粉塵除去機８に搬送
装置６を介して接続されるとともに粉塵除去機８で粉塵
を除去した砂２をさらに粒径別に選別するための第二振
動篩１０と、この第二振動篩１０で選別された砂２に対
し空気を吹き付けて、砂２とこれに混合した貝殻３の比
重の差を用いて砂２と貝殻３とを分離させる分離装置(
例えば唐箕などが用いられる) １１と、この分離装置１
１で貝殻３と分離された砂２および貝殻３を受けるため
の受皿（収容容器の一例）１２Ａ，１２Ｂとを備てい
る。

【００１２】なお図２に示すように、前記分離装置１１
は、上部にホッパ１３を有する分離装置本体１４と、こ
の分離装置本体１４に回転自在に内装支持されるととも
に、ホッパ１３の近傍に配置された分離用ファン（風力
発生装置の一例）１５と、この分離用ファン１５を駆動
するための分離用モータ１６と、分離用ファン１５で発
生する分離風の流路の途中に配置されて、分離装置本体
１４に傾斜角度を調節自在に支持された二枚の分離板１
７，１７と、これら分離板１７，１７に衝突した砂２を
分離装置本体１４の前面側に導出する導出路に連通され
るとともに分離装置本体１４の下方に配置する前記受皿
１２に砂２を案内するための導出路１８，１８と、分離
装置本体１４の内側上部に設けた排出路１４Ａに連通し
て分離装置本体１４の側部に形成された貝殻排出口１９
とを有している。

【００１３】次に、上記のように構成した除去装置１に
おける貝殻３の除去方法を説明する。まず、採取した砂
２を第一振動篩４で、所定の網目篩、すなわち呼び寸法
5mm篩( 以下、単に5mm 篩と称す) を用いて砂２を粒径
別に選別し、続いて5mm 篩を通過した砂２を、脱塩装置
５に投入して洗浄により脱塩し、この脱塩装置５で脱塩
した砂２を乾燥装置７に搬送して300 〜400 °C の雰囲
気中で混合している雑草の種子を焼却するとともに、砂
２を絶乾状態( 絶乾比重2.45〜2.5)とし、続いて粉塵除
去機８で焼却した種子の粉塵を除去する。

【００１４】そしてこの粉塵除去機８で粉塵を除去した
砂２を、第二振動篩１０すなわち、2.5,1.7,1.4,1.2,1.
0,0.8,0.6,0.4,0.3mm の各篩を用いて選別する。なおこ
の第二振動篩１０で選別された砂２のうち、0.6mm 篩以
上に留まる砂２を駆動中の分離装置１１のホッパ１３か
ら一定量づつ投入する。( なお0.4mm 篩を通過するもの
については、透水性の関係で後に0.6mm 篩以上に留まる
砂２に適当な量だけ混合するようにして用いる) そうすると、分離用ファン１５で発生した分離風によっ
て、砂２だけが分離用ファン１５の近くに落下して分離
板１７，１７に衝突し、導出路１８，１８から受皿１２
Ａに落下する。一方、貝殻３は砂２と同一の粒径であっ
ても砂２に比べて比重が軽いので、砂２よりも遠くへ飛
び、貝殻排出口１９から分離装置本体１４外へ吹き飛ば
され、受皿１２Ｂに落下する。

【００１５】なお、この実施の形態における分離装置１
１では、分離板１７，１７、導出路１８，１８は二個づ
つ設けているが、例えば2.5mm 篩に留まった砂２のうち
でも軽いものから順に分離用ファン１５側の受皿１２に
溜まる。

【００１６】そして実験によると、砂２の粒径と分離用
ファン１５で発生させる風力との関係は、2.5mm 篩に留
まった砂２に対しては9.2m/S、1.7mm 篩に留まった砂２
に対しては8.9m/S、1.2mm 篩に留まった砂２に対しては
8.8m/Sとすることにより、いづれの場合も98％前後の確
率で貝殻３を除去することができた。

【００１７】このように、本発明の実施の形態によれ
ば、第一振動篩４および第二振動篩１０で必要な粒径の
砂２を得、脱塩装置５で砂２の脱塩をし、乾燥装置７で
砂２に混合する雑草の種子を焼却するので雑草を生じる
ことがなく、さらに分離装置１１で砂２と貝殻３とを分
離するので、砂２がアルカリ性雰囲気となるのを押さ
え、従って、ゴルフ場の目砂として最適な条件を備えた
砂２が得られる。

【００１８】特に、絶乾状態にした砂２に対して所定の
風力の空気を吹き付けることにより、貝殻３を多く含ん
だ砂２であっても、水を用いて砂２と貝殻３を分離する
場合に比べて確実に分離でき、このようにして貝殻３を
除去した砂２を、ゴルフ場に用いれば、芝生の寿命を長
く維持でき、従って、芝生のメンテナンスが極めて容易
になり、従来のように、芝生のメンテナンスのためにゴ
ルフ場を休場させるようなこともほとんどなくなる。ま
た、ゴルフ場では多量の砂２を必要とするが、この砂２
には海砂２を用いることにより、量的に確保し易い。

【００１９】次に本発明の実施の第二形態を、図３〜図
７に基づいて説明する。本発明の実施の第二形態に係る
貝殻の除去装置は、図３に示すように、砂２と貝殻３の
分離処理の能力を向上させるために分離装置３０を大型
化し、また貝殻３の除去率をさらに向上させたものであ
る。

【００２０】すなわち、分離装置本体３１の一側には、
分離用モータ１６の駆動によって回転する大型の分離用
ファン１５が回転自在に支持され、分離装置本体３１の
一側上部には、砂供給用のホッパ１３が設置され、分離
装置本体３１の他側には、箱型の分離部３２が配置さ
れ、分離部３２の側壁３３の長さＬは例えば2mに形成さ
れ、またその天板３４の高さＨは例えば1.5mに形成され
ている。

【００２１】図４に示すように、分離部３２の他端に
は、貝殻３が衝突する衝突壁３５が形成され、この衝突
壁３５の下方に、衝突して落下した貝殻３を貝殻用受皿
３６に案内するための下傾斜した貝殻用シュート３７が
取付けられている。

【００２２】また図５に示すように、分離装置本体３１
の底部には、砂２を分離部３２の両側壁３３側に振り分
けるための逆Ｖ字形の振り分け板３８が分離部３２の長
さに沿って配置され、この振り分け板３８の途中には複
数枚（図では三枚）の分離板４０が配置され、分離部３
２の側壁３３下部には、分離板４０で分離された砂２を
分離部３２の下方に配置した砂用受皿４１に向けて搬送
案内させるための傾斜した断面コ字形の搬送板４２が取
付けられている。

【００２３】この搬送板４２の搬送部４３は、異なった
大きさの第一〜第三板部材４４，４５，４６の連続体か
ら構成され、図６に示すように、各板部材４４，４５，
４６の対向部分はテーパ面とされ、図７に示すように、
このテーパ面のうち上流側の傾斜角度θ１は例えば４５
°に形成され、下流側の傾斜角度θ２は例えば２５°に
形成され、搬送板（第一〜第三板部材４４，４５，４
６）４２の搬送面の傾斜角度θ３は、水平面に対して３
０°の角度に設定されている。

【００２４】このような各板部材４４，４５，４６を、
所定間隔δ（例えば３ｍｍ）を置いて隣合せることによ
り二個の細長状の落下用孔５０が形成され、落下用孔５
０間の離間幅Ｂは、例えば２０ｃｍに設定されている。
なお、第一板部材４４の搬送面に対して第二板部材４５
の搬送面は２ｍｍ程度の落差σ１が設けられ、第二板部
材４５の搬送面に対して第三板部材４６の搬送面は２ｍ
ｍ程度の落差σ２が設けられている。

【００２５】図中の５１は落下用孔５０の下方に設置し
た残留貝殻用受皿である。上記構成において、実施の第
一形態と同様にして、貝殻３を混合した砂２を脱塩し、
雑草の種子を焼却するとともに、絶乾状態とし、焼却し
た種子の粉塵を除去して篩を通した砂２をホッパ１３か
ら投入する。すると、分離用ファン１５で発生した分離
風により、比重の小さな貝殻３は遠くへ吹き飛ばされ
て、衝突壁３５に衝突して落下し、貝殻用シュート３７
で案内されて貝殻用受皿３６に溜まる。

【００２６】一方、比重の大きな砂２は比較的近い場
所、すなわち衝突壁３５に衝突することなく分離部３２
内で落下し、振り分け板３８で両側壁３３側に振り分け
られ、砂２の形状ゆえに各搬送板４２の搬送面上を跳ね
るようにして砂用受皿４１に落下する。

【００２７】ところで一般に、採取した砂２に混合して
いる貝殻３は細かく砕かれて扁平な形状をしているもの
がほとんどである。このような貝殻３において、分離風
が当たる方向（貝殻３の向き）によっては分離風の風力
がうまく貝殻３に働かずに比重が小さくても比重の大き
な砂２と同様に近い場所に落下してしまうことがあり、
このような残留貝殻３Ａは、砂２とともに振り分け板３
８で振り分けられて、搬送板４２側に導かれる。

【００２８】ここで、搬送板４２に導かれた砂２は上述
したように搬送面上を跳ねるようにして砂用受皿４１に
落下するが、残留貝殻３Ａは形状が扁平であるがゆえに
搬送面を跳ねることはきわめて少なく、搬送面に沿って
滑り落ちるようになる。そして搬送板４２には、落下用
孔５０が形成されているので、搬送面に沿って滑り落ち
た貝殻３は落下用孔５０から貝殻用受皿５１に落下す
る。

【００２９】従って、残留貝殻３Ａが振り分け板３８で
振り分けられて、搬送板４２側に導かれたとしても砂用
受皿４１に落下するのを防止でき、砂２から残留貝殻３
Ａを確実に取り除くことができる。

【００３０】なお、上記構成の分離装置３０において、
1.7mm 篩に留まった砂２に対して風力10m/S で砂用受皿
４１に貯留された砂２に含まれる貝殻３の量を調査した
結果、0.01％ (体積比) の残留率であり、ほぼ完全に貝
殻３を除去することができた。

【００３１】このように本発明に実施の第二形態によれ
ば、砂用受皿４１に砂２を搬送する途中で、搬送板４２
に残留貝殻３Ａを除去するための落下用孔５０を設けた
ので、分離風の風力がうまく貝殻３に働かずに比重が小
さくても比重の大きな砂２と同様に近い場所に落下して
しまった場合でも、この残留貝殻３Ａを確実に除去する
ことができる。

【００３２】

【００３３】また本発明の実施の第二形態では、分離部
に搬送板４２を設けて、１工程で残留貝殻を取り除くよ
うにしたがこれに限定されるものではなく、残留貝殻を
含んだままの砂を所定の場所に回収するように構成し
て、搬送板４２を用いて別工程で残留貝殻を除去するよ
うにしてもよい。

【００３４】次に、本発明の実施の第三形態を図８〜図
１０に基づいて説明すると、これは、より確実に残留貝
殻３Ａを除去するようにしたもので、分離部３２の側壁
３３下部には、分離板４０で分離された砂２を分離部３
２の下方に配置した砂用受皿４１に向けて搬送案内させ
るための傾斜した複数個の搬送体６０が設けられ、各搬
送体６０の搬送部６２は、搬送方向に直角な方向に離間
して並べた多数本の縦線材６１から構成したもので、各
縦線材６１の離間距離６３は、砂２の粒径に応じて設定
されるもので、搬送案内される砂２の粒径よりわずかに
小さく設定される。また各縦線材６１は、その前後部を
フレーム６５で保持されている。

【００３５】ここで実験によって得られた、砂２の粒径
と、それを搬送案内する際に用いる搬送体６０の搬送部
６２における各縦線材６１の離間距離６３の好適な値
を、下記（表１）に示す。

【００３６】

【表１】

【００３７】なお搬送部６２の途中には、各縦線材６１
の離間距離６３を確保するために、横線材６４が適宜の
場所に設けられている。他の構成は、上記実施の第二形
態と同様であるので省略する。

【００３８】この構成によれば、実施の第二形態と同様
にして搬送体６０に導かれた砂２は、搬送部６２に案内
されて砂用受皿４１に向けて搬送される。そしてその途
中で扁平な残留貝殻３Ａが、各縦線材６１間から貝殻用
受皿５１に落下し、ほぼ完全に除去される。

【００３９】そして本発明の実施の第三形態によれば、
砂２を多数本の縦線材６１で円滑に搬送するので、その
搬送量を第二形態に比べて多くすることができ、従っ
て、装置全体の砂２の処理量を多くすることができ、分
離装置３０をさらに大型化できるなど、対応性を向上さ
せることができる。またこの実施の第三形態では、搬送
部６２の途中にバイブレータなどの振動機（図示せず）
を設置して各縦線材６１を振動させることにより、さら
に確実に残留貝殻３Ａを除去することができる。

【００４０】なお本発明は、上記各実施の形態に限定さ
れるものではなく、上記各実施の形態では、貝殻３を除
去した砂２をゴルフ場に用いる場合を示したが、例えば
鉄筋コンクリート構造物を施工する際のコンクリートに
混合する骨材として、貝殻３を除去した砂２を用いるこ
ともできる。

【００４１】この場合、上記各実施の形態において第一
振動篩４の5mm 篩を用いて砂２を粒径別に選別した際
に、これに留まったものに対し上記実施の形態と同様の
過程を経て貝殻３や種子を除去して粗骨材として用いる
ようにし、第二振動篩１０の0.6mm 篩を通過したものに
ついても同様にして貝殻３を除去し、細骨材として用い
るようにする。

【００４２】なお、砂２を建築用骨材として用いる場合
には、乾燥装置７では表乾状態としておけばよい。そし
て骨材のうち、特に細骨材は、コンクリートのワーカー
ビリチーに大きく影響することが知られているが、上記
のようにして貝殻３を確実に除去した細骨材を用いるこ
とにより、良好なワーカービリチーを有して不純物の極
めて少ないコンクリートが得られ、このようなコンクリ
ートを用いて構造物を施工することにより、長期に渡っ
て強度の充分な構造物を提供することができる。そし
て、海砂２を骨材として用いるようにすれば量的に確保
し易い。

【００４３】さらに上記各実施の形態では、第一振動篩
４と脱塩装置５、脱塩装置５と乾燥装置７、乾燥装置７
と第二振動篩１０を搬送装置６で接続したが、これに限
定されるものではなく、搬送装置６で接続することなく
それぞれ分離して設けることもできる。

【００４４】また上記各実施の形態では、砂２を粒径別
に選別した後に貝殻３を除去するようにしたが、これに
限定されるものではなく、砂２を乾燥させた後で粒径別
に選別する前に、所定の風力（例えば10〜20m/S)で貝殻
３を除去するようにしてもよい。

【００４５】加えて、上記実施の第二形態では、凹部と
しての落下用孔５０は、搬送板４２の幅とほぼ等しいも
のに形成したが、これに限定されるものではなく、例え
ば図１０に示すように、搬送板４２に整然と並べて形成
した多数の細長の落下用孔５０としてもよい。

【００４６】

【発明の効果】以上の説明から明らかな通り、本発明に
よれば、分離装置で貝殻と分離された砂を所定の場所に
設けた収容容器側に搬送する途中で、搬送板に形成した
細長の凹部から、あるいは複数の線材によって構成した
搬送体の線材間の隙間から落下させて除去するようにし
たので、砂中から貝殻を確実に取り除くことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の第一形態を示す貝殻の除去装置
の全体構成図である。

【図２】同じく分離装置の拡大斜視図である。

【図３】本発明の実施の第二形態を示す分離装置の拡大
斜視図である。

【図４】同じく縦断面図である。

【図５】同じく横断面図である。

【図６】同じく案内板の拡大断面図である。

【図７】同じく板部材どうしの対向部分の拡大断面図で
ある。

【図８】本発明の実施の第三形態を示す分離装置の拡大
斜視図である。

【図９】同じく搬送体の部分拡大図である。

【図１０】本発明の別の実施の形態を示す搬送板の部分
拡大図である。

【符号の説明】

１ 除去装置 ２ 砂 ３ 貝殻 ４ 第一振動篩 ５ 脱塩装置 ６ 搬送装置 ７ 乾燥装置 ８ 粉塵除去機 １０ 第二振動篩 １１ 分離装置 １２Ａ 受皿 １３ ホッパ １４ 分離装置本体 １５ 分離用ファン １７ 分離板 ３０ 分離装置 ３１ 分離装置本体 ３２ 分離部 ３７ 貝殻用シュート ３８ 振り分け板 ４１ 砂用受皿 ４２ 搬送板 ５０ 落下用孔 ６０ 搬送体 ６２ 搬送部 ６１ 縦線材 ６３ 各縦線材の離間距離 ６４ 横線材

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B07B 4/00 - 15/00 B03B 1/00 - 13/06

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 貝殻が混合した砂から、貝殻を除去する
   ための装置であって、採取した砂を乾燥させるとともに
   砂に混合している種子を焼却するための乾燥装置と、前
   記焼却した種子の粉塵を除去するための粉塵除去機と、
   前記乾燥装置で乾燥させた砂に対して気体を吹き付ける
   ことにより比重の差を用いて砂と貝殻とを分離するため
   の分離装置とを備え、この分離装置は、分離装置本体
   と、分離装置本体の一側に配置された風力発生装置とが
   設けられ、分離装置本体に、砂を分離装置本体の外部に
   導出する導出路と、貝殻を分離装置本体の外部に排出す
   る排出路とが設けられたことを特徴とする採取砂の処理
   装置。
2. 【請求項２】 分離装置で貝殻と分離された砂を所定の
   場所に設けた収容容器側に搬送する傾斜した搬送板が設
   けられ、この搬送板に、砂中の残留貝殻を除去するため
   の細長の落下用孔が形成され、この落下用孔は、搬送板
   の途中でその幅方向に形成されたことを特徴とする請求
   項１記載の採取砂の処理装置。
3. 【請求項３】 分離装置で貝殻と分離された砂を所定の
   場所に設けた収容容器側に搬送する傾斜した搬送体が設
   けられ、この搬送体の搬送部は、砂中の残留貝殻を除去
   するために砂の粒径に応じて砂の搬送方向に直角な方向
   に離間させた複数本の線材から構成されたことを特徴と
   する請求項１記載の採取砂の処理装置。
4. 【請求項４】 採取した砂から塩分を除去するための脱
   塩装置と、砂を粒径別に選別する篩とを備えたことを特
   徴とする請求項１または２または３記載の採取砂の処理
   装置。