JP2007029957A - Press-forming device of construction sludge or the like - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、工事現場で発生する掘削汚泥や廃棄物焼却処理場で発生する焼却灰等(以下、建設汚泥等という)に所定の処理を加え、道路補修等に用いる建設資材として再生する技術に用いられる建設汚泥等の加圧成形装置に関するものである。 The present invention is a technique for adding a predetermined treatment to excavation sludge generated at a construction site or incineration ash generated at a waste incineration plant (hereinafter referred to as construction sludge, etc.) and regenerating it as a construction material used for road repair or the like. The present invention relates to a pressure forming apparatus such as construction sludge used.
従来、工事現場で発生する建設汚泥や廃棄物焼却処理場で発生する焼却灰等は多量に発生するにも拘わらず有効に再利用されておらず、地盤の埋立用に使用する程度であった。そこで、本出願人は、この問題を解決するため、先に掘削物の破砕装置(特許文献1)を提案した。この特許文献1に係る破砕装置を用いることで、建設汚泥に、高分子改良材、石灰またはフライアッシュ等を混合した公知の改良材からなる固化材を混入させて、これらの混練物を粒状に変え、建設資材等として再利用することが可能となった。本出願人は、特許文献1の装置の後工程にさらに所定の処理装置を組み合わせることで、前記の粒状体と、無機性の残渣と、不純物を含むRPF焼却灰とを、再度混練機にて混練した後、加圧成形することにより比較的太くて短い棒状のブロックを多数生成し、これを1日ないし数日養生したてさらに小石大に破砕し、これを道路補修その他の建設資材の骨材として使用できるようにした一連のシステムについて実用化している。
Conventionally, construction sludge generated at construction sites and incineration ash generated at waste incineration plants have not been effectively reused despite being generated in large quantities, and only used for land reclamation. . Therefore, in order to solve this problem, the present applicant has previously proposed a crushing device for excavated material (Patent Document 1). By using the crushing apparatus according to
前記システムにおける加圧成形装置は、筒体内に加圧スクリューを収納して構成されており、筒体に設けられた原料投入口から注入された混練物(原料)をさらに圧密して所定の固さに押し固め、かつ前工程で混練物(原料)巻き込まれた空気を排出することで、混練物(原料)の品質の向上と均一化を図り、建設資材としての性能を向上させるものである。本発明の対象は、この加圧成形装置を改良することにある。
従来の建設汚泥等の加圧成形装置では、加圧スクリューが収められた筒体に設けられている原料投入口から筒体先端までの加圧長が長くて、このために加圧成形装置が大型化し、さらに清掃に手間取るという問題があった。しかし、従来は、加圧成形装置を小型化することについて特別の提案はなされておらず、さらに、加圧成形装置が大型化する原因の一つである、前記加圧長さについても検討されていない。 In a conventional pressure molding apparatus such as construction sludge, the pressure length from the raw material inlet to the cylinder tip provided in the cylinder containing the pressure screw is long, and for this reason, the pressure molding apparatus is There was a problem of increasing the size and taking time for cleaning. However, conventionally, no special proposal has been made for downsizing the pressure molding apparatus, and the pressure length, which is one of the causes of the increase in size of the pressure molding apparatus, has also been studied. Not.
本発明者は、加圧成形装置の小型化について種々研究する中で、加圧スクリューによる加圧長について検討した。すなわち、従来、加圧スクリューによる加圧長の長さは、混練物(原料)を圧密する上で、どの程度の長さが必要なのか、特別の技術的な根拠に基づいて設計されておらず、加圧長が長い方がより効率的に混練物(原料)を加圧できるであろうという常識的判断と、装置全体の大きさとの兼ね合いから決められているのが現状である。そして、現在稼動している加圧成形装置において、加圧スクリューによる加圧長を形成する、筒体先端の蓋板から筒体の原料投入口までの長さは、加圧スクリューの螺旋羽根の6ピッチ分程度の長さに設けられているのが現状であり、加圧成形装置は、その分の長さが必要である。 The present inventor studied the length of pressure applied by a pressure screw during various researches on downsizing of a pressure molding apparatus. That is, conventionally, the length of the pressure applied by the pressure screw has not been designed on the basis of a special technical basis for what length is necessary for compacting the kneaded material (raw material). However, the current situation is that it is determined based on a common sense that the longer pressurization length can pressurize the kneaded material (raw material) more efficiently and the size of the entire apparatus. In the pressure molding apparatus currently in operation, the length from the cover plate at the tip of the cylinder to the raw material inlet of the cylinder, which forms the pressure length by the pressure screw, is the length of the spiral blade of the pressure screw. At present, it is provided with a length of about 6 pitches, and the pressure molding apparatus needs to have that length.
本発明者は建設汚泥等の加圧成形装置の小型化について研究するなかで、加圧スクリューによる加圧長さに着目し、この長さをもっと短縮できないかについて検討した。そして、この加圧長を長短に種々に設定して混練物(原料)を押し出す試験を繰返し、それぞれにより押出される混練物(原料)の固さと、原料に残留する空気(気泡)の多さ等について分析した。その結果、加圧スクリューの加圧長を従来より短く設定しても混練物(原料)の固さ等の品質を低下させることなく、装置の小型化が可能であるとの知見を得た。本発明は、前記の知見に基づいて提案するものである。
While studying downsizing of a pressure molding apparatus such as construction sludge, the present inventor focused on the pressure length by the pressure screw and examined whether this length could be further shortened. And the test which extrudes a kneaded material (raw material) by setting this pressurization length to various lengths is repeated, the hardness of the kneaded material (raw material) extruded by each and the large amount of air (bubbles) remaining in the raw material Etc. were analyzed. As a result, it was found that the apparatus can be downsized without deteriorating the quality such as the hardness of the kneaded material (raw material) even if the pressure length of the pressure screw is set shorter than before. The present invention proposes based on the above findings.
前記の課題を有利に解決するために、本発明は次のように構成する。 In order to advantageously solve the above-described problems, the present invention is configured as follows.
第1の発明は、筒体34に設けた原料投入口35から供給口された建設汚泥等の混練物を、前記筒体34に収納された加圧スクリュー33により加圧成形し、筒体34先端に設けた蓋板46の生成物排出口47から加圧生成物を押出す加圧成形装置において、混練物を必要な固さに加圧するための加圧部寸法として、筒体34先端の蓋板46から、筒体34の原料投入口35までの加圧長さ(L)を、加圧スクリュー33の螺旋羽根39の1ピッチ分の長さ(L1)以上、3ピッチ分の長さ以下に設けたことを特徴とする。
In the first invention, a kneaded material such as construction sludge supplied from a
第2の発明は、第1の発明において、螺旋羽根39の1ピッチ分の長さ(L1)が、該螺旋羽根39の直径の略2分の1に設けてあると共に、加圧長さ(L)の範囲において、加圧スクリュー33の回転軸38は直線部36と先端円錐部37とからなり、筒体34も筒体直線部44と筒体円錐部45とからなり、加圧スクリュー33の直線部36に設けてある螺旋羽根39の2ピッチ分の長さが、筒体34の筒体直線部44の長さと略均しいように設けてあることを特徴とする。
According to a second invention, in the first invention, the length (L1) corresponding to one pitch of the
本発明に係る建設汚泥等の加圧成形装置によると、筒体34先端の蓋板46から、筒体34の原料供給口35までの加圧長さ(L)を、加圧スクリュー33の螺旋羽根39の1ピッチ分の長さ(L1)以上、3ピッチ分の長さ以下とすることで、混練物(原料)を必要な固さに加圧するために必要且つ最小限の寸法に設けることができ、生成物の品質を低下させることなく、加圧成形装置の小型化が可能となった。さらに前記の構成としたことにより、筒体34内に建設汚泥等が詰まるおそれを少なくでき、筒体内の清掃回数を少なくできるうえ、その清掃も容易且つ安全に行うことができたものである。
According to the pressure molding apparatus such as construction sludge according to the present invention, the pressure length (L) from the
次に、本発明を図示の実施形態に基づいて詳細に説明する。 Next, the present invention will be described in detail based on the illustrated embodiment.
図1は、建設汚泥等の混練装置と加圧成形装置と連設して示す建設汚泥等の混練、加圧成形システムの縦断正面説明図、図2は、図3のA−A線に沿う混練装置の縦断正面説明図、図3は、図2の平面図、図4は、図2のB−B断面図、図5は、図2のC−C断面図、図6は、加圧成形装置の縦断正面説明図である。 FIG. 1 is a longitudinal explanatory front view of a kneading and pressure forming system for construction sludge and the like, which are shown connected to a kneading device for construction sludge and a pressure forming device, and FIG. 2 is along the line AA in FIG. FIG. 3 is a plan view of FIG. 2, FIG. 4 is a sectional view taken along line BB in FIG. 2, FIG. 5 is a sectional view taken along line CC in FIG. 2, and FIG. It is a vertical front explanatory drawing of a shaping | molding apparatus.
図1に示すように、建設汚泥等の混練、加圧成形システムは、建設汚泥等の混練装置1の下部に加圧成形装置2を連設して構成される。混練装置1には、図示省略する前工程で生成された建設汚泥の粒状体(原料)が投入され、この混練装置1にて水や固化助剤を加えて固さを調整しながら必要な粘性を付与するように混練される。混練された混練物(原料)は、続いて加圧成形装置2に供給される。混練物(原料)は、この加圧成形装置2にて圧密されて必要な固さに練り固められ、かつ、前工程で混練時に巻き込まれた気泡などの空気を排出したうえ太い棒状で連続して押し出す。こうして円柱形状で順次送り出される混練生成物は、下方で待ち受けるベルトコンベヤ3に落下する際に自重で折れ曲がって切離され、比較的短い太い棒状のブロックとなって前記ベルトコンベヤ3で堆積場に運ばれる。堆積場にて1日ない数日間乾燥養生したうえ、破砕機にて小石状に破砕して、道路補修等の建設資材の骨材などとして使用される。
As shown in FIG. 1, a kneading and pressure forming system for construction sludge and the like is configured by connecting a
混練装置1は、図1、図2に示すように、脚4上に下段混練装置5と上段混練装置6を上下2段に重ねて構成されている。下段混練装置5は、支持台6上に設けられた下段底板7に下段ケース8が支持されると共に、下段底板7の上面中心部に下段ロータ10を設けて構成される。下段ロータ10は、下段底板7に設置されたケース回転型のロータ回転用モータ11によって駆動される。ロータ回転用モータ11は軸受け部12を介して軸部が下段底板7に固着され、回転ケース13側が回転するようになっている。そして、この回転ケース13に腕部材14を介して下段ロータ10を連結することにより、ロータ回転用モータ11によって下段ロータ10が回転する。下段ロータ10の外面には回転側混練棒15が上下複数段に設けてあり、これらで下段混練室17が構成されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
下段ケース8の内側には固定側混練棒16が設けられている。すなわち、下段ケース8には開口部18(図4に示す)が形成されていて、その一側にブラケット19によって垂直軸20が設けられ、この垂直軸20によって混練棒取り付け用開閉扉21が回動自在に支持されていて、この開閉扉21の内側面に固定側混練棒16が取り付けてある。したがって、混練棒取り付け用開閉扉21を開閉するとき、開口部18を介して固定側混練棒16は下段ケース8の内外に移動でき、これにより下段ケース8内の清掃に便利である。なお、装置の稼動時においては、混練棒取り付け用開閉扉21で開口部18を閉じ、ロック部材22でロックする。固定側混練棒16は回転側混練棒15と干渉しないように上下に位置をずらして複数設けてある。したがって、ロータ回転用モータ11によって回転側混練棒15が正回転または逆回転を繰り返すことで、固定側混練棒16との間で、下段ケース8内に投入された粒状体(原料)は効率的に混練される。下段底板7には、混練された原料の排出口23が形成されている。この排出口23は、下段ケース8の外側に設けたゲート開閉用シリンダー24で動作するゲート25によって開閉される。
A fixed-
上段混練装置6の構成は、下段混練装置5と略同じ構成である。すなわち、上段混練装置6における上段底板26にはロータ回転用モータ11によって回転駆動する回転側混練棒15が取り付けられた上段ロータ27が配置され、上段ケース28には固定側混練棒16を設けて上段混練室48が構成され、さらに、上段ケース28に設けたゲート開閉用シリンダー24で動作するゲート25によって上段底板26の排出口29が開閉されるように設けられている。
The configuration of the
したがって、上段ケース28の上部の開口部30から投入された粒状体(原料)は、加水ノズル31より水等を加えながら上段ロータ27の回転により所定時間混練された後、ゲート開閉用シリンダー24で動作するゲート25で開口された排出口29から、下段混練装置5に落下される。そして、下段混練装置5にてさらに混練された後、下段底板7の排出口23に接続された排出筒32から、加圧成形装置2に供給される。
Therefore, the granular material (raw material) introduced from the opening 30 at the upper portion of the
下段混練装置5の排出筒32は、加圧成形装置2の加圧スクリュー33が収容された筒体34に形成された混練物(原料)の供給口35に近接配置されている。図6に示すように加圧スクリュー33は、直線部36と先端円錐部37を有する回転軸38に螺旋羽根39を固着して構成されている。回転軸38の基端には駆動軸40が連結されていて、該駆動軸40は、カップリング41を介して駆動モータ42の出力軸43に連結されている。筒体34は、加圧スクリュー33の直線部36と先端円錐部37に対応して筒体直線部44と筒体円錐部45を具備している。また、筒体34の先端は、複数の生成物排出口47を有する蓋板46で閉鎖されている。また、筒体34は、基台49に設けられた脚部材50にて支持されていると共に、駆動軸40は脚部材50に設けられた軸受け部材52にて支持されており、駆動モータ42も脚部材50に支持されている。
The
したがって、混練装置1における下段混練装置5の排出筒32から加圧成形装置2における投入口35に供給された混練物(原料)は、筒体34の内部において加圧スクリュー33の回転により前方に強制的に押出されながら圧密され、蓋板46に開設された複数の生成物排出口47から連続的に押出される。この圧密過程において、前工程において混練された混練物(原料)は、さらに必要な固さに押しかためられると共に、混練物(原料)に含まれる気泡などの空気が追い出されて高品質でかつ均一な生成物となる。
Therefore, the kneaded material (raw material) supplied from the
本発明では、加圧成形装置2において、筒体34の先端に設けた蓋板46から、筒体34に設けた供給口35までの加圧長さ(L)寸法を、加圧スクリュー33の螺旋羽根39の1ピッチ分の長さ(L1)以上で、3ピッチ分の長さ以下の範囲に収めたことを特徴とするものである。この加圧長さ(L)寸法は、加圧スクリュー33の長さを短縮することによる加圧成形装置2の小型化と、混練物(原料)を必要な固さに圧密するために螺旋羽根39の必要なピッチ数との両方の条件を満たす最少の寸法であり、本発明者による繰返し試験の結果から導かれた寸法である。
In the present invention, in the
本発明者は、螺旋羽根39の1ピッチ分の長さ(L1)を、該螺旋羽根39の直径の略2分の1の寸法に設けた加圧成形装置2を製作した。さらに、この加圧成形装置2において、筒体34の先端に設けた蓋板46から、筒体34に設けた原料供給口35までの加圧長さ(L)寸法を、[1]1ピッチ分の長さ(L1)以下とした場合、[2]1ピッチ分の長さ(L1)とした場合、[3]2ピッチ分の長さとした場合、[4]3ピッチ分の長さとした場合、[5]4ピッチ分の長さとした場合、[6]5ピッチ分の長さとした場合、[7]6ピッチ分の長さとした場合、[8]7ピッチ分以上の長さとした場合、のそれぞれについて、混練物(原料)を加圧スクリュー33で加圧し、蓋板46の生成物排出口47から押出された生成物につき、その固さの度合、空気(気泡)の排出の度合を調べた。
The inventor manufactured the
その結果、加圧長さ(L)寸法が、1ピッチ分の長さ(L1)以下では、生成物排出口47から押出される生成物には押し固めの加圧力が不足していて、所期の固さが得られなかった。さらに、加圧長さ(L)寸法を、1ピッチ分の長さ(L1)にしたところ、所期の固さに近い生成物が得られた。さらに、加圧長さ(L)寸法を2ピッチ分の長さとしたところ、1ピッチ分の長さ(L1)の場合よりも、一層所期の固さに近い生成物が得られた。またさらに、加圧長さ(L)寸法を、図6に示すように筒体直線部44の長さと回転軸の直線部36の螺旋羽根39の2ピッチ分の長さが略均しいように設けて混練物(原料)を押出したところ、所期の固さに最も近い理想状態の生成物が得られた。その後、さらに3ピッチ分の長さ、4ピッチ分の長さ、5ピッチ分の長さと、6ピッチ分の長さと、加圧長さ(L)寸法を順次伸ばして混練物(原料)を押出した。その結果、このように加圧長さ(L)を伸ばしたことによっても加圧された生成物の固さは、2ピッチ分の加圧長さ(L)寸法で得られた生成物の固さと殆ど変化がなかった。前記から加圧長さ(L)寸法を回転軸の直線部36の螺旋羽根39の2ピッチ分の長さ寸法を超えて長く伸ばしても、所期の固さの生成物を得る点からは殆ど無用であることが分った。
As a result, when the pressurization length (L) dimension is equal to or less than the length (L1) for one pitch, the product extruded from the
前記の試験結果に基づいて、本発明では、筒体34に設けた原料供給口35までの加圧長さ(L)寸法を、図6のように筒体直線部44の長さと螺旋羽根39の2ピッチ分の長さが略均しいように設けたもので、さらに、回転軸38の先端円錐部37にも1ピッチの螺旋羽根39が設けられることを含めて、加圧長さ(L)を最長3ピッチ分としている。
Based on the above test results, in the present invention, the pressurization length (L) dimension to the raw
なお、図1、図6のように加圧スクリュー33により加圧成形された混練物(原料)は、蓋板46の生成物排出口47に続くガイド筒体52から連続して押出される。そして、下方で待ち受けるベルトコンベヤ3に落下する際に自重で折れ曲がって切離され、所定太さの比較的短い多数の太い棒状ブロックとなって堆積場に運ばれる。堆積場にて1日ない数日間乾燥養生したうえ、破砕機にて小石状に破砕して、道路補修等の建設資材に使用される。
1 and 6, the kneaded material (raw material) press-molded by the
本実施形態に係る建設汚泥等の加圧成形装置によると、筒体34の先端に設けられた生成物排出口47を有する蓋板46から、筒体34に設けられた原料供給口35までの加圧長さ(L)を、加圧スクリュー33の螺旋羽根39の1ピッチ分の長さ(L1)以上、3ピッチ分の長さ以下とすることで、混練物(原料)を必要な固さに加圧するために必要且つ最小限に設けたので、混練物(原料)の固さ等の品質を低下させることなく、装置の小型化が可能であると共に、筒体内の清掃も容易且つ安全に行うことができる。
According to the pressure molding apparatus such as construction sludge according to this embodiment, from the
1 混練装置
2 加圧成形装置
3 ベルトコンベヤ
4 脚
5 下段混練装置
6 上段混練装置
7 下段底板
8 下段ケース
10 下段ロータ
11 ロータ回転用モータ
12 軸受け部
13 回転ケース
14 腕部材
15 回転側混練棒
16 固定側混練棒
17 下段混練室
18 開口部
19 ブラケット
20 垂直軸
21 混練棒取り付け用開閉扉
22 ロック部材
23 排出口
24 ゲート開閉用シリンダー
25 ゲート
26 上段底板
27 上段ロータ
28 上段ケース
29 排出口
30 開口部
31 加水ノズル
32 排出筒
33 加圧スクリュー
34 筒体
35 原料投入口(供給口)
36 直線部
37 先端円錐部
38 回転軸
39 螺旋羽根
40 駆動軸
41 カップリング
42 駆動モータ
43 出力軸
44 筒体直線部
45 筒体円錐部
46 蓋板
47 生成物排出口
48 上段混練室
49 基台
50 脚部材
51 ガイド筒体
52 軸受け部材
DESCRIPTION OF
36 Linear portion 37
Claims (2)
The length (L1) corresponding to one pitch of the spiral blade 39 is provided approximately half of the diameter of the spiral blade 39, and the rotation of the pressure screw 33 within the range of the pressurization length (L). The shaft 38 is composed of a straight portion 36 and a tip conical portion 37, and the cylindrical body 34 is also composed of a cylindrical straight portion 44 and a cylindrical conical portion 45, and the spiral blade 39 provided on the straight portion 36 of the pressure screw 33. The pressure forming apparatus for construction sludge and the like according to claim 1, wherein the length corresponding to two pitches is provided so as to be substantially equal to the length of the cylindrical straight portion 44 of the cylindrical body.
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