JP7455446B1

JP7455446B1 - 砂洗浄装置

Info

Publication number: JP7455446B1
Application number: JP2023148725A
Authority: JP
Inventors: 善啓古瀬
Original assignee: 株式会社城南工建
Priority date: 2023-09-13
Filing date: 2023-09-13
Publication date: 2024-03-26
Anticipated expiration: 2043-09-13

Abstract

【課題】砂埃の発生を低減することができる砂洗浄装置を提供する。【解決手段】洗浄される砂から大径の雑物を分離する篩１０と、雑物が分離された砂に付着したシルトを分離する分離装置２０と、砂の分級を行う分級機５０と、を備えている。分離装置２０は、砂と給水された水とを溜める水槽２１と、水槽２１内の砂と水とを渦巻状に攪拌洗浄するサイクロン分離装置２２と、を有していることを特徴とする。そして、分級機５０の下流側に配置された給水機５４と、給水された砂のすすぎを行う第二篩５３と、すすぎが行われた砂の脱水を行う第三篩５５と、をさらに備える。【選択図】図１

Description

本発明は、砂洗浄装置に関する。

競馬場の砂は、砂中の雑物や砂埃を減らすために一年に一度のペースで洗浄している。砂を洗浄する装置としては、例えば、特許文献１に示すものがあった。特許文献１の洗浄装置は、混合器、高速スラリー化装置、スラリー受槽、スラリー移送ポンプ、沈降分離槽、排出装置及び排水槽を備えて構成されている。
この洗浄装置を用いて、砂を洗浄するに際しては、汚染砂に少量の加水をして緩やかなペースト状に湿潤にした湿潤砂を形成する。湿潤砂は、混合気内に吸引され、その内部で吸引水との混合体を形成しながら混合器の他方の端部に衝突した後、衝突板を内蔵した減速器を通過することにより、スラリーとなる。スラリーは、スラリー受槽に収蔵され、同時にスラリー受槽からスラリー移送ポンプで移送されて、沈降分離槽に流入する。雑物は沈降分離槽内で上昇し、上部から排出される。沈降分離槽を通過したスラリー中の砂の大部分は、沈降して沈降分離槽の底部に蓄積し、排出装置により排出槽に排出される。これによって、洗浄砂が得られる。

特開２００８－８６９２１号公報

ところで、砂の表面にシルトや粘土が付着している場合があるが、従来の洗浄装置では砂に付着したシルトや粘土の除去は困難であり、改良の余地が残されていた。
競馬場では、馬の走行によって、シルトや粘土が砂から剥離して砂埃が発生することがある。競馬場において、馬が走った後に砂埃が発生すると、後方を走る馬の走行に支障をきたす場合がある。さらに、砂埃が競馬場の近隣に到達すると、クレームの原因となる場合がある。そのため近年では、砂埃の発生をより一層抑制することが要求されている。

そこで、本発明は、前記課題を鑑み、砂埃の発生を低減することができる砂洗浄装置を提供することを目的とする。

前記課題を解決するための本発明は、競馬場に用いられる砂を洗浄する砂洗浄装置であって、洗浄される砂から大径の雑物を分離する篩と、雑物が分離された前記砂に付着したシルトを分離する分離装置と、前記砂の分級を行うべくバケット内で回転する螺旋状ブレードを備えた分級機と、を備え、前記分離装置は、前記砂と給水された水とを溜める水槽と、前記水槽内の砂と水とを渦巻状に攪拌洗浄するサイクロン分離装置と、を有しており、前記水槽は、前記砂と前記水を溜める第一貯溜槽と、前記第一貯溜槽からオーバーフローした水と浮遊物を溜める第二貯溜槽と、を備え、前記分級機には、前記分級機で分離された泥水を溜める回収槽が接続され、前記分級機の泥水はポンプを介して前記回収槽に引き抜かれ、前記回収槽内の泥水は前記第二貯溜槽に流され、前記第二貯溜槽の下流側には、第二サイクロン分離装置が設けられており、前記第二サイクロン分離装置では、前記第二貯溜槽の貯溜物を粒径の小さい微砂と粒径の大きい砂とに分離することを特徴とする砂洗浄装置である。
本発明の砂洗浄装置によれば、サイクロン分離装置によって砂に付着したシルトや粘土を除去することができるので、砂埃の発生を低減することができ、良好な競馬場の砂を提供することができる。また、第一貯溜槽から浮いた比重の小さい砂やシルトを取り除くことができる。さらに、廃棄される砂から再利用可能な微砂を分離できるので、産業廃棄物を軽減することができる。

そして、本発明の砂洗浄装置においては、前記分級機の下流側に配置された給水機と、給水された前記砂のすすぎを行う第二篩と、すすぎが行われた前記砂の脱水を行う第三篩と、をさらに備えるものが好ましい。このような構成によれば、第二篩で砂に付着したシルトをより一層除去できるとともに、第三篩で砂を脱水することができる。

さらに、本発明の砂洗浄装置においては、前記第一貯溜槽には、フロートが設置されており、前記フロートが下がると給水されるものが好ましい。このような構成によれば、洗浄効果の低下を抑制することができる。

さらに、本発明の砂洗浄装置においては、前記水槽はフレームに設置されユニット化され、ユニット化された前記水槽の上方に、別途のフレームに設置されユニット化された前記サイクロン分離装置が配置されているものが好ましい。このような構成によれば、水槽とサイクロン分離装置の運搬や設置を容易に行うことができる。また、新しく設置された水槽とサイクロン分離装置を従前の砂洗浄装置に追加することで容易に砂洗浄装置を構築できる。

本発明に係る砂洗浄装置によれば、砂埃の発生を低減することができる。

本発明の実施形態に係る砂洗浄装置を示した構成図である。本発明の実施形態に係る砂洗浄装置の水槽を示した拡大図である。

本発明の実施形態に係る砂洗浄装置について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。本実施形態では、競馬場に用いられる砂を洗浄する砂洗浄装置を例に挙げて説明する。

図１示すように、本実施形態に係る砂洗浄装置１は、第一篩１０と、分離装置２０と。分級機５０と、を備えている。
第一篩１０は、洗浄される砂から大径の雑物を分離するものであり、モーター及び振動体によって水平・垂直斜めの動きを発生させ、ふるい面上の原料を効率よくふるい分けする水平振動篩にて構成されている。第一篩１０は、砂洗浄装置１の上部に配置されている。第一篩１０は、例えば網目２ｍｍである。

第一篩１０の上流側には、原砂ホッパー１１と、ベルトフィーダー１２と、原砂コンベヤ１３とが設けられている。原砂ホッパー１１は、ホイールローダ（図示せず）等にて搬入された洗浄前の砂を投入する部分であり、ベルトフィーダー１２に砂を案内する。原砂ホッパー１１には、インバータが設けられており、洗浄する砂の量の調整を行う。ベルトフィーダー１２は、原砂ホッパー１１から砂を受けて、原砂コンベヤ１３に砂を供給する装置である。ベルトフィーダー１２は、断面平板状のベルトと、ベルトの幅方向両側に配置された荷こぼれ防止用の板材とを備えている。原砂コンベヤ１３は、ベルトフィーダー１２から砂を受けて、第一篩１０の上に砂を搬送する装置である。原砂コンベヤ１３は、幅方向中間部が窪んだベルトが用いられており、下流側が上流側よりも高くなるように傾斜して配置されている。

第一篩１０の上方には、給水機１４が設けられており、第一篩１０では、砂に洗浄水を供給しながら篩にかけられる。第一篩１０で分離された雑物は、第一篩１０の下流側に設けられたコンベヤ１５を介して排出される。第一篩１０で選別された２ｍｍ以下の砂は洗浄水と共に、分離装置２０に送られる。

分離装置２０は、雑物が分離された前記砂に付着したシルトを分離するものであって、水槽２１と、サイクロン分離装置２２とを有している。図２も示すように、水槽２１は、砂を比重に応じて分離するものであり、第一貯溜槽２３と、第二貯溜槽２４と、第三貯溜槽２５とを備えている。第一貯溜槽２３は、第一篩１０から送られた砂と洗浄水（供給された水）とを溜める槽である。第一貯溜槽２３では、比重が大きい砂は下層に沈み、比重が小さい砂は浮遊する。以下、比重が小さい砂を「浮遊物」と言う場合がある。第一貯溜槽２３の下層に沈んだ重量が大きい砂は水と共に、サイクロンポンプ２６を介してサイクロン分離装置２２に送られる。第一貯溜槽２３には、フロート２８が設置されており、フロート２８が所定高さより低くなると、水が供給されて水位を上昇させるように構成されている。フロート２８を設けたことにより、サイクロンポンプ２６を作動させるために必要な水位を確保できる。
なお、第二貯溜槽２４と第三貯溜槽２５は、砂洗浄工程とは別の砂の廃棄工程に用いられる部位であるので、第二貯溜槽２４と第三貯溜槽２５の構成については後記する。

サイクロン分離装置２２は、水槽２１で分離された比重の大きい砂を水と共に渦巻状に攪拌洗浄する装置であり、サイクロンポンプ２６とサイクロン分離機３４とを備える。サイクロンポンプ２６は、第一貯溜槽２３内に設置され、比重が大きい砂と水とを吸引してサイクロン分離機３４に高圧で送る。

サイクロン分離機３４は、下端部が漏斗状に形成された円筒形状を呈している。サイクロン分離機３４は、水槽２１の上方に配置されており、水槽２１と着脱可能に設けられている。サイクロン分離機３４は、運搬時に水槽２１と分離される。サイクロン分離機３４には、側面上端部から内周面の接線方向に沿って砂と水が流入され、内部で螺旋状に回転させる。サイクロン分離機３４内では、砂と水が高速で螺旋状に回転することで、砂に付着したシルトや粘土が分離される。そして、砂は、水と共にサイクロン分離機３４の下端部から排出され、分離されたシルトや粘土は水と共にサイクロン分離機３４の上端部から排出される。以下、シルトや粘土が分離された砂と水を「処理水」という場合がある。サイクロン分離機３４の下端部から排出された処理水は、分級機５０に送られ、上端部から排出されたシルト、粘土と水（以下、「泥」という場合がある）は、第二貯溜槽２４に送られる。サイクロン分離機３４に供給される砂と水の流量は、略９０ｍ^３／ｈであり、下端部から排出される処理水の流量は、略３０ｍ^３／ｈ、上端部から排出される泥の流量は、略６０ｍ^３／ｈとなっている。

分級機５０は、処理水の砂の分級を行う装置である。分級機５０は、処理水を充填したバケット内で螺旋状ブレードを回転させて、処理水を、砂と、泥水とに分類する。分級機５０の泥水が廃棄される側には、回収槽５１が設けられている。回収槽５１には、泥水が回収される。回収槽５１内に溜められた泥水は、ポンプ５２を介して水槽２１の第二貯溜槽２４に流される。

砂は、分級機５０の下流側に設けられた第二篩５３に送られる。第二篩５３は、砂のすすぎを行う装置である。第二篩５３の上方には、給水機５４が設けられている。給水機５４は、第二篩５３に水を供給する装置であって、シャワーノズルから、第二篩５３の表面に給水する。第二篩５３では、給水された砂に振動を与えることで、すすぎを行い、最終的な砂洗浄を行う。これにより、砂に付着していたシルトや粘土等の不純物がより一層除去される。

すすぎが行われた砂は、第二篩５３の下流側に設けられた第三篩５５に送られる。第三篩５５は、砂の脱水を行う装置である。第三篩５５は、砂に振動を与えることで、水を落下させ、脱水を行う。これにより、洗浄された砂と水が分離され、砂の洗浄が完了する。洗浄された砂は、洗浄砂コンベヤ５６を介して、保管場所に送られる。

第一篩１０、水槽２１、サイクロン分離機３４や分級機５０等、砂洗浄装置１の各種部位は、トラック等に積載可能な大きさのフレームにそれぞれ固定されており、各フレームを組み付けることで砂洗浄装置１が構築されている。砂洗浄装置１の移送時には、フレーム単位で分割して、トラックにて運搬する。

次に、水槽２１の第二貯溜槽２４と第三貯溜槽２５について説明する。第二貯溜槽２４は、第一貯溜槽２３からオーバーフローした水と浮遊物、サイクロン分離機３４で分離された泥、および分級機５０で分離された泥水を溜める槽である。第二貯溜槽２４は、第一貯溜槽２３に隣接し、所定高さの壁２７にて第一貯溜槽２３と区画されている。第一貯溜槽２３の水位が壁２７の上端を超えると、オーバーフローした水と浮遊物が第二貯溜槽２４に流れ込む。

第二貯溜槽２４の貯溜物（水と浮遊物と泥と泥水）は、第二サイクロン分離装置２９に流される。第二サイクロン分離装置２９は、水と浮遊物とを渦巻状に攪拌洗浄する装置であり、サイクロンポンプ３０と第二サイクロン分離機３１とを備える。サイクロンポンプ３０は、第二貯溜槽２４内に設置され、貯溜物を吸引して第二サイクロン分離機３１に高圧で送る。第二サイクロン分離機３１は、第二貯溜槽２４から送られた貯溜物を、粒径０．１０６ｍｍ以下の微砂と、それ以上の砂とに分離する。粒径０．１０６ｍｍ以上の砂は、回収槽３２に回収される。回収された粒径が大きい砂は、一般残土またはコンクリート用の砂として再利用することが可能である。粒径が小さい微砂は、第三貯溜槽２５に送られた後に脱水ケーキ処理に送られる。

第三貯溜槽２５は、脱水ケーキ処理前の微砂を一時的に溜める槽である。第三貯溜槽２５に溜められた微砂は、ポンプ３３を介して図示しない産業廃棄物処理装置に送られる。産業廃棄物処理装置は、公知のものであり、微砂に薬剤や処理水を供給してろ過、脱水を行い、脱水ケーキを形成する。脱水ケーキは、産業廃棄物として処理される。産業廃棄物処理装置では、フィルタープレス装置で脱水を行うが、第二サイクロン分離機２５で粒径が大きい砂が取り除かれているので、処理対象の砂が減量されるとともに、処理対象が粒径の小さい微砂に限定されている。これによって、フィルタープレス装置のフィルタの摩耗を軽減でき、フィルタの長寿命化が達成される。さらに、産業廃棄物となる脱水ケーキを減量することができる。

本実施形態の砂洗浄装置１によれば、サイクロン分離装置２２のサイクロン分離機３４によって砂に付着したシルトや粘土を除去することができる。つまり、従来の砂洗浄装置は、水槽やサイクロン分離装置を備えていなかったところ、本実施形態では、水槽２１のと、サイクロン分離装置２２とを新たに設けて、砂に付着したシルトや粘土を除去できる。これにより、砂埃の発生を大幅に低減することができ、砂洗浄装置１の機能を大幅に向上させることができた。
さらに、分級機５０で分離された砂を、給水しながら第二篩５３ですすぐので、砂に付着したシルトや粘土をより一層除去することができる。さらに、第三篩５５で砂の脱水を行うので、そのまま出荷できる状態で砂の洗浄を完了することができる。

また、水槽２１は、砂と水を溜める第一貯溜槽２３と、第一貯溜槽２３からオーバーフローした水と浮遊物等を溜める第二貯溜槽２４と、を備えているので、第一貯溜槽２３から浮いた比重の小さい砂やシルト等の浮遊物を取り除くことができる。

第一貯溜槽２３には、フロート２８が設置されており、第一貯溜槽２３内の水位が下がり、フロート２８が下がると給水されるので、常にサイクロンポンプ２６を作動させることができ、サイクロン分離機３４へ所望の砂と水を供給することができる。これにより、洗浄効果の低下を抑制することができる。

ところで洗浄された砂は、日本水道協会が定めたＪＷＷＡ規格では、３０度以下でなければろ過砂には適さないと規定されているが、本実施形態の砂洗浄装置１で洗浄した砂は平均８．６度であった。本実施形態の砂洗浄装置１によれば、競馬場の砂を水道水のろ過に使用できる程に洗浄することができ、競馬場で、ほとんど埃の出ないクッション砂として再生利用することができる。したがって、競馬において後方を走行する馬や騎手への悪影響を防止できるとともに、近隣の環境を悪化させる心配がない。

第二貯溜槽２４の下流側に設けられた第二サイクロン分離装置２９で、廃棄される砂から再利用可能な微砂を分離できるので、産業廃棄物を軽減することができる。

また、分級機５０には、分級機５０で分離された泥水を溜める回収槽５１が接続され、回収槽５１内の泥水は第二貯溜槽２４に流されるので、利用可能な微砂を回収した後に、脱水ケーキ処理を行うことができる。

さらに、砂洗浄装置１では、水槽２１はフレームに設置されユニット化され、ユニット化された水槽２１の上方に、別途のフレームに設置されユニット化されたサイクロン分離装置２２が配置されているので、水槽２１とサイクロン分離装置２２の運搬や設置を容易に行うことができる。また、新しく設置された水槽とサイクロン分離装置を従前の砂洗浄装置に追加することで容易に砂洗浄装置を構築できる。

以上、本発明を実施するための形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定する趣旨ではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜設計変更が可能である。例えば、前記実施形態の砂洗浄装置１は、競馬場の砂を洗浄するものであるが、これに限定されるものではない。競馬場の砂以外の砂であっても、洗浄可能であるのは勿論である。

１砂洗浄装置
１０第一篩（篩）
２０分離装置
２１水槽
２２サイクロン分離装置
２３第一貯溜槽
２４第二貯溜槽
２８フロート
２９第二サイクロン分離装置
３４サイクロン分離機
５０分級機
５１回収槽
５３第二篩
５４給水機
５５第三篩

Claims

競馬場に用いられる砂を洗浄する砂洗浄装置であって、
洗浄される砂から大径の雑物を分離する篩と、
雑物が分離された前記砂に付着したシルトを分離する分離装置と、
前記砂の分級を行うべくバケット内で回転する螺旋状ブレードを備えた分級機と、を備え、
前記分離装置は、前記砂と給水された水とを溜める水槽と、前記水槽内の砂と水とを渦巻状に攪拌洗浄するサイクロン分離装置と、を有しており、
前記水槽は、前記砂と前記水を溜める第一貯溜槽と、前記第一貯溜槽からオーバーフローした水と浮遊物を溜める第二貯溜槽と、を備え、
前記分級機には、前記分級機で分離された泥水を溜める回収槽が接続され、前記分級機の泥水はポンプを介して前記回収槽に引き抜かれ、前記回収槽内の泥水は前記第二貯溜槽に流され、
前記第二貯溜槽の下流側には、第二サイクロン分離装置が設けられており、
前記第二サイクロン分離装置では、前記第二貯溜槽の貯溜物を粒径の小さい微砂と粒径の大きい砂とに分離する
ことを特徴とする砂洗浄装置。
前記分級機の下流側に配置された給水機と、給水された前記砂のすすぎを行う第二篩と、すすぎが行われた前記砂の脱水を行う第三篩と、をさらに備え、

ことを特徴とする請求項１に記載の砂洗浄装置。
前記第一貯溜槽には、フロートが設置されており、前記フロートが下がると給水される
ことを特徴とする請求項１に記載の砂洗浄装置。
前記水槽はフレームに設置されユニット化され、
ユニット化された前記水槽の上方に、別途のフレームに設置されユニット化された前記サイクロン分離装置が配置されている
ことを特徴とする請求項１に記載の砂洗浄装置。