JPH11138043A - 骨材の比重選別装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 破砕された廃材内に存在する砂利や砕石等の
骨材原料を分離選別するに際して、広範囲の粒度分布の
選別が可能で、且つ、選別精度と安定性の向上を図るこ
とができ、しかも、装置のメンテナンスを容易且つ迅速
に行え、装置の小型化を図ることができるようにする。 【解決手段】 分離用水が貯留された水槽１２内に、多
数の通孔を有するスクリーンプレート１４が分離用水に
浸されるように設けられ、スクリーンプレート１４の上
面側に供給された骨材原料を移動させる際に、スクリー
ンプレート１４上で骨材原料を上下方向に脈動させる作
動手段を備え、骨材原料を沈降速度差によって選別する
ようにした骨材の比重選別装置において、前記作動手段
は、スクリーンプレート１４の下方に設けられ、且つ、
作動手段１６ａ，１６ｂ，１６ｃには気室１５が形成さ
れ、該気室１５内には、分離用水が出入することにより
分離用水に波を発生できるように、気体が供給または排
出されるように構成され、しかも、骨材原料の比重の大
きい側を取り出すようにしたことにある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、建築作業現場や土
木作業現場等で生じるコンクリート（アスファルトも含
む）等の廃材から、高品質の砂利砕石等の骨材原料を分
離選別して再生する工程や、採鉱された天然の骨材を選
別する工程において採用するのに最適な骨材の比重選別
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、建設工事や道路工事はいたる所で
日常的に行われており、それに伴って多量のコンクリー
トスクラップ、建材用骨材スクラップ等の廃棄物（以
下、廃材という）が発生する。このため、資源の有効利
用の観点から、廃材を再利用することが社会的に望まれ
ている。そこで、従来では、この廃材の中には、採石、
砂利、砕石等の骨材原料が存在するため、廃材からこれ
ら骨材原料は分離選別され、再生骨材として建材用又は
路盤材等に広く再利用されつつある。

【０００３】かかる骨材の再生方法としては、廃材塊を
所定の大きさに破砕する破砕工程と、破砕された廃材塊
を回転させることにより剥離して、骨材として使用され
た砂利砕石分に付着したモルタル等の剥離工程と、砂利
砕石等を比重により選別する分離選別工程とを備えてい
る。

【０００４】前記分離選別工程において、製品のサイズ
（粒径）に応じて異なる比重により砂利砕石等を選別す
る比重選別機が使用されている。かかる従来公知の比重
選別機は、図４に示す如く固定水槽８０と、該固定水槽
８０の下方に位置する可動水槽（水槽内の水を上下させ
ることができるダイヤフラムからなる）８１を備えてい
る。そして、固定水槽８０内には、通孔が多数形成され
た金網（スクリーンプレート）８２が設けられている。
該スクリーンプレート８２の上面には、スクリーンプレ
ート８２の通孔８４を閉じる弁機能を有する多数の鋼球
８５が敷設されている。

【０００５】前記可動水槽８１の下方には、スクリーン
プレート８２上の骨材原料を上下に揺動させるためのク
ランク装置８３が設けられ、スクリーンプレート８２の
上下運動により分離用水を上下に揺動させることによ
り、スクリーン上の骨材原料を上下移動させ、比重差の
違いによる沈降速度の差によって、骨材原料の比重分離
を行っている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】骨材の種類や粒度の多
様化がみられる今日において、比較的比重差が小さいも
のに対しても選別する必要が生じているのが現状であ
る。しかしながら、前記従来の機械式の比重選別機は、
比較的比重差の大きなものに対しては有効であるが、比
重差の小さな骨材原料に対しては選別性能が劣るため、
品質が低下し、品質の安定性等及び歩留りに問題があ
り、骨材原料から木屑及び粘土分等の異物除去程度の効
果しかなかった。

【０００７】また、従来の装置は、多数の鋼球８５を使
用しているため、鋼球８５間に侵入した木屑等のゴミに
より、スクリーンプレート８２の通孔８４が目詰まりす
る場合が多かった。このようにスクリーンプレート８２
の通孔８４が目詰まりすると、分離用水を上下動させる
抵抗が増加して圧力損失が大となり、分離性能が低下す
るため、スクリーンプレート８２の清掃作業等のメンテ
ナンスが必要となる。ところが、スクリーンプレート８
２の上面には、鋼球８５が多数敷設されているため、か
かる鋼球８５を取り出した後に、スクリーンプレート８
２を取り外して清掃しなければならず、メンテナンスが
非常に煩雑で且つ時間を要していた。

【０００８】また、可動水槽８１をクランク装置８３で
上下動させることにより、骨材原料を脈動させる構成で
あるため、装置の大型化を将来する欠点があった。

【０００９】そこで本発明は、従来技術の上記した問題
点に鑑み、破砕された廃材内に存在する砂利や砕石等の
骨材原料を分離選別するに際して、広範囲の粒度分布の
選別が可能で、且つ、選別精度と安定性の向上を図るこ
とができ、しかも、装置のメンテナンスを容易且つ迅速
に行え、装置の小型化を図ることができるようにするこ
とを課題とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明が上記した課題を
解決するために講じた技術的手段は、分離用水が貯留さ
れた水槽内に、多数の通孔を有するスクリーンプレート
が分離用水に浸されるように設けられ、スクリーンプレ
ートの上面側に供給された骨材原料を移動させる際に、
スクリーンプレート上で骨材原料を上下方向に脈動させ
る作動手段を備え、骨材原料を沈降速度差によって選別
するようにした骨材の比重選別装置において、前記作動
手段は、スクリーンプレートの下方に設けられ、且つ、
作動手段には気室が形成され、該気室内には、分離用水
が出入することにより分離用水に波を発生できるよう
に、気体が供給または排出されるように構成され、しか
も、骨材原料の比重の大きい側を取り出すようにしたこ
とにある。

【００１１】そして、作動手段の気室内に気体を供給す
ると、気体は気室内の分離用水を押し出すため、分離用
水は上方に移動する。また、気室から気体を排出する
と、再び分離用水は気室内に浸入するため、分離用水は
下方に移動する。従って、水槽内の骨材原料は、上下方
向に脈動しながら移動する際に、浮遊し比重の大きなも
の程速く沈降するため下層に蓄積され、下層部分の骨材
原料が取り出される。

【００１２】ここで、骨材原料とは、建築作業現場等で
生じる廃材に含まれる砂、砂利や砕石等の再生物質や、
採石場等で採取された天然の物質をいう。

【００１３】また、前記水槽内が複数槽に構成され、各
槽内には前記作動手段がそれぞれ設けられ、分離速度の
速い粗粒子からなる骨材原料を予め選別する第１シュー
ターを設けるのが好ましい。

【００１４】しかも、前記各槽に気体を送る気室から接
続された配管には、ロータリバルブがそれぞれ設けら
れ、各ロータリバルブは単体の回転軸により連動して作
動する構成であるのが好ましい。

【００１５】更に、前記作動手段による波の回数は３０
〜１００回／分で、且つ、波高は３０〜１５０ｍｍに設
定されていることにある。

【００１６】

【実施の形態】以下、本発明の第一実施の形態として例
えば、建設作業現場や土木作業現場等において発生する
スクラップ、建材用骨材スクラップ等の廃材から骨材を
再生する場合について説明する。尚、かかる工程は、破
砕工程、剥離工程、分離選別工程に大別できるが、破砕
工程及び剥離工程は、従来公知の手段がそれぞれ採用さ
れるため、その説明は簡単に行う。

【００１７】破砕工程は、上記各現場で発生した廃材塊
（再生骨材原料）がジョークラッシャーにより砕かれ、
砕かれた廃材を略粒径５ｍｍ未満の砂セメント分と、所
定範囲の粒径（好ましくは、略粒径５ｍｍ〜２０ｍｍ）
の砂利砕石分（骨材原料）とに選別する。

【００１８】前記モルタル等の剥離工程は、ロッドミル
状の剥離機が、前記破砕工程で選別された骨材原料から
モルタル等を可及的に剥離するためのものである。

【００１９】分離選別工程においては、前記モルタル剥
離機より排出された骨材原料を搬送するためのコンベア
８と、該コンベア８により搬送された骨材原料が投入さ
れる受入ホッパー９と、この受入ホッパー９の下方に設
けられたベルトフィーダ１０と、骨材原料が供給される
比重選別機１１と、該比重選別機１１により選別された
骨材を搬送する搬送装置としての脱水バケットエレベー
タ１３と、骨材を更に所定の粒度別に選別する粒度選別
装置（篩分機）６５とから主構成されている。尚、受入
ホッパー９とベルトフィーダ１０とにより、供給手段６
０が構成されている。

【００２０】前記比重選別機１１は、図１〜図３に示す
如く分離用水が貯留された水槽１２を備え、該水槽１２
には、多数の通孔６２を有する網目状のスクリーンプレ
ート１４が分離用水に浸されるように設けられている。
スクリーンプレート１４上面側の一方側（上流側）１４
ａに、骨材原料が供給される。スクリーンプレート１４
は、一方側１４ａに供給された骨材原料を、スムーズに
他方側（下流側）１４ｂに移送できるように、一方側か
ら他方側（図２の左から右方向）に向けてた次第に低く
なるように傾斜している。また、スクリーンプレート１
４の上方が分離室１２ａとなっている。

【００２１】水槽１２内で且つスクリーンプレート１４
の下方は、一方側から順に第１槽１７ａ、第２槽１７ｂ
及び第３槽１７ｃが区画形成されている。各槽１７ａ、
１７ｂ、１７ｃ内には、気室１５がそれぞれ形成される
第１，第２，第３作動手段１６ａ，１６ｂ，１６ｃが設
けられている。各第１，第２，第３作動手段１６ａ，１
６ｂ，１６ｃは、下方が開口された筒状を呈しており、
その下部には、分離用水の下限位置を検出するためのセ
ンサ５３ａ，５３ｂ，５３ｃがそれぞれ設けられてい
る。

【００２２】前記第１槽１７ａと第２槽１７ｂとの間に
は、第１シュター１８が設けられている。第１シュター
１８の上部は前記分離室１２ａに臨んでおり、該シュタ
ー１８上部の上流側には、入口１９が開口されている。
また、第１シュター１８の下端は水槽１２の底面に接続
され、前記入口１９から第１シュター１８内に入った骨
材原料は、水槽１２の下方に沈降して取り出されるよう
になっている。

【００２３】水槽１２の他方（第３槽１７ｃよりも下流
側）には、第２シュター２８が設けられており、該第２
シュター２８の上端に形成された入口２８ａには、回転
駆動するロータリフィーダ３０が設けられている。ここ
で、第２シュター２８の入口２８ａの開口は、前記第１
シュター１８の入口１９の開口に比し、上下方向に大き
くなっている。これは、第１シュター１８において、比
重の大きな沈降速度が速い下層部分の骨材原料を予め排
除するためであり、また、第２シュター２８は、所望の
粒径をした骨材原料層を取り出すためである。

【００２４】また、２４ａ，２４ｂは前記各シュター１
８，２８の入口１９，２８ａの開度を調整するためのカ
ットゲートで、それぞれ上下方向に移動自在になってい
る。

【００２５】２０は図１に示す如く、空気ブロワ２１か
ら供給される空気を蓄え、前記第１，第２，第３作動手
段１６ａ，１６ｂ，１６ｃに適宜供給するためのレシー
バタンクで、該レシーバタンク２０は前記空気ブロワ２
１及び第１，第２，第３作動手段１６ａ，１６ｂ，１６
ｃに配管２２，２３によりそれぞれ接続されている。

【００２６】レシーバタンク２０と第１，第２，第３作
動手段１６ａ，１６ｂ，１６ｃとを連結する配管２３の
途中には、エアーロータリバルブ２５ａ，２５ｂ，２５
ｃがそれぞれ接続されている。各エアーロータリバルブ
２５は、モータ２７により回転する単体の回転軸２６に
より連動して作動する。具体的には、エアーロータリバ
ルブ２５ａ，２５ｂ，２５ｃは、第１作動手段１６ａか
ら第３作動手段１６ｃにわたって所定時間遅れて開閉動
作するようになっている。また、各配管２３は、空気を
レシーバタンク２０から各作動手段１６ａ，１６ｂ，１
６ｃに送る場合と、各作動手段１６ａ，１６ｂ，１６ｃ
の空気を大気に排出する場合との両方に使用される。

【００２７】前記第１シュター１８から取り出された骨
材製品は、第２シュター２８から取り出された骨材製品
と共に、前記脱水バケットエレベータ１３に供給され
る。脱水バケットエレベータ１３と水槽１２の下部と
は、水密状に接続されており、しかも、比重選別された
所定の骨材原料を分離用水から取り出すべく、脱水バケ
ットエレベータ１３の上端部が水槽１２の水面よりも上
方に延設されている。

【００２８】前記粒度選別装置６５は、脱水バケットエ
レベータ１３から供給された骨材原料を振動させること
により、粒度選別するための振動スクリーン装置３８を
備え、振動スクリーン装置３８により、例えば粒径が５
〜１３ｍｍの比較的粒度の小さな骨材原料（６号製品）
は、第１排出コンベア４０に供給される。また、例えば
粒径が１３〜２０ｍｍと６号製品に比し比較的粒度の大
きな骨材原料（５号製品）は、第２搬出コンベア４１に
供給される。

【００２９】第１排出コンベア４０及び第２コンベア４
１は、それぞれモータ４３，４４により駆動され、各コ
ンベア４０，４１上の骨材原料は、次工程（積載場所
等）に適宜搬送される。

【００３０】５５は前記水槽１２からオーバーフローし
た比重の小さな木屑等のゴミを含む骨材材料から、不要
なゴミを取り出すための屑取排出装置、５０は該屑取排
出装置５５から排出されたゴミを搬送するためのゴミ排
出コンベア装置である。５６は脱水スクリーン、５９は
脱水スクリーン５６から取り出された低比重骨材を排出
する低比重骨材排出コンベアである。

【００３１】次に、上記の如く破砕工程及びモルタル等
の剥離工程を経た再生骨材（骨材原料）の選別方法につ
いて説明する。

【００３２】先ず、モルタル剥離機より排出された骨材
原料は、コンベア８を介して受入ホッパー９に投入さ
れ、受入ホッパー９内の骨材原料は、ベルトフィーダ１
０を介して比重選別機１１に投入供給される。

【００３３】比重選別機１１において、前記空気ブロワ
２１から配管２２を介してレシーバタンク２０に空気が
圧送される。また、エアーロータリバルブ２５ａ，２５
ｂ，２５ｃがモータ２７により連動して連続的または間
欠的に回転している。このエアーロータリバルブ２５
ａ，２５ｂ，２５ｃは開閉動作の位相がずれていること
から、上流側から順次空気を各作動手段１６ａ，１６
ｂ，１６ｃに供給し、または、排出するようになってい
る。このため、各エアーロータリバルブ２５ａ，２５
ｂ，２５ｃが開放されると、空気は、配管２３を介して
第１，第２，第３作動手段１６ａ，１６ｂ，１６ｃの気
室１５内に順次供給される。

【００３４】空気が気室１５内に供給されると、気室１
５内の空気は、該気室１５内の分離用水を各作動手段１
６ａ，１６ｂ，１６ｃの開口から外部に押し出すことと
なり、分離用水は、スクリーンプレート１４の通孔６２
を介して分離室１２ａに流入し、その水面が上昇する。
更に、各エアーロータリバルブ２５ａ，２５ｂ，２５ｃ
の回転により、空気の供給が停止された後に、配管２３
を介して空気の排出が可能となると、再び分離用水は、
空気を押し出しながら各気室１５内に入りこむため、分
離用水は下降する。

【００３５】しかも、エアーロータリバルブ２５ａ，２
５ｂ，２５ｃは、連続的又は間欠的に回転することによ
り、所定の時間遅れて順次開閉動作するので、分離室１
２ａ内の分離用水には一定の波が発生する。この波は、
３０〜１００回／分の範囲で発生させるのが好ましく、
また、波高は３０〜１５０ｍｍの範囲に設定するのが好
ましい。尚、エアーロータリバルブ２５ａ，２５ｂ，２
５ｃの制御は、これらのバルブ２５ａ，２５ｂ，２５ｃ
を単体の回転軸２６により作動させるため、タイマー制
御が不要となり簡単に制御することができる。

【００３６】このように波が発生している分離用水に、
所定量の骨材原料が投入されると、骨材原料は、上下方
向に脈動しながら下流に向けて移動することとなる。上
方に移動した骨材原料の内、比重の大きいものは、小さ
いものに比し、沈降速度が速いため、脈動する間に比重
の大きいもの程、次第に下層に沈み、比重の小さいもの
は浮遊力が大きいため上層に残存し易い。

【００３７】骨材原料は、数十回脈動した後に、第１シ
ュター１８に到達する。比重の大きな粗粒子は比較的分
離速度（沈降速度）が速いため、下層部分に位置しやす
い。従って、第１シュター１８において、この粗粒子を
予め排出する予備選別を行い、粗粒子は、ロータリフィ
ーダ２９を介して第１シュター１８に入り、第１シュタ
ー１８を経て脱水バケットエレベータ１３に供給され
る。

【００３８】第１シュター１８に入らずに通過した比較
的粒子の小さい骨材原料は、更に上下方向に脈動しなが
ら移動する。エアーロータリバルブ２５ａ，２５ｂ，２
５ｃの入気及び排気の時間を調整することにより、任意
な波形を発生させることができるため、浮遊する骨材の
沈降時間が長くなり、その選別をゆっくり行うことがで
き、しかも、予め粗粒子を排除しているため、第１シュ
ター１８に入らなかった骨材原料の分離選別性能は向上
する。

【００３９】また、従来の比重選別機と異なり、多数の
鉄球を使用しないため、分離選別された骨材原料の高比
重層（ベット層）を鉄球により崩すようなことはなく、
骨材原料を規則的に脈動させながら移動させることが可
能となる。しかも、骨材原料の移動は、スクリーンプレ
ート１４を傾斜させたことにより、スムーズに行うこと
ができ、処理能力の向上も図ることができる。

【００４０】骨材原料が下流側に到達すると、図３に示
す如く下層側の所定層厚部分（高比重域帯）の骨材原料
は、ロータリフィーダ３０により第２シュター２８に強
制的に取り入れられ、沈降して前記脱水バケットエレベ
ータ１３に供給される。

【００４１】脱水バケットエレベータ１３は、前記第１
シュター１８からの粗粒子からなる骨材原料と、第２シ
ュター２８からの粒子の小さい骨材原料とを搬送して、
分離用水から取り出した後に、振動スクリーン装置３８
に供給する。

【００４２】振動スクリーン装置３８は、骨材原料を振
動させることにより、粒径選別し、粒径が５〜１３ｍｍ
の骨材原料を、第１排出コンベア４０に供給し、粒径が
１３〜２０ｍｍの骨材原料は、第２排出コンベア４１に
それぞれ供給する。

【００４３】一方、図３に示す如く骨材原料の上層部分
（低比重域帯）には、低比重骨材にモルタル、木屑等の
ゴミが混在するが、これらは、水槽１２からオーバーフ
ローし、ゴミ排出コンベア装置５０または低比重骨材排
出コンベア５９にそれぞれ供給される。

【００４４】本実施の形態の比重選別装置は、仮にスク
リーンプレート１４が目詰まりするようなことがあって
も、分離用水の波を高くしたり等して水圧により、スク
リーンプレート１４を洗浄して目詰まりを解消すること
ができる。この結果、従来の比重選別機に比し、多数の
鋼球及びスクリーンプレートを着脱したり、ダイヤフラ
ム等の破損し易い部品の交換が不要となるため、メンテ
ンナンスが容易且つ迅速に行える。また、目詰まりする
以前のスクリーンプレートの定期的なメンテナンスが容
易であり、目詰まりに起因していた製品の品質の低下を
防止することもできる。

【００４５】また、前記比重選別機は、広範囲での比重
選別が可能となり、特に、比重が略２．０〜２、７で且
つ、従来の比重選別機では困難であった粒径が略５〜１
３ｍｍの骨材の選別をするのに最適であり、更に粒径が
略０．５〜５ｍｍの選別もできる機能を持っている。

【００４６】しかも、分離選別時に、骨材原料のベット
層を破壊せずにスムーズに移動させることができ、ベッ
ド層を厚くしても正確な選別が可能となり、スクリーン
プレート１４を傾斜させたことと相まって処理能力も向
上する。

【００４７】尚、本発明は上記実施の形態に限定される
ものではなく、例えば、骨材原料は、廃材から選別され
る再生骨材以外に、例えば採石場等で採取された天然の
骨材等であっても良いことは無論である。かかる天然の
骨材の場合には、前記破砕工程及びモルタル等の剥離工
程は不要となる。

【００４８】

【発明の効果】以上のように、本発明の作動手段は、ス
クリーンプレートの下方に設けられ、且つ、作動手段に
は気室が形成され、該気室内には、分離用水が出入する
ことにより分離用水に波を発生できるように、気体が供
給または排出されるように構成され、しかも、骨材原料
の比重の大きい側を取り出すようにしたので、広範囲の
粒度分布の選別が可能で、且つ、選別精度と安定性の向
上を図ることができ、特に粒径の小さな高品質の骨材原
料の比重選別に最適である。

【００４９】しかも、従来の装置と異なり、メンテナン
スの際にスクリーンプレート等の部品の着脱や交換作業
が不要となり、メンテナンスを容易且つ迅速に行える。
また、ダイヤフラムやクランク装置による機械的な装置
を使用しないため、装置の小型化を図ることもできる。
更に、ダイヤフラムやクランク装置等の機械的な装置に
比し、ダイヤフラム等の高価な部品の交換が不要とな
り、ランニングコストの低減も可能となる。

【００５０】また本発明は、前記水槽内が複数槽に構成
され、各槽内には前記作動手段がそれぞれ設けられ、分
離速度の速い粗粒子からなる骨材原料を予め選別する第
１シューターを設けることにより、分離選別効率を更に
向上することが可能となる。

【００５１】しかも、前記各槽に接続された配管には、
ロータリバルブがそれぞれ設けられ、各ロータリバルブ
は単体の回転軸により連動して作動する構成である場合
には、各ロータリバルブの制御が簡単となり、大がかり
な装置が不要となる利点がある。

【００５２】更に、前記作動手段による波の回数は３０
〜１００回／分で、且つ、波高は３０〜１５０ｍｍに設
定されている場合には、最適な条件により骨材原料の選
別が行える利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を示す全体概略図である。

【図２】同比重選別機の要部を示す断面正面図である。

【図３】同比重選別機の作動状態を示す断面概略図であ
る。

【図４】従来例を示す比重選別機の断面正面図である。

【符号の説明】 １２ 水槽 １４ スクリーンプレート １５ 気室 １６ａ，１６ｂ，１６ｃ 作動手段 １８ 第１シューター ２５ａ，２５ｂ，２５ｃ ロータリバルブ（エアー
ロータリバルブ） ２６ 回転軸 ６２ 通孔

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】分離用水が貯留された水槽内に、多数の通
   孔を有するスクリーンプレートが分離用水に浸されるよ
   うに設けられ、スクリーンプレートの上面側に供給され
   た骨材原料を移動させる際に、スクリーンプレート上で
   骨材原料を上下方向に脈動させる作動手段を備え、骨材
   原料を沈降速度差によって選別するようにした骨材の比
   重選別装置において、前記作動手段は、スクリーンプレ
   ートの下方に設けられ、且つ、作動手段には気室が形成
   され、該気室内には、分離用水が出入することにより分
   離用水に波を発生できるように、気体が供給または排出
   されるように構成され、しかも、骨材原料の比重の大き
   い側を取り出すようにしたことを特徴とする骨材の比重
   選別装置。
2. 【請求項２】 前記水槽内が、複数槽に構成され、各槽
   内には前記作動手段がそれぞれ設けられ、分離速度の速
   い粗粒子からなる骨材原料を予め選別する第１シュータ
   ーを設けた請求項１に記載の骨材の比重選別装置。
3. 【請求項３】 前記各槽に気体を送る気室から接続され
   た配管には、ロータリバルブがそれぞれ設けられ、各ロ
   ータリバルブは単体の回転軸により連動して作動する構
   成である請求項２に記載の骨材の比重選別装置。
4. 【請求項４】 前記作動手段による波の回数は３０〜１
   ００回／分で、且つ、波高は３０〜１５０ｍｍに設定さ
   れている請求項１，２又３に記載の骨材の比重選別装
   置。