JP3639794B2 - 繊維質を含有する窯業系建築材料の粒状化方法および粒状化装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、繊維質を含有する窯業系建築材料の粒状化方法および粒状化装置、詳しくは、住宅建築用外装材ならびに屋根材等の現場残材などを粒状化するための粒状化方法および粒状化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、環境保護および資源の有効活用の観点より、住宅建築用外装材や屋根材等の現場残材などの窯業系建築材料を、粉砕して、肥料や土壌改質剤等として用いることが知られている。このような窯業系建築材料は、たとえば、セメントやセッコウにパルプ等などの補強繊維が配合されてなり、粉砕時には、粉状に粉砕される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このように、窯業系建築材料が粉状に粉砕されると、微粉が多量に生じるため、移動時および散布時、さらには、散布後に、多量の微粉が大気中に浮遊してしまい、環境の低下をもたらすという不具合を生じる。
【０００４】
本発明は、このような不具合に鑑みなされたもので、その目的とするところは、窯業系建築材料を、ある程度の大きさとなるように粒状化して、微粉の少ない肥料や土壌改質剤等として調製し得る、繊維質を含有する窯業系建築材料の粒状化方法および粒状化装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、繊維質を含有する窯業系建築材料の粒状化装置であって、繊維質を含有する窯業系建築材料を粉砕するための粉砕部と、前記粉砕部において粉砕された粉砕物を計量するための計量部と、前記計量部から所定量供給される前記粉砕物を造粒するための造粒部とを備え、前記粉砕部は、前記窯業系建築材料を粉砕する、ロータおよび衝撃刃を有するハンマーミルと、粉砕された粉砕物の粒径を調整するための、孔の大きさが５〜１０ｍｍであるふるいとを備え、前記ハンマーミルと前記ふるいとにより、前記窯業系建築材料を、２〜１０ｍｍの大きさの粒を１０重量％以上含有するように、かつ、繊維が露出する粒が形成されるように構成されていることを特徴としている。
【０００６】
このような構成によると、繊維質を含有する窯業系建築材料は、まず、粉砕部において粉砕されて、計量部において所定量計量された後、造粒部において造粒される。そのため、繊維質を含有する窯業系建築材料は、粉砕部において、たとえ粉状に粉砕されても、造粒部において、ある程度の大きさに造粒することができるので、微粉の少ない肥料や土壌改質剤等として調製することができる。
【０００７】
また、このような構成によると、ふるいの孔の大きさが５〜１０ｍｍであるため、２〜１０ｍｍの大きさの粒を１０重量％以上含有する粉砕物を、簡易かつ確実に調製することができる。
【０００８】
そのため、粉砕部において、窯業系建築材料が２〜１０ｍｍの大きさの粒を１０重量％以上含有するように粉砕されるので、造粒時においては、その２〜１０ｍｍの大きさの粒をシードとして、粒成長させることにより造粒することができる。そのため、粉状の粉砕物を簡易かつ確実に造粒して、微粉の少ない肥料や土壌改質剤等を調製することができる。
【０００９】
また、たとえば、窯業系建築材料をカッタで切断する場合には、繊維質も切断されてしまい、切り口が平坦に形成されてしまうが、この構成のように、窯業系建築材料をハンマーミルの衝撃刃によって粉砕すれば、窯業系建築材料を割るようにして砕くので、良好に繊維質を露出させることができる。
【００１０】
しかも、このような構成によると、得られた粉砕物には、外方に繊維質が突出した形状の粒が含まれるので、造粒部での造粒において、より微粉を付着させやすくすることができる。そのため、より一層良好な造粒を達成することができる。
【００１３】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記造粒部は、給水手段および／またはバインダ供給手段を備え、前記粉砕物に、水および／またはバインダを供給して造粒するように構成されていることを特徴としている。
【００１４】
このような構成によると、造粒部における造粒時には、水および／またはバインダが供給されるので、粉砕物の表面を水および／またはバインダにより濡らして付着性を向上させることができる。そのため、より一層良好に造粒することができる。
【００１５】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、前記造粒部は、第１羽根および第２羽根を備え、前記第１羽根および前記第２羽根は、互いに周速差をもって同方向に回転するか、または、逆方向に回転するように構成されていることを特徴としている。
【００１６】
このような構成によると、造粒部の造粒時には、第１羽根および第２羽根が、互いに周速差をもって同方向に回転するか、または、逆方向に回転するので、粉砕物が第１羽根および第２羽根の間において旋回し、これによって、良好に造粒することができる。
【００１７】
また、請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の発明において、前記粉砕部、前記計量部および前記造粒部を、運搬可能なように、一体的に構成していることを特徴としている。
【００１８】
窯業系建築材料が、住宅建築用外装材や屋根材等の現場残材などである場合には、従来では、その現場から窯業系建築材料を引き取った後に、粉砕処理を行っており、引き取りの手間やそのためのコストが不回避となる。
【００１９】
しかし、このように粒状化装置を、運搬可能なように、粉砕部、計量部および造粒部を一体的に構成すれば、たとえば、その装置を車載して現場に運送し、その現場において、窯業系建築材料を粒状化して、そのまま、肥料や土壌改質剤等として散布することができる。そのため、窯業系建築材料の引き取りの手間やそのためのコストが不要となり、効率的な処理を実現することができる。
【００２０】
また、請求項５に記載の発明は、繊維質を含有する窯業系建築材料の粒状化方法であって、請求項１〜４のいずれかに記載の繊維質を含有する窯業系建築材料の粒状化装置により、繊維質を含有する窯業系建築材料を粉砕し、次いで、粉砕された粉砕物を所定量計量し、次いで、所定量計量された粉砕物を造粒することを特徴としている。
【００２１】
このような方法によると、繊維質を含有する窯業系建築材料は、たとえ粉状に粉砕されても、ある程度の大きさに造粒されるので、微粉の少ない肥料や土壌改質剤等として調製することができる。また、このように粉砕すると、造粒時においては、その２〜１０ｍｍの大きさの粒をシードとして、粒成長させることにより造粒することができる。そのため、粉状の粉砕物を簡易かつ確実に造粒して、微粉の少ない肥料や土壌改質剤等を調製することができる。しかも、このように、粉砕すると、得られた粉砕物には、外方に繊維質が突出した形状の粒が含まれるので、造粒時において、より微粉を付着させやすくすることができる。そのため、より一層良好な造粒を達成することができる。また、このようなふるいによって調整すると、２〜１０ｍｍの大きさの粒を１０重量％以上含有する粉砕物を、簡易かつ確実に調製することができる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の繊維質を含有する窯業系建築材料の粒状化装置の一実施形態としての粉砕造粒装置を示す概略構成図である。
【００３３】
図１において、この粉砕造粒装置１は、たとえば、住宅建築用外装材や屋根材等の現場残材などの窯業系建築材料を粉砕して、肥料や土壌改質剤等とするために用いられ、ホッパ部２と、造粒部３とが連結されて一体的に構成されている。なお、この粉砕造粒装置１では、セメントやセッコウにパルプ等などの補強繊維が配合されてなる窯業系建築材料が処理対象とされる。
【００３４】
ホッパ部２は、略円筒形状をなし、下部が漏斗状に形成されており、窯業系建築材料を粉砕するための粉砕部４と、粉砕部４において粉砕された粉砕物を計量するための計量部５とを備えている。また、このホッパ部２の上部には、窯業系建築材料を投入するための筒状の投入口６が形成されるとともに、その下端部には、粉砕された粉砕物を造粒部３に供給するための供給口７が形成されている。
【００３５】
粉砕部４は、ホッパ部２内における上部に設けられており、粉砕手段としてのハンマーミル８と、ふるいとしてのスクリーン９とを備えている。
【００３６】
ハンマーミル８は、ホッパ部２の上部中央において回転可能に支持されるロータ１０と、そのロータ１０から径方向外方に延びる複数の衝撃刃１１とを備えている。投入口６から投入される窯業系建築材料は、ロータ１０の高速回転により、衝撃刃１１で割るようにして砕かれることによって、補強繊維が露出する粒が形成されるように粉砕される。たとえば、窯業系建築材料をカッターミルなどで切断する場合には、補強繊維も切断されてしまい、切り口が平坦に形成されてしまうが、ハンマーミル８によって粉砕すれば、このように、良好に補強繊維を露出させることができる。なお、ハンマーミル８のロータ１０は、後述する原動機３７からの駆動がハンマーミル側エンドレスベルト４０を介して伝達されることによって、高速回転される。
【００３７】
スクリーン９は、ハンマーミル８によって粉砕された粉砕物の粒径を調整するために用いられ、ハンマーミル８の下方において、ハンマーミル８が設けられるホッパ部２の上部と、計量部５が設けられる下部との間を仕切るようにして設けられている。このスクリーン９は、略平板円弧状をなし、ふるい目として多数の孔１２が開口形成されている。この孔１２の大きさ（最大長さ）は、孔径で５〜１０ｍｍφとして形成されている。孔径が５ｍｍφより小さいと、粉砕物における粉状成分の通過が多くなり、一方、孔径が１０ｍｍφより大きいと、粉砕物における粒状成分の通過が多くなる。そのため、このように孔径を５〜１０ｍｍφとすることで、粉状成分中にバランス良く粒状成分を混在させた粉砕物を、簡易かつ確実に調製しながら通過させることができる。より具体的には、このスクリーン９では、孔１２の孔径を５〜１０ｍｍφとすることで、後述する造粒部３での造粒において、粒をシードとして粒成長させて造粒させるべく、２〜１０ｍｍの大きさ（最大長さ）の粒、好ましくは、２〜５ｍｍの大きさ（最大長さ）の粒を１０重量％以上、好ましくは、２０〜５０重量％含有するような粉砕物として通過させるようにしている。なお、２〜１０ｍｍの大きさ（最大長さ）の粒が１０重量％よりも少ないと、粉砕物が良好に造粒されない場合がある。
【００３８】
計量部５は、ホッパ部２の下部において、ホッパ部２のケーシング１３がそのまま粉砕物を計量するための容器として用いられており、粉砕物が所定量となったことを検知するための検知手段として、レベル計１４が所定の位置に設けられるとともに、そのケーシング１３の下端部には、供給口７を開閉するための供給ゲート１５が設けられている。なお、供給ゲート１５は、供給口７を開放または閉鎖するスライドゲート１６と、そのスライドゲート１６を開閉動作させるためのエアシリンダ１７とを備えている。エアシリンダ１７には、後述するエアコンプレッサ４１が接続されており、このエアコンプレッサ４１からの圧空によってエアシリンダ１７が駆動され、これによって、スライドゲート１６が開閉動作される。また、この計量部５では、レベル計１４に代えて検知手段としてロードセルなどを用いてもよい。
【００３９】
そして、この計量部５では、スクリーン９を通過した粉砕物がホッパ部２の下部のケーシング１３内に次第に溜まり、所定量となったことをレベル計１４が検知した時に、エアシリンダ１７の駆動によりスライドゲート１６を開動作させて供給口７を開放することにより、供給口７から粉砕物を一定量で、次に述べる造粒部３に供給するようにしている。
【００４０】
造粒部３は、粉砕物を受け入れるケーシング１８と、第１羽根としての内羽根１９と、第２羽根としての外羽根２０と、給水手段としての給水管２１と、バインダ供給手段としてのバインダ供給管２２とを備えている。
【００４１】
ケーシング１８は、断面略矩形状をなし、その底部に軸受部材２３を備えるとともに、この造粒部３において造粒された造粒物を排出するための筒状の排出口２４が形成されており、この排出口２４には、排出ゲート２５が設けられている。軸受部材２３は、後述する内羽根軸３０を軸受け支持する内側軸受２８と、内側軸受２８の外周に設けられ、後述する外羽根軸３４を軸受け支持する外側軸受２９とを備えている。また、排出ゲート２５は、排出口２４を開放または閉鎖するスライドゲート２６と、そのスライドゲート２６を開閉動作させるためのエアシリンダ２７とを備えている。なお、エアシリンダ２７には、後述するエアコンプレッサ４１が接続されており、このエアコンプレッサ４１からの圧空によってエアシリンダ２７が駆動され、これによって、スライドゲート２６が開閉動作される。
【００４２】
内羽根１９は、ケーシング１８の底部中央において内側軸受２８に回転可能に支持される内羽根軸３０と、その内羽根軸３０の上端に設けられる羽根部材３１と、内羽根軸３０の下端に設けられる内羽根側プーリ３２とを備えている。なお、羽根部材３１は、径方向外方に延びる複数の内側回転刃３３を備えている。
【００４３】
また、外羽根２０は、ケーシング１８の底部中央において、内羽根軸３０を内装し、かつ、外側軸受２９に回転可能に支持される筒状の外羽根軸３４と、その外羽根軸３４の上端に設けられる複数の外側回転刃３５と、外羽根軸３４の下端に設けられる外羽根側プーリ３６とを備えている。なお、外側回転刃３５は、外羽根軸３４から径方向外方に延び、さらに、ケーシング１８の側壁に沿って、上方に延びるように屈曲形成されている。
【００４４】
そして、これら内羽根１９および外羽根２０は、互いに独立して回転駆動されるように構成されており、より具体的には、互いに周速差をもって同方向に回転するか、または、逆方向に回転するように構成されている。なお、互いに周速差をもって同方向に回転する場合には、内羽根１９の回転速度が２００〜３５０回／ｍｉｎで、外羽根２０の回転速度が２０〜５０回／ｍｉｎとなるように回転駆動させることが好ましく、逆方向に回転する場合には、内羽根１９および外羽根２０を、回転速度２０〜３５０回／ｍｉｎで同速度で回転駆動させてもよく、また、上記した回転速度で互いに周速差をもって回転駆動させてもよい。なお、内羽根側プーリ３２および外羽根側プーリ３６は、後述する原動機３７からの駆動が内羽根側エンドレスベルト３８および外羽根側エンドレスベルト３９をそれぞれ介して伝達されることによって、それぞれ回転される。
【００４５】
また、給水管２１およびバインダ供給管２２は、その開口端部がケーシング１８の上方に配置され、ケーシング１８内に、給水およびバインダを供給することができるように構成されている。なお、給水管２１には、給水弁４５を介して水を貯蔵する水タンク４２が接続されるとともに、バインダ供給管２２には、バインダ供給弁４６を介してバインダを貯蔵するバインダタンク４３が接続されており、給水弁４５の開閉動作により、所定量の水を給水し、また、バインダ供給弁４６の開閉動作により所定量のバインダを供給することができるように構成されている。また、バインダタンク４３に貯蔵されるバインダは、粉砕物を互いに結合させための結合剤であって、たとえば、デキストリン、カルボキシメチルセルロース、メチルセルロース、水ガラスなどの公知の粘性液体が用いられる。
【００４６】
そして、この造粒部３では、供給口７から一定量で供給される粉砕物を、窯業系建築材料の種類により、適宜、給水管２１および／またはバインダ供給管２２から水および／またはバインダを供給しながら、内羽根１９および外羽根２０の回転により造粒するようにしている。得られた造粒物は、排出ゲート２５の開動作によって、排出口２４が開放されることにより、外部に排出される。
【００４７】
なお、この粉砕造粒装置１には、駆動手段として原動機３７が設けられており、この１つの原動機３７によって、内羽根側プーリ３２が内羽根側エンドレスベルト３８を介して駆動されるとともに、外羽根側プーリ３６が外羽根側エンドレスベルト３９を介して駆動され、さらに、ハンマーミル８がハンマーミル側エンドレスベルト４０を介して駆動されるように構成されている。
【００４８】
また、この粉砕造粒装置１には、エアコンプレッサ４１が設けられており、この１つのエアコンプレッサ４１が、供給ゲート１５のエアシリンダ１７および排出ゲート２５のエアシリンダ２７に接続されて、供給ゲート１５および排出ゲート２５を開閉するように構成されている。また、この粉砕造粒装置１では、一体的に構成されるホッパ部２および造粒部３、原動機３７、エアコンプレッサ４１、水タンク４２およびバインダタンク４３が、車載可能なように、１つの本体ケーシング４４に収容されている。
【００４９】
そして、この粉砕造粒装置１によって、窯業系建築材料を処理するには、まず、投入口６から窯業系建築材料を投入して、粉砕部４において粉砕する。粉砕部４においては、窯業系建築材料が、ハンマーミル８によって、ロータ１０の高速回転により、衝撃刃１１で割るようにして砕かれ、補強繊維が露出する粒が形成されるように粉砕される。そして、ハンマーミル８によって粉砕された粉砕物は、２〜１０ｍｍの大きさ（最大長さ）の粒を１０重量％以上含有するような粉砕物としてスクリーン９を通過した後、計量部５において、所定量となった時に、供給口７から造粒部３に供給される。
【００５０】
次いで、供給口７から供給された一定量の粉砕物を造粒部３において造粒する。造粒部３においては、粉砕物が、内羽根１９および外羽根２０の高速回転（上記したように、内羽根１９および外羽根２０は、互いに周速差をもって同方向に回転するか、または、逆方向に回転する。）によって、内羽根１９および外羽根２０の間において８の字状に旋回するため、これによって、良好に団子状に造粒される。しかも、この造粒においては、粉砕物中に２〜１０ｍｍの大きさ（最大長さ）の粒が１０重量％以上含有されているので、その２〜１０ｍｍの大きさ（最大長さ）の粒がシードとなり、粒成長によって良好に造粒される。そのため、この造粒部３においては、粉状の粉砕物を簡易かつ確実に造粒して、微粉の少ない肥料や土壌改質剤等を調製することができる。
【００５１】
さらに、粉砕物は、補強繊維が露出する粒が形成されるように粉砕されているので、その粒は、外方に多数の補強繊維が突出した形状となっており、この造粒において、微紛がより付着されやすく、より一層良好な造粒が達成されている。
【００５２】
また、この造粒時には、適宜、給水管２１および／またはバインダ供給管２２から、水および／またはバインダが供給される。水および／またはバインダを供給すれば、粉砕物の表面を水および／またはバインダにより濡らして付着性を向上させることができ、より一層良好な造粒を達成することができる。
【００５３】
より具体的には、水およびバインダの両方を供給することが好ましく、とりわけ、まず、水を一挙に供給して粉砕物の表面を濡らし、粉砕物がその水を吸収せず表面が濡れている間にバインダを供給することが好ましい。このように供給することで、バインダの使用量を低減することができる。
【００５４】
なお、この場合において、粉砕物は、補強繊維が露出する粒が形成されるように粉砕されているので、水および／またはバインダが供給されると、外方に突出する補強繊維の間に、表面張力によって水および／またはバインダの膜が形成され、これによって、表面の濡れ性がより一層向上される。
【００５５】
そして、このように造粒された造粒物は、排出口２４から排出され、肥料や土壌改質剤等として用いられる。なお、この粉砕造粒装置１では、造粒物の排出が完了するまでは、計量部５において粉砕物の計量が終了していても、供給ゲート１５が開動作されないようなインターロック機構が設けられている。
【００５６】
このような粉砕造粒装置１においては、窯業系建築材料が、まず、粉砕部４において粉砕された後、造粒部３において造粒されるので、窯業系建築材料は、粉砕部４において、たとえ粉状に粉砕されても、造粒部３において、ある程度の大きさに造粒されるので、微粉の少ない肥料や土壌改質剤等として調製される。そのため、このようにして得られた肥料や土壌改質剤等は、移動時および散布時、さらには、散布後に、微粉が大気中に浮遊することが少ないので、環境に良好な肥料や土壌改質剤等として有効に用いられる。
【００５７】
また、この粉砕造粒装置１は、上記したように、一体的に構成されるホッパ部２および造粒部３、原動機３７、エアコンプレッサ４１、水タンク４２およびバインダタンク４３が、車載可能なように、１つの本体ケーシング４４に収容されている。
【００５８】
たとえば、窯業系建築材料が、住宅建築用外装材や屋根材等の現場残材などである場合には、従来では、その現場から窯業系建築材料を引き取った後に、粉砕処理を行なっており、引き取りの手間やそのためのコストが不回避となっているが、このように粉砕造粒装置１を車載可能とすれば、この粉砕造粒装置１を車載して現場に運送し、その現場において、窯業系建築材料を処理して、そのまま、肥料や土壌改質剤等として散布することができる。そのため、窯業系建築材料の引き取りの手間やそのためのコストが不要となり、効率的な処理を実現することができる。なお、この粉砕造粒装置１を車載して現場にて処理を行なう場合には、原動機３７を、ガソリンエンジン、ディーゼルエンジンもしくは１００Ｖ電源にて駆動可能な電動機により構成することが好ましい。
【００５９】
なお、上記の説明においては、給水弁４５およびバインダ供給弁４６の開閉動作により、水およびバインダを供給するようにしているが、これら給水弁４５およびバインダ供給弁４６に代えて、給水ポンプおよびバインダ供給ポンプを用いてもよい。また、給水管２１には、水タンク４２に代えて、水道管を接続して、水道圧によって給水するようにしてもよい。
【００６０】
また、上記の説明においては、１つの原動機３７によって、内羽根１９、外羽根２０およびハンマーミル８が駆動されるように構成されているが、その目的および用途などによっては、それぞれ個別に原動機３７を設けてもよい。
【００６１】
また、上記の説明においては、ハンマー式粉砕機として、ハンマーミル８を採用しているが、本発明のハンマー式粉砕機には、インパクトミル、ハンマークラッシャーなどの衝撃式粉砕機などが含まれる。
【００６３】
【発明の効果】
以上述べたように、請求項１に記載の発明によれば、微粉の少ない肥料や土壌改質剤等として調製することができるので、移動時および散布時、さらには、散布後に、微粉が大気中に浮遊することが少なく、環境の低下を有効に防止することができる。また、粉状の粉砕物を簡易かつ確実に造粒して、微粉の少ない肥料や土壌改質剤等を調製することができる。しかも、窯業系建築材料をハンマーミルによって割るようにして砕くことにより、良好に繊維質を露出させることができる。そのため、粒に微粉を付着させやすくすることができ、より一層良好な造粒を達成することができる。
【００６６】
また、請求項２に記載の発明によれば、粉砕物の表面を水および／またはバインダにより濡らして付着性を向上させることができ、より一層良好に造粒を達成することができる。
【００６７】
また、請求項３に記載の発明によれば、粉砕物が第１羽根および第２羽根の間において旋回し、これによって、より一層良好な造粒を達成することができる。
【００６８】
また、請求項４に記載の発明によれば、窯業系建築材料の引き取りの手間やそのためのコストが不要となり、効率的な処理を実現することができる。
【００６９】
また、請求項５に記載の発明によれば、微粉の少ない肥料や土壌改質剤等として調製することができるので、移動時および散布時、さらには、散布後に、微粉が大気中に浮遊することが少なく、環境の低下を有効に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の繊維質を含有する窯業系建築材料の粒状化装置の一実施形態としての粉砕造粒装置を示す概略構成図である。
【符号の説明】
１ 粉砕造粒装置
３ 造粒部
４ 粉砕部
８ ハンマーミル
９ スクリーン
１２ 孔
１９ 内羽根
２０ 外羽根
２１ 給水管
２２ バインダ供給管
【発明の属する技術分野】
本発明は、繊維質を含有する窯業系建築材料の粒状化方法および粒状化装置、詳しくは、住宅建築用外装材ならびに屋根材等の現場残材などを粒状化するための粒状化方法および粒状化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、環境保護および資源の有効活用の観点より、住宅建築用外装材や屋根材等の現場残材などの窯業系建築材料を、粉砕して、肥料や土壌改質剤等として用いることが知られている。このような窯業系建築材料は、たとえば、セメントやセッコウにパルプ等などの補強繊維が配合されてなり、粉砕時には、粉状に粉砕される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このように、窯業系建築材料が粉状に粉砕されると、微粉が多量に生じるため、移動時および散布時、さらには、散布後に、多量の微粉が大気中に浮遊してしまい、環境の低下をもたらすという不具合を生じる。
【０００４】
本発明は、このような不具合に鑑みなされたもので、その目的とするところは、窯業系建築材料を、ある程度の大きさとなるように粒状化して、微粉の少ない肥料や土壌改質剤等として調製し得る、繊維質を含有する窯業系建築材料の粒状化方法および粒状化装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、繊維質を含有する窯業系建築材料の粒状化装置であって、繊維質を含有する窯業系建築材料を粉砕するための粉砕部と、前記粉砕部において粉砕された粉砕物を計量するための計量部と、前記計量部から所定量供給される前記粉砕物を造粒するための造粒部とを備え、前記粉砕部は、前記窯業系建築材料を粉砕する、ロータおよび衝撃刃を有するハンマーミルと、粉砕された粉砕物の粒径を調整するための、孔の大きさが５〜１０ｍｍであるふるいとを備え、前記ハンマーミルと前記ふるいとにより、前記窯業系建築材料を、２〜１０ｍｍの大きさの粒を１０重量％以上含有するように、かつ、繊維が露出する粒が形成されるように構成されていることを特徴としている。
【０００６】
このような構成によると、繊維質を含有する窯業系建築材料は、まず、粉砕部において粉砕されて、計量部において所定量計量された後、造粒部において造粒される。そのため、繊維質を含有する窯業系建築材料は、粉砕部において、たとえ粉状に粉砕されても、造粒部において、ある程度の大きさに造粒することができるので、微粉の少ない肥料や土壌改質剤等として調製することができる。
【０００７】
また、このような構成によると、ふるいの孔の大きさが５〜１０ｍｍであるため、２〜１０ｍｍの大きさの粒を１０重量％以上含有する粉砕物を、簡易かつ確実に調製することができる。
【０００８】
そのため、粉砕部において、窯業系建築材料が２〜１０ｍｍの大きさの粒を１０重量％以上含有するように粉砕されるので、造粒時においては、その２〜１０ｍｍの大きさの粒をシードとして、粒成長させることにより造粒することができる。そのため、粉状の粉砕物を簡易かつ確実に造粒して、微粉の少ない肥料や土壌改質剤等を調製することができる。
【０００９】
また、たとえば、窯業系建築材料をカッタで切断する場合には、繊維質も切断されてしまい、切り口が平坦に形成されてしまうが、この構成のように、窯業系建築材料をハンマーミルの衝撃刃によって粉砕すれば、窯業系建築材料を割るようにして砕くので、良好に繊維質を露出させることができる。
【００１０】
しかも、このような構成によると、得られた粉砕物には、外方に繊維質が突出した形状の粒が含まれるので、造粒部での造粒において、より微粉を付着させやすくすることができる。そのため、より一層良好な造粒を達成することができる。
【００１３】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記造粒部は、給水手段および／またはバインダ供給手段を備え、前記粉砕物に、水および／またはバインダを供給して造粒するように構成されていることを特徴としている。
【００１４】
このような構成によると、造粒部における造粒時には、水および／またはバインダが供給されるので、粉砕物の表面を水および／またはバインダにより濡らして付着性を向上させることができる。そのため、より一層良好に造粒することができる。
【００１５】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、前記造粒部は、第１羽根および第２羽根を備え、前記第１羽根および前記第２羽根は、互いに周速差をもって同方向に回転するか、または、逆方向に回転するように構成されていることを特徴としている。
【００１６】
このような構成によると、造粒部の造粒時には、第１羽根および第２羽根が、互いに周速差をもって同方向に回転するか、または、逆方向に回転するので、粉砕物が第１羽根および第２羽根の間において旋回し、これによって、良好に造粒することができる。
【００１７】
また、請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の発明において、前記粉砕部、前記計量部および前記造粒部を、運搬可能なように、一体的に構成していることを特徴としている。
【００１８】
窯業系建築材料が、住宅建築用外装材や屋根材等の現場残材などである場合には、従来では、その現場から窯業系建築材料を引き取った後に、粉砕処理を行っており、引き取りの手間やそのためのコストが不回避となる。
【００１９】
しかし、このように粒状化装置を、運搬可能なように、粉砕部、計量部および造粒部を一体的に構成すれば、たとえば、その装置を車載して現場に運送し、その現場において、窯業系建築材料を粒状化して、そのまま、肥料や土壌改質剤等として散布することができる。そのため、窯業系建築材料の引き取りの手間やそのためのコストが不要となり、効率的な処理を実現することができる。
【００２０】
また、請求項５に記載の発明は、繊維質を含有する窯業系建築材料の粒状化方法であって、請求項１〜４のいずれかに記載の繊維質を含有する窯業系建築材料の粒状化装置により、繊維質を含有する窯業系建築材料を粉砕し、次いで、粉砕された粉砕物を所定量計量し、次いで、所定量計量された粉砕物を造粒することを特徴としている。
【００２１】
このような方法によると、繊維質を含有する窯業系建築材料は、たとえ粉状に粉砕されても、ある程度の大きさに造粒されるので、微粉の少ない肥料や土壌改質剤等として調製することができる。また、このように粉砕すると、造粒時においては、その２〜１０ｍｍの大きさの粒をシードとして、粒成長させることにより造粒することができる。そのため、粉状の粉砕物を簡易かつ確実に造粒して、微粉の少ない肥料や土壌改質剤等を調製することができる。しかも、このように、粉砕すると、得られた粉砕物には、外方に繊維質が突出した形状の粒が含まれるので、造粒時において、より微粉を付着させやすくすることができる。そのため、より一層良好な造粒を達成することができる。また、このようなふるいによって調整すると、２〜１０ｍｍの大きさの粒を１０重量％以上含有する粉砕物を、簡易かつ確実に調製することができる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の繊維質を含有する窯業系建築材料の粒状化装置の一実施形態としての粉砕造粒装置を示す概略構成図である。
【００３３】
図１において、この粉砕造粒装置１は、たとえば、住宅建築用外装材や屋根材等の現場残材などの窯業系建築材料を粉砕して、肥料や土壌改質剤等とするために用いられ、ホッパ部２と、造粒部３とが連結されて一体的に構成されている。なお、この粉砕造粒装置１では、セメントやセッコウにパルプ等などの補強繊維が配合されてなる窯業系建築材料が処理対象とされる。
【００３４】
ホッパ部２は、略円筒形状をなし、下部が漏斗状に形成されており、窯業系建築材料を粉砕するための粉砕部４と、粉砕部４において粉砕された粉砕物を計量するための計量部５とを備えている。また、このホッパ部２の上部には、窯業系建築材料を投入するための筒状の投入口６が形成されるとともに、その下端部には、粉砕された粉砕物を造粒部３に供給するための供給口７が形成されている。
【００３５】
粉砕部４は、ホッパ部２内における上部に設けられており、粉砕手段としてのハンマーミル８と、ふるいとしてのスクリーン９とを備えている。
【００３６】
ハンマーミル８は、ホッパ部２の上部中央において回転可能に支持されるロータ１０と、そのロータ１０から径方向外方に延びる複数の衝撃刃１１とを備えている。投入口６から投入される窯業系建築材料は、ロータ１０の高速回転により、衝撃刃１１で割るようにして砕かれることによって、補強繊維が露出する粒が形成されるように粉砕される。たとえば、窯業系建築材料をカッターミルなどで切断する場合には、補強繊維も切断されてしまい、切り口が平坦に形成されてしまうが、ハンマーミル８によって粉砕すれば、このように、良好に補強繊維を露出させることができる。なお、ハンマーミル８のロータ１０は、後述する原動機３７からの駆動がハンマーミル側エンドレスベルト４０を介して伝達されることによって、高速回転される。
【００３７】
スクリーン９は、ハンマーミル８によって粉砕された粉砕物の粒径を調整するために用いられ、ハンマーミル８の下方において、ハンマーミル８が設けられるホッパ部２の上部と、計量部５が設けられる下部との間を仕切るようにして設けられている。このスクリーン９は、略平板円弧状をなし、ふるい目として多数の孔１２が開口形成されている。この孔１２の大きさ（最大長さ）は、孔径で５〜１０ｍｍφとして形成されている。孔径が５ｍｍφより小さいと、粉砕物における粉状成分の通過が多くなり、一方、孔径が１０ｍｍφより大きいと、粉砕物における粒状成分の通過が多くなる。そのため、このように孔径を５〜１０ｍｍφとすることで、粉状成分中にバランス良く粒状成分を混在させた粉砕物を、簡易かつ確実に調製しながら通過させることができる。より具体的には、このスクリーン９では、孔１２の孔径を５〜１０ｍｍφとすることで、後述する造粒部３での造粒において、粒をシードとして粒成長させて造粒させるべく、２〜１０ｍｍの大きさ（最大長さ）の粒、好ましくは、２〜５ｍｍの大きさ（最大長さ）の粒を１０重量％以上、好ましくは、２０〜５０重量％含有するような粉砕物として通過させるようにしている。なお、２〜１０ｍｍの大きさ（最大長さ）の粒が１０重量％よりも少ないと、粉砕物が良好に造粒されない場合がある。
【００３８】
計量部５は、ホッパ部２の下部において、ホッパ部２のケーシング１３がそのまま粉砕物を計量するための容器として用いられており、粉砕物が所定量となったことを検知するための検知手段として、レベル計１４が所定の位置に設けられるとともに、そのケーシング１３の下端部には、供給口７を開閉するための供給ゲート１５が設けられている。なお、供給ゲート１５は、供給口７を開放または閉鎖するスライドゲート１６と、そのスライドゲート１６を開閉動作させるためのエアシリンダ１７とを備えている。エアシリンダ１７には、後述するエアコンプレッサ４１が接続されており、このエアコンプレッサ４１からの圧空によってエアシリンダ１７が駆動され、これによって、スライドゲート１６が開閉動作される。また、この計量部５では、レベル計１４に代えて検知手段としてロードセルなどを用いてもよい。
【００３９】
そして、この計量部５では、スクリーン９を通過した粉砕物がホッパ部２の下部のケーシング１３内に次第に溜まり、所定量となったことをレベル計１４が検知した時に、エアシリンダ１７の駆動によりスライドゲート１６を開動作させて供給口７を開放することにより、供給口７から粉砕物を一定量で、次に述べる造粒部３に供給するようにしている。
【００４０】
造粒部３は、粉砕物を受け入れるケーシング１８と、第１羽根としての内羽根１９と、第２羽根としての外羽根２０と、給水手段としての給水管２１と、バインダ供給手段としてのバインダ供給管２２とを備えている。
【００４１】
ケーシング１８は、断面略矩形状をなし、その底部に軸受部材２３を備えるとともに、この造粒部３において造粒された造粒物を排出するための筒状の排出口２４が形成されており、この排出口２４には、排出ゲート２５が設けられている。軸受部材２３は、後述する内羽根軸３０を軸受け支持する内側軸受２８と、内側軸受２８の外周に設けられ、後述する外羽根軸３４を軸受け支持する外側軸受２９とを備えている。また、排出ゲート２５は、排出口２４を開放または閉鎖するスライドゲート２６と、そのスライドゲート２６を開閉動作させるためのエアシリンダ２７とを備えている。なお、エアシリンダ２７には、後述するエアコンプレッサ４１が接続されており、このエアコンプレッサ４１からの圧空によってエアシリンダ２７が駆動され、これによって、スライドゲート２６が開閉動作される。
【００４２】
内羽根１９は、ケーシング１８の底部中央において内側軸受２８に回転可能に支持される内羽根軸３０と、その内羽根軸３０の上端に設けられる羽根部材３１と、内羽根軸３０の下端に設けられる内羽根側プーリ３２とを備えている。なお、羽根部材３１は、径方向外方に延びる複数の内側回転刃３３を備えている。
【００４３】
また、外羽根２０は、ケーシング１８の底部中央において、内羽根軸３０を内装し、かつ、外側軸受２９に回転可能に支持される筒状の外羽根軸３４と、その外羽根軸３４の上端に設けられる複数の外側回転刃３５と、外羽根軸３４の下端に設けられる外羽根側プーリ３６とを備えている。なお、外側回転刃３５は、外羽根軸３４から径方向外方に延び、さらに、ケーシング１８の側壁に沿って、上方に延びるように屈曲形成されている。
【００４４】
そして、これら内羽根１９および外羽根２０は、互いに独立して回転駆動されるように構成されており、より具体的には、互いに周速差をもって同方向に回転するか、または、逆方向に回転するように構成されている。なお、互いに周速差をもって同方向に回転する場合には、内羽根１９の回転速度が２００〜３５０回／ｍｉｎで、外羽根２０の回転速度が２０〜５０回／ｍｉｎとなるように回転駆動させることが好ましく、逆方向に回転する場合には、内羽根１９および外羽根２０を、回転速度２０〜３５０回／ｍｉｎで同速度で回転駆動させてもよく、また、上記した回転速度で互いに周速差をもって回転駆動させてもよい。なお、内羽根側プーリ３２および外羽根側プーリ３６は、後述する原動機３７からの駆動が内羽根側エンドレスベルト３８および外羽根側エンドレスベルト３９をそれぞれ介して伝達されることによって、それぞれ回転される。
【００４５】
また、給水管２１およびバインダ供給管２２は、その開口端部がケーシング１８の上方に配置され、ケーシング１８内に、給水およびバインダを供給することができるように構成されている。なお、給水管２１には、給水弁４５を介して水を貯蔵する水タンク４２が接続されるとともに、バインダ供給管２２には、バインダ供給弁４６を介してバインダを貯蔵するバインダタンク４３が接続されており、給水弁４５の開閉動作により、所定量の水を給水し、また、バインダ供給弁４６の開閉動作により所定量のバインダを供給することができるように構成されている。また、バインダタンク４３に貯蔵されるバインダは、粉砕物を互いに結合させための結合剤であって、たとえば、デキストリン、カルボキシメチルセルロース、メチルセルロース、水ガラスなどの公知の粘性液体が用いられる。
【００４６】
そして、この造粒部３では、供給口７から一定量で供給される粉砕物を、窯業系建築材料の種類により、適宜、給水管２１および／またはバインダ供給管２２から水および／またはバインダを供給しながら、内羽根１９および外羽根２０の回転により造粒するようにしている。得られた造粒物は、排出ゲート２５の開動作によって、排出口２４が開放されることにより、外部に排出される。
【００４７】
なお、この粉砕造粒装置１には、駆動手段として原動機３７が設けられており、この１つの原動機３７によって、内羽根側プーリ３２が内羽根側エンドレスベルト３８を介して駆動されるとともに、外羽根側プーリ３６が外羽根側エンドレスベルト３９を介して駆動され、さらに、ハンマーミル８がハンマーミル側エンドレスベルト４０を介して駆動されるように構成されている。
【００４８】
また、この粉砕造粒装置１には、エアコンプレッサ４１が設けられており、この１つのエアコンプレッサ４１が、供給ゲート１５のエアシリンダ１７および排出ゲート２５のエアシリンダ２７に接続されて、供給ゲート１５および排出ゲート２５を開閉するように構成されている。また、この粉砕造粒装置１では、一体的に構成されるホッパ部２および造粒部３、原動機３７、エアコンプレッサ４１、水タンク４２およびバインダタンク４３が、車載可能なように、１つの本体ケーシング４４に収容されている。
【００４９】
そして、この粉砕造粒装置１によって、窯業系建築材料を処理するには、まず、投入口６から窯業系建築材料を投入して、粉砕部４において粉砕する。粉砕部４においては、窯業系建築材料が、ハンマーミル８によって、ロータ１０の高速回転により、衝撃刃１１で割るようにして砕かれ、補強繊維が露出する粒が形成されるように粉砕される。そして、ハンマーミル８によって粉砕された粉砕物は、２〜１０ｍｍの大きさ（最大長さ）の粒を１０重量％以上含有するような粉砕物としてスクリーン９を通過した後、計量部５において、所定量となった時に、供給口７から造粒部３に供給される。
【００５０】
次いで、供給口７から供給された一定量の粉砕物を造粒部３において造粒する。造粒部３においては、粉砕物が、内羽根１９および外羽根２０の高速回転（上記したように、内羽根１９および外羽根２０は、互いに周速差をもって同方向に回転するか、または、逆方向に回転する。）によって、内羽根１９および外羽根２０の間において８の字状に旋回するため、これによって、良好に団子状に造粒される。しかも、この造粒においては、粉砕物中に２〜１０ｍｍの大きさ（最大長さ）の粒が１０重量％以上含有されているので、その２〜１０ｍｍの大きさ（最大長さ）の粒がシードとなり、粒成長によって良好に造粒される。そのため、この造粒部３においては、粉状の粉砕物を簡易かつ確実に造粒して、微粉の少ない肥料や土壌改質剤等を調製することができる。
【００５１】
さらに、粉砕物は、補強繊維が露出する粒が形成されるように粉砕されているので、その粒は、外方に多数の補強繊維が突出した形状となっており、この造粒において、微紛がより付着されやすく、より一層良好な造粒が達成されている。
【００５２】
また、この造粒時には、適宜、給水管２１および／またはバインダ供給管２２から、水および／またはバインダが供給される。水および／またはバインダを供給すれば、粉砕物の表面を水および／またはバインダにより濡らして付着性を向上させることができ、より一層良好な造粒を達成することができる。
【００５３】
より具体的には、水およびバインダの両方を供給することが好ましく、とりわけ、まず、水を一挙に供給して粉砕物の表面を濡らし、粉砕物がその水を吸収せず表面が濡れている間にバインダを供給することが好ましい。このように供給することで、バインダの使用量を低減することができる。
【００５４】
なお、この場合において、粉砕物は、補強繊維が露出する粒が形成されるように粉砕されているので、水および／またはバインダが供給されると、外方に突出する補強繊維の間に、表面張力によって水および／またはバインダの膜が形成され、これによって、表面の濡れ性がより一層向上される。
【００５５】
そして、このように造粒された造粒物は、排出口２４から排出され、肥料や土壌改質剤等として用いられる。なお、この粉砕造粒装置１では、造粒物の排出が完了するまでは、計量部５において粉砕物の計量が終了していても、供給ゲート１５が開動作されないようなインターロック機構が設けられている。
【００５６】
このような粉砕造粒装置１においては、窯業系建築材料が、まず、粉砕部４において粉砕された後、造粒部３において造粒されるので、窯業系建築材料は、粉砕部４において、たとえ粉状に粉砕されても、造粒部３において、ある程度の大きさに造粒されるので、微粉の少ない肥料や土壌改質剤等として調製される。そのため、このようにして得られた肥料や土壌改質剤等は、移動時および散布時、さらには、散布後に、微粉が大気中に浮遊することが少ないので、環境に良好な肥料や土壌改質剤等として有効に用いられる。
【００５７】
また、この粉砕造粒装置１は、上記したように、一体的に構成されるホッパ部２および造粒部３、原動機３７、エアコンプレッサ４１、水タンク４２およびバインダタンク４３が、車載可能なように、１つの本体ケーシング４４に収容されている。
【００５８】
たとえば、窯業系建築材料が、住宅建築用外装材や屋根材等の現場残材などである場合には、従来では、その現場から窯業系建築材料を引き取った後に、粉砕処理を行なっており、引き取りの手間やそのためのコストが不回避となっているが、このように粉砕造粒装置１を車載可能とすれば、この粉砕造粒装置１を車載して現場に運送し、その現場において、窯業系建築材料を処理して、そのまま、肥料や土壌改質剤等として散布することができる。そのため、窯業系建築材料の引き取りの手間やそのためのコストが不要となり、効率的な処理を実現することができる。なお、この粉砕造粒装置１を車載して現場にて処理を行なう場合には、原動機３７を、ガソリンエンジン、ディーゼルエンジンもしくは１００Ｖ電源にて駆動可能な電動機により構成することが好ましい。
【００５９】
なお、上記の説明においては、給水弁４５およびバインダ供給弁４６の開閉動作により、水およびバインダを供給するようにしているが、これら給水弁４５およびバインダ供給弁４６に代えて、給水ポンプおよびバインダ供給ポンプを用いてもよい。また、給水管２１には、水タンク４２に代えて、水道管を接続して、水道圧によって給水するようにしてもよい。
【００６０】
また、上記の説明においては、１つの原動機３７によって、内羽根１９、外羽根２０およびハンマーミル８が駆動されるように構成されているが、その目的および用途などによっては、それぞれ個別に原動機３７を設けてもよい。
【００６１】
また、上記の説明においては、ハンマー式粉砕機として、ハンマーミル８を採用しているが、本発明のハンマー式粉砕機には、インパクトミル、ハンマークラッシャーなどの衝撃式粉砕機などが含まれる。
【００６３】
【発明の効果】
以上述べたように、請求項１に記載の発明によれば、微粉の少ない肥料や土壌改質剤等として調製することができるので、移動時および散布時、さらには、散布後に、微粉が大気中に浮遊することが少なく、環境の低下を有効に防止することができる。また、粉状の粉砕物を簡易かつ確実に造粒して、微粉の少ない肥料や土壌改質剤等を調製することができる。しかも、窯業系建築材料をハンマーミルによって割るようにして砕くことにより、良好に繊維質を露出させることができる。そのため、粒に微粉を付着させやすくすることができ、より一層良好な造粒を達成することができる。
【００６６】
また、請求項２に記載の発明によれば、粉砕物の表面を水および／またはバインダにより濡らして付着性を向上させることができ、より一層良好に造粒を達成することができる。
【００６７】
また、請求項３に記載の発明によれば、粉砕物が第１羽根および第２羽根の間において旋回し、これによって、より一層良好な造粒を達成することができる。
【００６８】
また、請求項４に記載の発明によれば、窯業系建築材料の引き取りの手間やそのためのコストが不要となり、効率的な処理を実現することができる。
【００６９】
また、請求項５に記載の発明によれば、微粉の少ない肥料や土壌改質剤等として調製することができるので、移動時および散布時、さらには、散布後に、微粉が大気中に浮遊することが少なく、環境の低下を有効に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の繊維質を含有する窯業系建築材料の粒状化装置の一実施形態としての粉砕造粒装置を示す概略構成図である。
【符号の説明】
１ 粉砕造粒装置
３ 造粒部
４ 粉砕部
８ ハンマーミル
９ スクリーン
１２ 孔
１９ 内羽根
２０ 外羽根
２１ 給水管
２２ バインダ供給管
Claims (5)
- 繊維質を含有する窯業系建築材料を粉砕するための粉砕部と、前記粉砕部において粉砕された粉砕物を計量するための計量部と、前記計量部から所定量供給される前記粉砕物を造粒するための造粒部とを備え、
前記粉砕部は、前記窯業系建築材料を粉砕する、ロータおよび衝撃刃を有するハンマーミルと、粉砕された粉砕物の粒径を調整するための、孔の大きさが５〜１０ｍｍであるふるいとを備え、前記ハンマーミルと前記ふるいとにより、
前記窯業系建築材料を、２〜１０ｍｍの大きさの粒を１０重量％以上含有するように、かつ、繊維が露出する粒が形成されるように構成されていることを特徴とする、繊維質を含有する窯業系建築材料の粒状化装置。 - 前記造粒部は、給水手段および／またはバインダ供給手段を備え、前記粉砕物に、水および／またはバインダを供給して造粒するように構成されていることを特徴とする、請求項１に記載の繊維質を含有する窯業系建築材料の粒状化装置。
- 前記造粒部は、第１羽根および第２羽根を備え、前記第１羽根および前記第２羽根は、互いに周速差をもって同方向に回転するか、または、逆方向に回転するように構成されていることを特徴とする、請求項１または２に記載の繊維質を含有する窯業系建築材料の粒状化装置。
- 前記粉砕部、前記計量部および前記造粒部を、運搬可能なように、一体的に構成していることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の繊維質を含有する窯業系建築材料の粒状化装置。
- 請求項１〜４のいずれかに記載の繊維質を含有する窯業系建築材料の粒状化装置により、繊維質を含有する窯業系建築材料を粉砕し、次いで、粉砕された粉砕物を所定量計量し、次いで、所定量計量された粉砕物を造粒することを特徴とする、繊維質を含有する窯業系建築材料の粒状化方法。
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