JP4540128B2

JP4540128B2 - 砕砂製造装置

Info

Publication number: JP4540128B2
Application number: JP2007506386A
Authority: JP
Inventors: 邦夫佐々木
Original assignee: 邦夫佐々木
Priority date: 2005-10-31
Filing date: 2006-09-06
Publication date: 2010-09-08
Anticipated expiration: 2026-09-06
Also published as: WO2007052409A1; JPWO2007052409A1; KR20070072612A

Description

本発明は、回転する攪拌ドラムによって、原砕砂を磨砕材の作用により高品質砕砂を製造するコンクリートや建材に用いる砕砂の製造装置に関するものである。

近時、コンクリート・アスファルト・建材等の細骨材として使用されていた天然の川砂、山砂等の砂の枯渇が深刻化する中で、砕石により生産する砕砂の需要が高まっている。
この砕石により生産する原砕砂は、砕いたために粒形が角張っているので、天然砂に近い球形にする必要があり、特許文献１等に示すように、砕砂を磨砕材である媒体石とともに、回転する攪拌ドラムに入れて磨砕する方法が開発されている。
従来のコンクリート用砕砂製造装置１００として、例えば特許第２９６４１３３号公報に記載されたものは、図７に示すように、内部に攪拌室１０１が設けられた攪拌ドラム１０２と、該攪拌ドラム１０２を回転駆動する可変速駆動装置と、前記攪拌室１０１内に収容される媒体石１０３とを備え、中心軸回りに回転駆動される攪拌ドラム１０２内に一端側から原砕砂１０４と水とを供給し、該攪拌ドラム１０２内に収容されている媒体石１０３との磨砕作用により前記原砕砂を砕き研磨し、攪拌ドラム１０２の他端側の外周部に設けた網目状の排出口１０５から所定粒度の砕砂１０６を排出するようにしたものである。

特開２００１−２５２５７９号公報

前記の特許文献１のコンクリート用砕砂製造装置１００は、攪拌室１０１での区画板が低いためと、攪拌室１０１が円筒ドラムで底部が平坦であるため、砕石と媒体石が上部位置まで運ばれず、必ずしも、効率よく攪拌されず、したがって、磨砕作用も効率的であるとは言い難いものであった。
また、砕砂と磨砕材との攪拌室１０１内での分布が均一ではなく、移送速度も一定ではないため円滑ではないといった問題点があった。
本発明は、前記課題に鑑みてなされたものであり、原砕砂を高品位にするために磨砕作用の効率がよく、かつ均一に磨砕し、磨砕材の補充も少なくて済むコンクリート用砕砂製造装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、請求項１の発明は、全体が回転する球状の撹拌ドラムの複数を連接させるとともに、回転中心を貫く貫通開口を設け、１つの撹拌ドラムの最大直径部に被駆動部を設けて駆動モータ及びチェーンで駆動させ、前記各撹拌ドラム内部が回転方向に区画され球状の一部を形成した撹拌室を形成し、
該攪拌室には磨砕材を挿入して該攪拌室の回転軸に対しては円筒状のスクリーンによって区画され前記磨砕材を攪拌室に保持するとともに、該スクリーンの網目は砕砂が出入り自由で磨砕材の出入りを阻止する大きさに設定され、
前記撹拌ドラムの回転中心には駆動モータと被駆動モータによって回転する攪拌移動スクリューが設けられ、該攪拌移動スクリューは前記複数の撹拌ドラム内を前記貫通開口を貫通するように設けて砕砂を撹拌・移動させ、
該攪拌移動スクリューには頂部に頂部屈曲部を有する直線状羽根で全体として斜行する螺旋状の羽根が設けられ挿入させる砕砂相互の摩擦・摩耗を促進させるとともに、該攪拌移動スクリューの回転軸には前記羽根に貯留する砕砂を取り除くための散水するノズルが設けられ、
前記攪拌室の各回転する撹拌ドラム外周の適所には磨砕材を出し入れする蓋部を有する磨砕材出入部を設けられた砕砂製造装置である。
請求項２の発明は、請求項１に記載の砕砂製造装置において、前記攪拌室に挿入する磨砕材は、セラミック成分を主体とした素材を焼き固めたセラミックボールであることを特徴とする。

本発明によれば、砕石により生産する原砕砂を磨砕して製品砕砂にする砕砂製造装置において、区画された攪拌室によって磨砕材と砕砂を高位置にまで移動させてから分離と混合を繰り返すことにより、衝突・研磨・磨砕作用が効率良く行われて生産効率が向上し、且つ、回転中心の攪拌移動スクリューによって均一に混合し磨砕し、散水も均一に行われ、砕砂を出口側に移動することができ、また、磨砕材としてセラミックボールを使用することにより磨砕材の補充も少なくて済むという効果が得られる。

本発明の実施例の砕砂製造装置の全体の要部断面図、図１に示す攪拌ドラムの横断面図、図１に示す攪拌ドラムの側外観図、図４(a)は図１に示す攪拌移動スクリューの側面図、図４(b)はその縦断面図、図４(b)の拡大説明図、図４(a)の拡大斜視図、従来のコンクリート用砕砂製造装置の説明図である。

符号の説明

Ａ…原砕砂、Ｂ…製品砕砂、Ｃ…磨砕材(Ｃ1…セラミックボール)、
Ｄ…砕砂粉末沈殿物
１…ベルトコンベヤ、
２…原砕砂供給ホッパ、21…散水ノズル、
３,3a,3b,3c…攪拌ドラム、32,32a,32b,32d,32c…攪拌室、31…貫通開口、
311…入口開口、312…出口開口、33…筒状スクリーン、34…磨砕材出入部、
341…蓋部、342…開口、35…ドラム枠体、351…支持駆動円板、
36…被駆動部、
４…攪拌移動スクリュー、41…回転軸、42…頂部屈曲部、
43…直線状羽根、44…斜行羽根、45…中空部、451…給水管、46…ノズル、
47…プーリ、
５…支持台、51,51a,51b,51c,51d…ガイドローラ、
52…駆動モータ、53…チェーン、
６…砕砂分離装置、61…枠体、62…振動装置、63…受取部、64…散布ノズル、
65…平板スクリーン、66…製品砕砂ホッパ、
７…集水装置、71…集水板、72…集水口、73…沈殿槽、74…ポンプ、

以下に、本発明の砕砂製造装置の好適な実施例を図面に沿って説明する。
図１は、本発明をコンクリートに適用した実施例であるコンクリート用砕砂製造装置の主要部の断面図であるが、原砕砂Ａはベルトコンベヤ１によって砕砂供給ホッパ２に供給され、砕砂供給ホッパ２から三連の攪拌ドラム３(3a,3b,3c)内に供給し、原砕砂Ａは攪拌ドラム内で磨砕され、攪拌作用を兼ねた攪拌移動スクリュー４によって排出され、砕砂分離装置６によって、製品砕砂Ｂと水及び砕砂微粉末とに分離される。
この工程を、更に、詳しく説明すると、図１から明らかなように、砕砂供給ホッパ２の原砕砂Ａには散水ノズル21により水が散水されて、一体的に設けられている三連の攪拌ドラム３(3a,3b,3c)の回転中心を貫く貫通開口31には、貫通するように回転する攪拌移動スクリュー４が設けられ、この先端の攪拌ドラム３aの回転中心に入口開口311設けられ、この入口開口311内に水と原砕砂Ａとが供給され、三連の攪拌ドラム３(3a,3b,3c)の各攪拌ドラム３は４つの攪拌室32(32a,32b,32c,32d)が区画されており、この攪拌室32と攪拌移動スクリュー４とで原砕砂Ａは磨砕される。

前記攪拌ドラム３の外径は全体が回転する球状を有しており、図２に示すように、攪拌ドラム３の攪拌室32(32a,32b,32c,32d)は、ドラム内部が回転方向に区画され球状の一部を形成した底がボール状であり、攪拌ドラム３の回転中心に対しては円筒状の筒状スクリーン33によって区画され、攪拌室32は後述する磨砕材に対しては１つの閉ざされた室を形成している。
なお、底が球状の一部を形成したボール状としたのは、攪拌室32が下方に位置する時に、砕砂や磨砕材が自然に攪拌室32の中央に集められて、効率良く磨砕作用が行われるようにするためである。
このように、円筒状の筒状スクリーン33の網目は砕砂が出入り自由で磨砕材Ｃの出入りを阻止する大きさに設定され、磨砕材Ｃが攪拌室32内に保持されるようになっている。このため、図３に示すように、攪拌室32のそれぞれの攪拌ドラム３外周の適所には、磨砕材Ｃを出し入れする磨砕材出入部34が設けられ、必要に応じて、磨砕材出入部34の蓋部341を外して、開口342から磨砕材を挿入する。
なお、本実施例では、磨砕材Ｃとして、セラミック成分を主体して焼き固めたほぼ均一の粒径のセラミックボールＣ１としたので、磨砕材自体の摩耗量が従来の磨砕材である媒体石に比べて硬質のセラミックＣ１が飛躍的に少なく、磨砕材の交換期間が大幅に延び、磨砕材の補充や交換が極めて少なくて済む。このことは、硬度が砕砂や媒体石よりも硬くできるので、磨砕作用が向上し攪拌ドラム３内での砕砂の稼働時間が短縮でき、生産効率も向上する。
更に、従来の媒体石は、形状がバラバラなため原砕砂の磨砕量もバラバラとなり生産管理も厄介であったが、セラミックボールＣ１の粒径を均一とすることで磨砕量が予測可能で、常に一定の磨砕量の製品砕砂を生産することが容易であり、生産管理も容易となる。

このセラミックボールＣ１については、アルミナ、シリカ等のセラミックを主体とした素材を球状にし、１０００℃程度で焼き上げて、直径６〜４０mm(本実施例では15mm)程度の硬度が高かく且つ形状のほぼ均一の球状にしたもので、硬度や直径は所望の大きさに設計できるので、装置にあった磨砕材としてのセラミックボールを作ることができる。なお、この装置における磨砕材としては従来の媒体石を使用しても、従来の砕砂製造装置よりも生産効率が向上する。
そして、三連の攪拌ドラム３(3a,3b,3c)のそれぞれのドラム枠体35の前後には支持駆動円板351が設けられ、この支持駆動円板351は支持台５に設けられたガイドローラ51(51a,51b,51c,51d)に回転自在に支持されており、中央の攪拌ドラム3bの最大直径部の被駆動部36は、支持台５に設けられた駆動モータ52及びチェーン53によって攪拌ドラム３は回転する。
前記三連の攪拌ドラム３(3a,3b,3c)の回転中心で、円筒状の筒状スクリーン33の回転中心でもある貫通開口31は、攪拌移動スクリュー４が配備されているが、この攪拌移動スクリュー４は、その中心である回転軸41の外周には回転軸41と平行の四枚の頂部屈曲部42を有する４枚の直線状羽根43が固着され、直線状羽根43の間には約４５度程度に斜行する斜行羽根44が設けられ、各直線状羽根43に設けられた斜行羽根44は全体として螺旋状となり、砕砂Ａ及び水を入口開口311から出口開口312に移動させる作用を有する。

また、この攪拌移動スクリュー４は、図５に示すように、上から落下する砕砂Ａを一旦直線状羽根43で受け止めてから、下方にばらまく(拡散）ことによって、砕砂Ａの分布を均一化するとともに、原砕砂Ａを混練して磨砕する作用も有する。
更に、図５、図６に示すように、攪拌移動スクリュー４の回転軸41は中空になっており、この中空部45には水が供給されるとともに、回転軸41の適所には複数のノズル46が設けられ、ノズル46から砕砂Ａに水を散布する。
回転軸41の末端の一方は、攪拌ドラム３(3a,3b,3c)の出口の開口312の外側に被駆動プーリ47が設けられ、支持台５に設けられる駆動モータ(図示せず)及びでベルト(図示せず)によって駆動される。また、中空部45は水を供給する給水管451に液密に接続されて、所定の水圧で所定量の水が供給される。
この中空部45に接続される複数のノズル46は、原砕砂Ａ（結果として磨砕材Ｃにも）に水を供給し砕砂相互の粒子の磨砕・摩耗を促進する作用の他に、直線羽根43の屈曲部や斜行羽根44の接合部に貯留する砕砂を取り除く作用も有し、円滑に原砕砂Ａを移動し原砕砂Ａの磨砕作用に寄与する。
攪拌ドラム３で磨砕された原砕砂Ａは、角部や長方形角が破砕され、研磨されて高品質の製品砕砂Ｂとなって、攪拌移動スクリュー４の移送によって、出口の開口312から砕砂分離装置６に投入される。

この砕砂分離装置６の枠体61は振動装置62が設けられ、砕砂分離装置６の先端の砕砂の受取部63の上部には製品砕砂Ｂの流動性を高めるためと微粉末を洗い流すために水を散布する散布ノズル64が設けられ、底部には製品砕砂Ｂが通過できない網目の平板スクリーン65が受取部63から下方に傾斜して設けられ、この傾斜と振動とによって、製品砕砂Ｂと水及び砕砂粉末とに分離しながら移動し、製品砕砂Ｂは平板スクリーン65の末端の製品砕砂ホッパ66から所定の施設に排出される。
平板スクリーン65の下には水と粉末を集める集水装置７が設けられるが、平板スクリーン65の面積とほぼ同じ集水板71が設けられ、集水板72は中央の集水口72に向かって傾斜している。したがって、平板スクリーン65の網目を通過して落下した水、砕砂粉末、極少量の磨砕材の粉末が集水口72に集められ、沈殿槽73に送られる。
この沈殿槽73では、砕砂粉末、磨砕材粉末(砕砂粉末沈殿物)Ｄが沈殿し、所定量沈殿した時点で取り除くが、分離した上澄みの水は再度ポンプ74で汲み上げて再利用するが、再び散水ノズル等から散水する。

本実施例は、以上のような構成であるから、攪拌ドラム３が回転し攪拌室32が上側に位置するときは、砕砂Ａ、Ｂと磨砕材Ｃ(セラミックボール)とが筒状スクリーン33によって分離し、下側に位置するときは混合するから、その都度互いに接触・衝突して、従来の装置よりも飛躍的に砕砂作用が効率的に行われる。
また、中心部に位置する攪拌移動スクリュー４は直線状羽根43と頂部が屈曲した頂部屈曲部42によって、筒状スクリーン33の網目から落下する砕砂を一旦受け止めてから、攪拌移動スクリュー４の回転によって、下方にばらまく(拡散）ことによって、砕砂Ａの分布を均一化して、再度の砕砂作用に供するので、砕砂に均一に衝突・摩擦が作用する。
この、攪拌移動スクリュー４の回転軸41は中空になっており、この中空部45には水が供給されるとともに、回転軸41の適所には複数のノズル46が設けられ、ノズル46から砕砂Ａに水を散布するので、刃物を砥石で研ぐ際に水を加えるように、砕砂Ａ、Ｂと磨砕材Ｃとの砕砂作用を円滑に行うともに、微粉末の飛散をも防止している。また、ノズル46が回転軸41に設けられていることにより、回転軸41の頂部屈曲部42や直線状羽根43や斜行羽根44を常に清掃する作用を有するから、これらの隅部に砕砂やその微粉末が付着することがない。さらに、羽根の一部が斜行羽根44となっていることから、スクリューコンベアを構成し、砕砂を出口に移送する作用を有する。

なお、本発明の特徴を損なうものでなければ、上記の実施例に限定されるものではない。例えば、上記実施例の砕砂製造装置をコンクリート用の砕砂製造に適用したが、コンクリート・アスファルト・建材等の細骨材として使用されていた砕砂を製造する装置に用いてもよいことは勿論である。また、上記実施例では攪拌室32を４室としたが、有効な磨砕作用が得られるのであれば、４室でなくても、３室でも或いは４室以上の５室、６室でも良い。更に、全体が回転する球状のドラムは３個のドラムを連接させたが、原砕砂の所望の加工度合いによって適宜の数にすればよく、このドラムは単独でも、或いは、２連でも複数個(３連以上)のドラムを必要に応じて連接させればよい。

Claims

全体が回転する球状の撹拌ドラムの複数を連接させるとともに、回転中心を貫く貫通開口を設け、１つの撹拌ドラムの最大直径部に被駆動部を設けて駆動モータ及びチェーンで駆動させ、
前記各撹拌ドラム内部が回転方向に区画され球状の一部を形成した撹拌室を形成し、
該攪拌室には磨砕材を挿入して該攪拌室の回転軸に対しては円筒状のスクリーンによって区画され前記磨砕材を攪拌室に保持するとともに、該スクリーンの網目は砕砂が出入り自由で磨砕材の出入りを阻止する大きさに設定され、
前記撹拌ドラムの回転中心には駆動モータと被駆動モータによって回転する攪拌移動スクリューが設けられ、該攪拌移動スクリューは前記複数の撹拌ドラム内を前記貫通開口を貫通するように設けて砕砂を撹拌・移動させ、
該攪拌移動スクリューには頂部に頂部屈曲部を有する直線状羽根で全体として斜行する螺旋状の羽根が設けられ挿入させる砕砂相互の摩擦・摩耗を促進させるとともに、該攪拌移動スクリューの回転軸には前記羽根に貯留する砕砂を取り除くための散水するノズルが設けられ、
前記攪拌室の各回転する撹拌ドラム外周の適所には磨砕材を出し入れする蓋部を有する磨砕材出入部を設けられたことを特徴とする砕砂製造装置。
前記攪拌室に挿入する磨砕材は、セラミック成分を主体とした素材を焼き固めたセラミックボールであることを特徴とする請求項１に記載の砕砂製造装置。