JP3973716B2 - 骨材に混入した軽質物質を除去する方法及び装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、骨材生産プラントにおいて水洗・選別される骨材（粒径が主として５〜２５ｍｍの砂利や再生骨材等）中に混入しており骨材としては不適であるが主として水中では沈降するような異物である軽質物質を効率良く除去することができる骨材に混入した軽質物質を除去する方法及びこの方法を実施するのに好適な装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
土木，建築業界等でコンクリート用に使用される骨材としては、その粒径が主として５〜２５ｍｍの砂利や建造物を解体した際に生じる再生骨材等が広く使用されている。
このような骨材の中で、砂利の生産は、山の岩石を破砕・選別して砕石を作る方法と、天然の砂利・砂を採取して選別する方法と、ダム湖等への流入土砂を掘削したものの中から選別する方法とに大別される。このうち天然の砂利・砂の原料は、従来ほとんど河川から採取されてきたが、現在では河川保護の観点から大半の河川で採取が禁止され、ダム湖等への流入土砂を掘削したものの中から選別する方法以外では、旧河川敷の堆積層から採取される陸砂利と、旧河川や海底の隆起からできた山の砂利層から採取される山砂利とが主流となっている。
【０００３】
これらの天然砂利の採取に当って、その採取地の属性から流木の砕片，草木の根，軽石，プラスチックやシートの細片等、その性状から骨材としては不適な様々な異物が混入するのを避けることはできない。
また、建造物を解体した際に生じる再生骨材等にも木材やプラスチックやシートの細片等、その性状から骨材としては不適な様々な異物が混入するのを避けることはできない。
このような異物が混入したままの素材を骨材として使用すると、コンクリートの品質，強度の低下を招くことになる。そこで近年、骨材生産プラントでは、骨材の品質向上を図るためにこれらの異物を除去する塵芥除去機を設置するようになってきたが、それらはいずれも水より軽くて水に浮く異物のみを水に対する浮力を利用して分離除去する方法によるものであり、その除去効率が限界的であると共に、骨材より軽いが水中で沈降する軽質物質を除去することはできないという欠点があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記従来技術の欠点を解消し、砂利や再生骨材等の中に混入している異物であり骨材より軽いが水中で沈降する軽質物質の除去効率が高く、水に浮く軽質物質も除去できる機能を備えた骨材に混入した軽質物質を除去する方法とこの方法を実施するのに好適な装置とを提供することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは上記課題を解決すべく鋭意研究の結果、軽質物質が混入した骨材を上部に設けられた溢流樋で上方が区画された沈降路から分級槽内の一端の水中に投入し、沈降してきた軽質物質と骨材とをテール部を該沈降路直下の水中にまたトップ部を水面上に位置せしめた傾斜した骨材搬出用コンベヤ上に載置して該分級槽外に排出するに際し、該骨材搬出用コンベヤが水面に至る近傍位置に第一ノズル列から噴出させた圧力水で水カーテンを作って軽質物質を骨材から分離させて水面直下に滞留させ、該第一ノズル列より前記沈降路側に位置せしめた第二ノズル列から噴出させた圧力水により流出口が前記溢流樋に開口している流出樋の流入口と該第二ノズル列からの圧力水噴出位置との間に設けられているそれぞれ可撓性を有する逆流防止体及び両側の案内板で該流入口内に追い込んで前記溢流樋を経て分級槽外に排出すれば、水に浮く軽質物質のみならず水に沈む軽質物質も骨材中から効果的に除去することができることを究明して本発明を完成したのである。
【０００６】
そして、流出樋としてその流入口側と流出口側との間にその高さを調整し得る可動底板を設けたものや、ブレード付き回転部材を備えたものを使用すれば、この流出堰からの溢流樋への軽質物質の排出効率をより向上させることができることも究明したのである。
【０００７】
また、この本発明方法を実施するには、上部に設けられた溢流樋により上方が区画されており軽質物質の混入する骨材が投入される沈降路が一端に設けられている分級槽と、テール部が該沈降路の直下の水中にまたトップ部が水面上に位置せしめられており沈降してきた軽質物質の混入する骨材をその上面に載置してトップ部へ移送させて前記分級槽外へ排出せしめる傾斜した骨材搬出用コンベヤと、該骨材搬出用コンベヤが水面に至る近傍位置で圧力水を噴出させて該骨材搬出用コンベヤ面上に水カーテンを形成する第一ノズル列と、該水カーテンで骨材から分離して水面直下に滞留する軽質物質を前記沈降路側に押し戻す圧力水を噴出させる第二ノズル列と、流出口が前記溢流樋に開口しており流入口が前記骨材搬出用コンベヤより上方であって該骨材搬出用コンベヤが水面に至る位置より前記沈降路側の水面下に位置せしめられている流出樋と、該流出樋の流入口と該第二ノズル列からの圧力水噴出位置との間に設けられており該第二ノズル列から噴出された圧力水により前記沈降路側に押し戻された水面直下に滞留する軽質物質を該流出樋の流入口内に案内するそれぞれ可撓性を有する逆流防止体及び両側の案内板とを備えている装置を使用すれば、容易に実施することができることも究明したのである。
【０００８】
そして、この骨材に混入した軽質物質を除去する装置において、流出樋が流入口側と流出口側との間にその高さを調整して流量を制御し得る可動底板を設けられていたり、流出樋の流入口側と流出口側との間に該流出樋内の水の流速を制御するか又は該流出樋内の軽質物質を強制的に流出口側に移動させるブレード付き回転部材が設けられていれば、軽質物質の除去効率をより向上させることができ、骨材搬出用コンベヤとしてはベルトコンベヤ，チェーンコンベヤ，ネットコンベヤのいずれであっても良いことも究明したのである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面により本発明に係る骨材に混入する軽質物質を除去する方法及びこの方法を実施するのに好適な本発明装置について詳細に説明する。
図１は本発明方法を実施するのに好適な本発明装置の１実施例を簡略に示す縦断面説明図、図２は図１の平面図、図３は図１におけるＡ−Ａ線断面説明図、図４は図１におけるＢ−Ｂ線断面説明図、図５は図１におけるＣ−Ｃ線断面説明図、図６は本発明装置の他の実施例の要部を示す縦断面説明図である。
【００１０】
図面中、１は流木の砕片，草木の根，軽石，プラスチックやシートの細片等の軽質物質１２の混入した砂利や再生骨材等から成る骨材１１から軽質物質１２を除去せしめる分級槽１であり、この分級槽１内にはその一端に軽質物質１２の混入する骨材１１が投入され沈降する沈降路４が設けられており、この沈降路４は投入された後に浮上してきた水より軽い軽質物質１２を溢流させる溢流樋３により上方が区画されていてこの溢流樋３にはその上部が隣接する仕切板２が設けられていることが好ましい。
なお、この分級槽１の側壁の下部には、図示しないが分級槽１の底部に堆積する細粒や土砂等を排出させたり点検したりするためのハンドホールやドレン抜きバルブ等が設けられている。
【００１１】
５はテール部が沈降路４の直下の水中に、またトップ部が水面上に位置せしめられた傾斜した骨材搬出用コンベヤであり、沈降路４内を沈降してきた軽質物質１２の混入する骨材１１をその上面に載置してトップ部へ移送させて軽質物質１２を除去された骨材１１を製品骨材として分級槽１外へ排出せしめるものであり、沈降路４直下の水中に存する部分における回転軸は分級槽１に封水機構を介して装着されている。この骨材搬出用コンベヤ５としては、ベルトコンベヤ，チェーンコンベヤ，ネットコンベヤのいずれであっても良い。
【００１２】
６は骨材搬出用コンベヤ５が水面に至る近傍位置で圧力水を噴出させて骨材搬出用コンベヤ５の面上に水カーテン６ａを形成する第一ノズル列、７はこの第一ノズル列６より噴出された圧力水により形成された水カーテン６ａで骨材１１から分離して水面直下に滞留する軽質物質１２を前記沈降路４側に押し戻す圧力水７ａを噴出させる第二ノズル列である。従ってこの第二ノズル列７は、第一ノズル列６より沈降路４側に位置せしめられていれば良く、図示した如く１本のノズル管に設けられていても、複数本のノズル管にそれぞれ設けられていても良い。
【００１３】
８は流出口８ｂが前記溢流樋３に開口しており流入口８ａが前記骨材搬出用コンベヤ５より上方であって骨材搬出用コンベヤ５が水面に至る位置より前記沈降路４側の水面下に位置せしめられている流出樋であり、その流入口８ａ側と流出口８ｂ側との間には、流出樋８内の水の流量を制御できるようにその高さを調整し得る可動底板８ｃを設けられていることが好ましいが、このような静的な水頭付与手段ではなくて、流出樋８内の水の流速を制御するか又は流出樋８内の軽質物質１２を強制的に流出口８ｂ側に移動させる動的な手段であるブレード８ｅ付き回転部材８ｄが設けられていても良く、このブレード８ｅ付き回転部材８ｄとしては円筒状体又は円柱状体の周囲にブレードを植立させたものを使用する場合とチェーンやベルトの如き移動もする回転部材８ｄにブレード８ｅを植立させたものを使用する場合とのいずれの場合であっても良い。
【００１４】
９ａは流出樋８の流入口８ａと第二ノズル列７からの圧力水７ａ噴出位置との間に設けられており水面直下に滞留する軽質物質１２を第二ノズル列７から噴出された圧力水７ａにより前記沈降路４側に押し戻して流出樋８の流入口８ａ内に案内するために一端が流出樋８の流入口８ａの底部に固定されている逆流防止体、９ｂは同じく流出樋８の流入口８ａと第二ノズル列７からの圧力水７ａ噴出位置との間に設けられており水面直下に滞留する軽質物質１２を第二ノズル列７から噴出された圧力水７ａにより前記沈降路４側に押し戻して流出樋８の流入口８ａ内に案内するために一端が流出樋８の流入口８ａの両側壁部に固定されている案内板９ｂである。この逆流防止体９ａと両側の案内板９ｂとはそれぞれ可撓性を有しているので、逆流防止体９ａの端部を骨材搬出用コンベヤ５上にまた両側の案内板９ｂの端部を分級槽１の側壁に当接されている後述するサイドスカート１３に当接させた状態で操業できるから、第二ノズル列７から噴出された圧力水７ａにより前記沈降路４側に押し戻された水面直下に滞留する軽質物質１２が流出樋８の流入口８ａ内に案内されずに前記沈降路４側に押し戻される現象が生じることがない。
【００１５】
１０は軽質物質１２の混入した骨材１１を分級槽１の沈降路４内に投入せしめるために分級槽１の上方に設置されている骨材投入装置であり、軽質物質１２の混入した骨材１１を供給せしめる骨材搬入用コンベヤ１０ａと、この骨材搬入用コンベヤ１０ａより供給された軽質物質１２の混入した骨材１１を受けるホッパ１０ｂと、このホッパ１０ｂから落下してきた軽質物質１２の混入した骨材１１を分級槽１の端部の沈降路４内に投入せしめるフィーダ１０ｃとから成り、このフィーダ１０ｃとしてはバイブレータが設置されていてこのバイブレータにより付与される振動によって骨材１１を幅方向に均等に均すことができる構造のものであることが好ましい。
【００１６】
１３は分級槽１の側壁に固定されている固定板１３ａと、骨材搬出用コンベヤ５の上面に下端が接触している弾性材より成り固定板１３ａにその上端が固定されている当接片１３ｂとより成るサイドスカートであり、骨材搬出用コンベヤ５上に載置されて移送される骨材１１と軽質物質１２とが骨材搬出用コンベヤ５の両側縁と分級槽１の側壁との間から分級槽１の底部に落下するのを防止するものである。
【００１７】
また、１４は骨材搬出用コンベヤ５上に載置されて分級槽１外に移送され排出される骨材１１に付着して分級槽１外に持ち出される水量と溢流樋３から溢流される水量との和が、第一ノズル列６から噴出されて水カーテン６ａを作る圧力水の水量と第二ノズル列７から噴出させる圧力水７ａの水量との和よりも多い場合に、分級槽１内の水位を一定に保つために分級槽１内に給水したり、分級槽１内の水が汚濁してきた場合に汚濁した水をドレン抜きバルブから排出して清浄な水を供給したりする給水管であり、この給水管１４は分級槽１内の水の流れを乱さないように沈降路４の上方に設置されていることが好ましい。
【００１８】
以下に、上述した構成の本発明装置により本発明方法を実施する操作について詳細に説明する。
先ず、流木の砕片，草木の根，軽石，プラスチックやシートの細片等の種々の軽質物質１２の混入した採取地から採取した砂利や再生骨材等の骨材１１を、骨材投入装置１０の骨材搬入用コンベヤ１０ａより分級槽１の上方に設置されているホッパ１０ｂに供給せしめ、このホッパ１０ｂからフィーダ１０ｃを経て分級槽１の端部の沈降路４より分級槽１内の水中に投入せしめる。
【００１９】
この分級槽１の沈降路４内に投入せしめられた軽質物質１２の混入した骨材１１は、沈降路４を区画する溢流樋３から離れた位置で徐々に溢流樋３の下方に接近する方向に沈降し、テール部を沈降路４直下の水中にまたトップ部を水面上に位置せしめた傾斜した骨材搬出用コンベヤ５上に載置されて分級槽１外に移送されるのであるが、この骨材搬出用コンベヤ５が水中から水面上へ移動する際に、骨材１１と共に水面上へ移動した多量の水により水面付近では流下水流ができて骨材１１の表面に載った軽質物質１２はこの流れによって水中に流下するものが多いが、骨材搬出用コンベヤ５の移動による上昇流と空中から流れ落ちてくる下降水流とにより軽質物質１２の滞留ができ、その一部は骨材１１の上に載ったまま製品骨材として排出される現象が発生してしまうのである。
【００２０】
そこで、本発明においてはこの現象を解消するために、骨材搬出用コンベヤ５が水面に至る近傍位置に第一ノズル列６から噴出させた圧力水で骨材搬出用コンベヤ５の面上に水カーテン６ａを作って軽質物質１２が骨材１１に同伴することを遮断して軽質物質１２を骨材１１から分離させて水面直下に滞留させ、この滞留させた軽質物質１２を第二ノズル列７から噴出させた圧力水７ａにより流出口８ｂが溢流樋３に開口している流出樋８の流入口８ａと第二ノズル列７からの圧力水７ａ噴出位置との間に設けられているそれぞれ可撓性を有する逆流防止体９ａ及び両側の案内板９ｂで流入口８ａ内に追い込んで溢流樋３を経て分級槽１外に排出することにより、骨材１１に混入した軽質物質１２を除去するのである。
【００２１】
この際、分級槽１の溢流樋３で上方が区画された沈降路４内において浮上してきた水より軽い軽質物質１２は直ちに溢流樋３に溢流されるので、骨材搬出用コンベヤ５によって移送され第一ノズル列６から噴出される圧力水で作られる水カーテン６ａによって水面直下に滞留させられるものは大部分が水より重い軽質物質１２のみとなる。
【００２２】
かくして軽質物質１２を除去されて骨材搬出用コンベヤ５によって水面上に移送された骨材１１は、分級槽１外の所定位置に落下して製品骨材として堆積されるのである。
【００２３】
このような操業において、沈降路４内に投入される軽質物質１２の混入する骨材１１の大きさが変わったり、混入している軽質物質１２の種類に応じて、第一ノズル列６から噴出される圧力水の圧力や流量，第二ノズル列７から噴出される圧力水７ａの圧力や流量を調節すれば、より有効に軽質物質１２を除去することができるのであるが、流出樋８としてその流入口８ａ側と流出口８ｄ側との間にその高さを調整し得る可動底板８ｃを設けたものや、ブレード８ｅ付き回転部材８ｄを備えたものを使用すれば、軽質物質１２の混入する骨材１１の大きさが変わったり、混入している軽質物質１２の種類に応じて対応できるので、この流出樋８への軽質物質の排出効率をより向上させることができるのである。
【００２４】
【発明の効果】
以上に詳述した如く、本発明に係る骨材に混入する軽質物質の除去する方法及び装置は、軽質物質が混入した骨材を上部に溢流樋で上方が区画された沈降路から分級槽内の水中に投入し、沈降してきた軽質物質と骨材とをテール部を該沈降路直下の水中にまたトップ部を水面上に位置せしめた傾斜した骨材搬出用コンベヤ上に載置して該分級槽外に排出するに際し、該骨材搬出用コンベヤが水面に至る近傍位置に第一ノズル列から噴出させた圧力水で水カーテンを作って軽質物質を骨材から分離させて水面直下に滞留させ、該第一ノズル列より前記沈降路側に位置せしめた第二ノズル列から噴出させた圧力水により流出口が前記溢流樋に開口している流出樋の流入口と第二ノズル列からの圧力水噴出位置との間に設けられているそれぞれ可撓性を有する逆流防止体及び両側の案内板で流出樋の流入口内に追い込んで前記溢流樋を経て分級槽外に排出させるものであるので、従来から行われている浮力のみを利用した軽質物質の除去方法に比べて、水より軽い軽質物質のみならず、骨材としては不適な例えば充分に水を含んだ流木の細片，草木の根，軽石，プラスチックやシートの細片等の水に沈む軽質物質も効率良く除去することができ、且つ水中に投入して軽質物質を除去するので骨材は再洗いされているから、非常に品質に優れた骨材を得ることができる。
【００２５】
そして、流出樋としてその流入口側と流出口側との間にその高さを調整して流量を制御し得る可動底板を設けたものを使用するか、ブレード付き回転部材を設けたものを使用して、流出樋内の水の流速を制御するか又は流出樋内の軽質物質を強制的に流出口側に移動させれば、軽質物質の混入する骨材の大きさが変わったり、混入している軽質物質の種類に応じて対応できるので、軽質物質の除去効率が非常に高くなる利点もある。
【００２６】
更に本発明に係る骨材に混入する軽質物質の除去する装置は、その構造が簡単であるので安価且つ容易に製作できるのみならず、請求項５〜７に記載したような構成を加えることによって種々な優れた効果を付加することもできるのである。
【００２７】
このような種々の効果を奏する本発明に係る骨材に混入する軽質物質の除去する方法及び装置の工業的価値は非常に大きなものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明方法を実施するのに好適な本発明装置の１実施例を簡略に示す縦断面説明図である。
【図２】図１の平面図である。
【図３】図１におけるＡ−Ａ線断面説明図である。
【図４】図１におけるＢ−Ｂ線断面説明図である。
【図５】図１におけるＣ−Ｃ線断面説明図である。
【図６】本発明装置の他の実施例の要部を示す縦断面説明図である。
【符号の説明】
１ 分級槽
２ 仕切板
３ 溢流樋
４ 沈降路
５ 骨材搬出用コンベヤ
６ 第一ノズル列
６ａ 水カーテン
７ 第二ノズル列
７ａ 圧力水
８ 流出樋
８ａ 流入口
８ｂ 流出口
８ｃ 可動底板
８ｄ 回転部材
８ｅ ブレード
９ａ 逆流防止体
９ｂ 案内板
１０ 骨材投入装置
１０ａ 骨材搬入用コンベヤ
１０ｂ ホッパ
１０ｃ フィーダ
１１ 骨材
１２ 軽質物質
１３ サイドスカート
１３ａ 固定板
１３ｂ 当接片
１４ 給水管

Claims (7)

1. 軽質物質（１２）が混入した骨材（１１）を、上部に設けられた溢流樋（３）で上方が区画された沈降路（４）から分級槽（１）内の一端の水中に投入し、沈降してきた軽質物質（１２）と骨材（１１）とをテール部を該沈降路（４）直下の水中にまたトップ部を水面上に位置せしめた傾斜した骨材搬出用コンベヤ（５）上に載置して該分級槽（１）外に排出するに際し、該骨材搬出用コンベヤ（５）が水面に至る近傍位置に第一ノズル列（６）から噴出させた圧力水で水カーテン（６ａ）を作って軽質物質（１２）を骨材（１１）から分離させて水面直下に滞留させ、該第一ノズル列（６）より前記沈降路（４）側に位置せしめた第二ノズル列（７）から噴出させた圧力水（７ａ）により流出口（８ｂ）が前記溢流樋（３）に開口している流出樋（８）の流入口（８ａ）と該第二ノズル列（７）からの圧力水（７ａ）噴出位置との間に設けられているそれぞれ可撓性を有する逆流防止体（９ａ）及び両側の案内板（９ｂ）で該流入口（８ａ）内に追い込んで前記溢流樋（３）を経て分級槽（１）外に排出することを特徴とする骨材に混入した軽質物質を除去する方法。
2. 流出樋（８）として、その流入口（８ａ）側と流出口（８ｂ）側との間にその高さを調整し得る可動底板（８ｃ）を設けたものを使用して、該可動底板（８ｃ）の高さを調整して流出樋（８）内の水の流量を制御する請求項１に記載の骨材に混入した軽質物質を除去する方法。
3. 流出樋（８）として、その流入口（８ａ）側と流出口（８ｂ）側との間にブレード（８ｅ）付き回転部材（８ｄ）を設けたものを使用して、該回転部材（８ｄ）の回転により流出樋（８）内の水の流速を制御するか又は流出樋（８）内の軽質物質（１２）を強制的に流出口（８ｂ）側に移動させる請求項１に記載の骨材に混入した軽質物質を除去する方法。
4. 上部に設けられた溢流樋（３）により上方が区画されており軽質物質（１２）の混入する骨材（１１）が投入される沈降路（４）が一端に設けられている分級槽（１）と、テール部が該沈降路（４）の直下の水中にまたトップ部が水面上に位置せしめられており沈降してきた軽質物質（１２）の混入する骨材（１１）をその上面に載置してトップ部へ移送させて前記分級槽（１）外へ排出せしめる傾斜した骨材搬出用コンベヤ（５）と、該骨材搬出用コンベヤ（５）が水面に至る近傍位置で圧力水を噴出させて該骨材搬出用コンベヤ（５）面上に水カーテン（６ａ）を形成する第一ノズル列（６）と、該水カーテン（６ａ）で骨材（１１）から分離して水面直下に滞留する軽質物質（１２）を前記沈降路（４）側に押し戻す圧力水（７ａ）を噴出させる第二ノズル列（７）と、流出口（８ｂ）が前記溢流樋（３）に開口しており流入口（８ａ）が前記骨材搬出用コンベヤ（５）より上方であって該骨材搬出用コンベヤ（５）が水面に至る位置より前記沈降路（４）側の水面下に位置せしめられている流出樋（８）と、該流出樋（８）の流入口（８ａ）と該第二ノズル列（７）からの圧力水（７ａ）噴出位置との間に設けられており該第二ノズル列（７）から噴出された圧力水（７ａ）により前記沈降路（４）側に押し戻された水面直下に滞留する軽質物質（１２）を該流出樋（８）の流入口（８ａ）内に案内するそれぞれ可撓性を有する逆流防止体（９ａ）及び両側の案内板（９ｂ）とを備えていることを特徴とする骨材に混入した軽質物質を除去する装置。
5. 流出樋（８）が、流入口（８ａ）側と流出口（８ｂ）側との間にその高さを調整し得る可動底板（８ｃ）を設けられている請求項４に記載の骨材に混入した軽質物質を除去する装置。
6. 流出樋（８）の流入口（８ａ）側と流出口（８ｂ）側との間に、該流出樋（８）内の水の流速を制御するか又は該流出樋（８）内の軽質物質（１２）を強制的に流出口（８ｂ）側に移動させるブレード（８ｅ）付き回転部材（８ｄ）が設けられている請求項４に記載の骨材に混入した軽質物質を除去する装置。
7. 骨材搬出用コンベヤ（５）が、ベルトコンベヤ，チェーンコンベヤ，ネットコンベヤのいずれかである請求項４から６までのいずれか１項に記載の骨材に混入した軽質物質を除去する装置。

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