JP2562116B2 - 解砕機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、採石場や鉱山の分野
において特に粒子の細かないわゆる『シルト』及び『粘
土』（以下、これらを合わせて粘性土とする）を礫分及
び砂分（以下、これらを合わせて砂質土とする）に類す
る径の大きな粒度の成分に造粒するための粘性土の造粒
装置等において用いられる解砕機に関する。

【０００２】

【従来の技術】採石場（或いは鉱山）等の現場において
は、加工した原料を振動スクリ−ン等によって用途別に
幾種類かの大きさの骨材にふるい分ける。骨材のふるい
分け作業等を行う方法としては水を用いる湿式砕石と、
水を用いない乾式砕石とがあり、いずれにしても大量の
土砂が発生する。一般に採石場や鉱山において処理或い
は発生する土砂を分類する場合、土の種類を粒子の大き
さによって分類し、粒子径が２０００μｍを越えるもの
を礫分、粒子径が２０００μｍ以下で７５μｍを越える
ものを砂分、粒子径が７５μｍ以下で５μｍを越えるも
のをシルト分、粒子径が５μｍ以下のものを粘土分とし
ている。そして上記のように分類した土砂の７５μｍ以
下のシルト分及び粘土分の細粒分を粘性土といい、７５
μｍを越える粗粒分を砂質土という。

【０００３】骨材等の建築資材を生産する場合、砂質土
までは建築資材として利用され且つ採取も比較的容易で
あるが、粘性土は利用価値がなくせいぜい埋め立て用程
度しか利用価値がなかった。そこで近年はかかる粘性土
を回収しある一定の径以上の粒子の大きさ即ち砂質土に
類する大きさに造粒する方法或いは装置が提案されるよ
うになっている。

【０００４】粘性土を回収し砂質土に造粒する場合、先
ず粘性土の混入している水を大きな水槽に入れて沈殿さ
せ且つ脱水装置で脱水し粘性土分を回収してから造粒処
理するが、このような粘性土には通常一定の水分（通
常、２０〜４０％程度）が含まれ、この水分を完全に除
去することは困難である。

【０００５】図１０（Ａ）は従来知られている造粒装置
の全体概要図である。即ち、この造粒装置は一定の水分
を除去した粘性土を積込装置１００等で解砕機１０１へ
投入し、該解砕機１０１のロ−タ１２１でこの粘性土を
少量づつ掻き取り小さな土塊としてベルトコンベヤ１０
２に載せて送り、途中でサイロ１０３、１０４に入れた
水分調整用石粉や硬化剤（セメント）等を混入し、更に
この混入粘性土をコンベヤ１０５で搬送し、スタビライ
ザ１０６及びスクリュプレス１０７で攪拌、搬送しつつ
細砕機１０８でこれらの混入攪拌物を排出させ、更にコ
ンベヤ１０９、１１０で造粒トロンメル１１１へ送り回
転させつつ造粒し、砂質土となったものはコンベヤ１１
２で保管場所へ送り、前記トロンメル１１１からオ−バ
−フロ−（メッシュオ−バ−）した一部の混合粘性土は
コンベヤ１１３で前記コンベヤ１０５へ回収し再び造粒
する構成となっている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】粘性土の含水率は、場
所により或いはその場所におけるシルト分と粘土分の成
分割合により更には脱水装置でどの程度脱水するかによ
り異なる。そして上記する従来の構成の造粒装置では水
分の含有率が４０％以上の粘性土或いは逆に２０％以下
のものでなければ効率的な造粒は行えない。即ち、上記
する造粒装置では水分が比較的多い（４０％以上）か少
ない（２０％以下）かのいずれかの場合しか効率的な稼
働が出来ないという問題がある。その理由は通常の含水
率が２０〜４０％程度の粘性土を処理する場合、従来の
解砕機１０１の回転ロ−タ１２１は、図１０（Ｂ）に示
すように回転軸１２１ａに丸棒状のブレ−ド１２１ｂを
付けただけのものであり、回転時に粘性土がブレ−ド１
２１ｂに固着したり、逆に粘性土の塊をうまく小塊に掻
き取らなかったり、或いは少塊にして飛ばした粘性土が
解砕機１０１のカバ−１２２に固着してしまってうまく
コンベヤ１０２上に次から次へ落下しないことが多いた
めである。また、従来の解砕機ではロ−タで小塊に砕い
た粘性土がカバ−等に固着しコンベヤ上に落下しないこ
とが多いという問題がある。更に従来の解砕機のロ−タ
１２１の駆動装置は一定回転で使用され、その採石場或
いは鉱山の土質や含水率の粘性土に適した掻き取り回転
数を選択することが出来ず掻き取り性能に大幅なムラが
あるという問題がある。しかし解砕機１０１で粘性土を
常に一定量掻き取らないと造粒装置全体がうまく稼働出
来なくなることが多かった。

【０００７】この発明は上記する課題に鑑みてなされた
ものであり、その目的とする所は通常の含水率（２０〜
４０％）を有する粘性土を意図する通り掻き取ることが
出来て、更にその粘性土に適した或いは含水率に対応し
た最適の掻き取り回転数を選択することが出来且つ効率
的に粘性土を砂質土に造粒することの出来る造粒装置等
で用いられる解砕機を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】即ち、この発明は上記す
る課題を解決するために、解砕機が、 粘性土を投入するホッパ部と、該ホッパ部の端部に設
置され回転軸に複数本のブレ−ドを放射状に固定すると
共にこれらのブレ−ドの先端部の軸方向に細長板を固定
して成るロ−タ及び該ロ−タ駆動装置と、前記ロ−タを
覆うように設置されるカバ−に懸垂されて該ロ−タの近
傍に配置されたスクリ−ンと、前記ホッパ部の下部に設
置され粘性土を積載しつつ前記ロ−タ方向に搬送される
コンベヤ及び該コンベヤ駆動装置と、より成ることを特
徴とする。また、前記ロ−タ駆動装置とコンベヤ駆動
装置に可変速装置を取付けてなることを特徴とする。

【０００９】

【作用】解砕機を上記手段としたときの作用について添
付図（図１乃至図６）とその符号を用いて説明する。 の手段による解砕機では、ロ−タ１２はホッパ部１１
に溜められた粘性土Ｇを回転しながら掻き取って小塊Ｍ
とする。即ち、ロ−タ１２はその回転ブレ−ド１２ｂの
先端部軸方向に細長板１２ｃを固定すると確実に且つ所
定の大きさの小塊とすることが出来るという優れた特徴
を有するようになる。また、カバ−１６は前記ロ−タ１
２で掻き取られた粘性土の小塊Ｍが飛び出さないように
するためのものであるが、該カバ−１６に懸垂されたス
クリ−ン１７は、所謂『イツキ（固着）』を防止する。
即ち、カバ−１６に懸垂されたスクリ−ン１７は、掻き
取られた粘性土の小塊Ｍが衝突したとき自然に揺動或い
は振動して前記コンベヤ３１へ振り落とす作用をする。
該スクリ−ン１７を設置しないと、粘性土の小塊はカバ
−１６へ衝突してそのまま固着しコンベヤ３１へ落下し
ないことが多かったが、該スクリ−ン１７により粘性土
小塊Ｍの衝突により絶えず揺れ動き、この動作により粘
性土小塊Ｍを固着させることなく確実にコンベヤ３１へ
落下させることが出来る。また、前記ホッパ部１１の下
に設置される前記コンベヤ１４の上には粘性土が山積み
されるが、前端部では前記ロ−タ１２により絶えず掻き
取られているので絶えず該ロ−タ１２方向に粘性土を送
り込むように駆動することによりロ−タ１２が確実に粘
性土を掻き取るようになる。更に、の手段では、ロ−
タ１２により粘性土の掻き取り量を変更する必要が生じ
た場合、若しくは回転数を変更して掻き取る方が良い場
合、直ちに駆動装置１３の回転数を変更し適正な回転数
とすることが出来る。そして駆動装置１５も可変速装置
により変速可能としてあるので粘性土の送り量をロ−タ
１２の回転数に応じて調整することが出来る。

【００１０】

【実施例】以下、この発明の具体的実施例について図面
を参照して説明する。図１はこの発明の解砕機を用いる
造粒装置の全体構成図である。この造粒装置は、脱水装
置（図示せず）により水分含有率を大体４０％程度以下
とした粘性土を小塊に掻き取る解砕機１と、該解砕機１
により掻き取られた小塊を連続的に搬送する搬送機構３
と、一定量の粘性土と硬化剤（セメント等）或いは石粉
或いは石灰（生石灰や消石灰）或いは乳化剤等を投入し
て攪拌、混練するミキサ−５と、攪拌、混練処理された
粘性土及び硬化剤等の混合物を該ミキサ−５よりシュ−
タ２０を介して投入し回転しつつ造粒処理するトロンメ
ル７と、より構成される。更に、前記トロンメル７に
は、一定の径以下に造粒された砂（即ち、完成品である
砂質土）を搬出するコンベヤ９と造粒途中でトロンメル
７端部よりオ−バ−フロ−した混合物や造粒形成された
砂質土を前記ミキサ−５にフィ−ドバックするコンベヤ
１０等が設置されている。

【００１１】図２はこの発明の解砕機１の平面図、図３
は側面図、図４は正面図である。各構成を説明すると、
先ず１１は粘性土Ｇを投入し溜めるホッパ部であって、
該ホッパ部１１には脱水装置（図示せず）で脱水された
粘性土Ｇを積込装置やコンベヤ（図示せず）で搬入す
る。１２はロ−タであって、図５（Ａ）の斜視図にも示
すように回転軸１２ａに複数本のブレ−ド（板状のバ
−）１２ｂが放射状に固定され、更に該ブレ−ド１２ｂ
の先端部には軸方向に細長板１２ｃが固定される。回転
軸１２ａに設けるブレ−ド１２ｂの数は増やしても良い
し減らしても良い。該ロ−タ１２は回転駆動させること
によって前記ホッパ部１１の端部に投入された粘性土Ｇ
を掻き取るように設置される。尚、前記ロ−タ１２のブ
レ−ド１２ｂは、図５（Ｂ）に示すように、先端部に細
長板１２ｃを固定する代わりに短い板１２ｄを固定した
Ｔ字形のブレ−ドとしても良い。このようにＴ字形のブ
レ−ド１３ｂでも前記細長板１２ｃを固定した場合と同
様に粘性土をうまく掻き取ることが出来る。

【００１２】１３は前記ロ−タ１３を駆動するための駆
動装置であるが、該駆動装置１３としてはインバ−タを
取り付けた電動モ−タ、ギヤドモ−タのように変速機構
を組み込んであるモ−タ、別個の変速機構を介してロ−
タ１２を駆動するモ−タ等、その他の可変速機構を組込
んだ電動モ−タ又は油圧モ−タ或いはエンジン等の駆動
源を使用する。また、１６は前記ロ−タ１２を覆うよう
に設置されるカバ−であるが、該カバ−１６にはスクリ
−ン１７が懸垂されて前記ロ−タ１２の近傍に配置され
る。該スクリ−ン１７は通常表面が滑らかなゴム（天然
ゴムや合成ゴム或いは合成樹脂でも可）で製作する。

【００１３】前記ホッパ部１１の下部に設置されるコン
ベヤ１４の上には粘性土が積載され、そして該コンベヤ
１４は前記ロ−タ１２方向にコンベヤ駆動装置（電動モ
−タ又は油圧モ−タ或いはエンジン等の駆動源及び変速
機構）１５によって搬送駆動される。該駆動装置１５に
もインバ−タ或いはギヤ変速機構等可変速装置付の駆動
装置を使用する。該コンベヤ１４の前端部下側にはミキ
サ−５方向へ粘性土の小塊Ｍを搬送するコンベヤ３１へ
うまく投入落下させるための投入用シュ−タ１８が設置
してある。

【００１４】この解砕機は以上のような構成からなる
が、次にその作用について説明する。前記ロ−タ１２は
ホッパ部１１に溜められた粘性土Ｇを回転しながら掻き
取って小塊Ｍとする作用をする。即ち、図１０（Ｂ）に
示す従来のロ−タ１２１の回転軸１２１ａに丸棒状のブ
レ−ド１２１ｂを取付けたものは先端部に粘性土が固着
し小塊として掻き取りコンベヤ１０２へうまく落下させ
なかったり、或いは粘性土の塊に切込みを入れるだけで
小塊として掻き取り不能ということがあった。特に従来
の前記ロ−タ１２１は可変速機構が無く、また回転数が
一定であるため粘性土の水分含有率によっては解砕機と
して機能しなくなるものがあった。しかし解砕機１のロ
−タ１２はその回転ブレ−ド１２ｂの先端部軸方向に細
長板１２ｃを固定したり、或いは短い板１２ｄを固定す
ると確実に且つ所定の大きさの小塊とすることが出来る
という優れた特徴を有するようになる。

【００１５】次に、前記カバ−１６は前記ロ−タ１２で
掻き取られた粘性土の小塊Ｍが飛び出さないようにする
ためのものであるが、該カバ−１６に懸垂されたスクリ
−ン１７は、所謂『イツキ（固着）』を防止する。即
ち、カバ−１６に懸垂されたスクリ−ン１７は、掻き取
られた粘性土の小塊Ｍが衝突したとき自然に揺動或いは
振動して前記コンベヤ３１（図６参照）へ振り落とす作
用をする。該スクリ−ン１７を設置しないと、粘性土の
小塊はカバ−１６へ衝突してそのまま固着しコンベヤ３
１へ落下しないことが多かったが、該スクリ−ン１７に
より粘性土小塊Ｍの衝突により絶えず揺れ動き、この動
作により粘性土小塊Ｍを固着させることなく確実にコン
ベヤ３１へ落下させることが出来る。

【００１６】また、前記ホッパ部１１の下に設置される
前記コンベヤ１４の上には粘性土が山積みされるが、前
端部では前記ロ−タ１２により絶えず掻き取られている
ので絶えず該ロ−タ１２方向に粘性土を送り込むように
駆動することによりロ−タ１２が確実に粘性土を掻き取
るようになる。

【００１７】更に、前記ロ−タ１２を回転駆動する駆動
装置１３としてはインバ−タ（図示せず）を取付けた電
動モ−タ或いは変速機構を組込んだギヤドモ−タ或いは
別個に変速機構を備えた駆動装置等を用いるのでロ−タ
１２により粘性土の掻き取り量を変更する必要が生じた
場合、若しくは回転数を変更して掻き取る方が良い場
合、直ちに駆動装置１３の回転数を変更し適正な回転数
とすることが出来る。そしてコンベヤ１４の駆動装置１
５も可変速装置により変速可能としてあるので粘性土の
送り量をロ−タ１２の回転数に応じて調整することが出
来る。

【００１８】次に、この発明の解砕機１を用いる造粒装
置の構成について簡単に説明する。図６は前記解砕機１
と該解砕機１で解砕された粘性土の小塊Ｍを搬送する搬
送機構３と小塊Ｍを投入するミキサ−５等の全体を示す
平面図であり、図７はその側面図である。搬送機構３は
前記解砕機１より落下する粘性土小塊Ｍを連続的に搬送
するコンベヤ３１と該コンベヤ３１の駆動装置（電動モ
−タ又は油圧モ−タ或いはエンジン等の駆動源及び変速
機構）３２と、該コンベヤ３２の下側設置され搬送され
る粘性土小塊Ｍの重量を連続的に測定する計量装置２と
より構成される。更に、前記解砕機１のロ−タ１２の駆
動装置１３及びコンベヤ１４の駆動装置１５と該計量装
置２及び駆動装置３２更にミキサ−５のモ−タ（電動モ
−タ又は油圧モ−タ或いはエンジン等の駆動源）５３、
５４はコントロ−ラ或いは演算処理装置４（以下、ＣＰ
Ｕ４とする）により制御するようにしてある。

【００１９】また、前記ミキサ−５の近くには硬化剤或
いは石粉或いは石灰（生石灰や消石灰）等を入れたサイ
ロ６が設置され、投入された粘性土小塊Ｍと共に該ミキ
サ−５に投入され適宜ミキサ−５の攪拌室５１に投入す
るにようにしてある。こうして前記解砕機１のロ−タ１
２で掻き取られた粘性土の小塊Ｍは搬送機構３により次
々とミキサ−５に搬送、投入され、硬化剤等と共に攪
拌、混練されるようになっている。

【００２０】前記ミキサ−５に投入された粘性土と硬化
剤等は攪拌室５１で駆動装置５３を駆動源としてブレ−
ド（図示せず）によって攪拌、混練される。そして所定
の時間攪拌、混練された粘性土と硬化剤等の混合物は別
個のモ−タ５４によりル−ダ（図示せず）を備えたフィ
−ダ室５２より後述するトロンメル７の内部へ排出させ
る。

【００２１】図８はミキサ−５より排出された混合物を
砂質土に形成するためのトロンメル７の側面図、９は図
８のＰ矢視図である。このトロンメル７はその端部に大
歯車７１が装着され且つ該大歯車７１に駆動装置（電動
モ−タ又は油圧モ−タ或いはエンジン等の駆動源及び変
速機構）７２で駆動する小歯車７３を噛合させて回転さ
せる。更に該トロンメル７には両端部にリング７４、７
５が装着され、ロ−ラ７６、７７で支持させて滑らかに
ゆっくり回転させるようにしてある。該トロンメル７は
胴体部７ａとメッシュ部７ｂとより構成されるが、更に
メッシュ部７ｂの外側には円筒部７ｃが付設してある。
前記ミキサ−５より排出された混合物は該トロンメル７
の回転と共に該胴体部７ａ内部で水分を蒸発させつつ回
転し徐々に硬化しながら造粒されて砂分に相当する径を
有する粒子、即ち砂質土となっていく。そして一定の大
きさの径の造粒物、即ち『砂質土』となるとメッシュ部
７ｂから排出されコンベヤ９で所定の場所に保管され
る。尚、７ｄは混合物の付着を防止するためのゴム製シ
−トである。

【００２２】次の

【表１】は、兵庫県西宮市の砕石現場における粘性土
（一部礫分と砂分を含む）をこの発明の解砕機１を用い
た造粒装置により造粒処理した粒度特性の平均値を示す
表である。

【表１】

【００２３】

【発明の効果】この発明の解砕機は以上詳述したような
構成としたので、通常の含水率の粘性土の山積みしたも
のを小塊に掻き取る場合、効率的に小塊に掻き取る作業
を行うことが出来る。特に、従来ロ−タのブレ−ドが粘
性土を掻き取る場合ブレ−ド自身に『イツキ（固着）』
が生じたり或いは『粘性土の塊の切り込み』が生じるこ
とが多く十分掻き取り動作を行うことが出来なかった
が、この発明の解砕機によれば意図する量の小塊を確実
に掻き取ることが出来る。更に、この発明の解砕機では
ロ−タの駆動装置に変速機構を組み込み粘性度の状況に
応じて回転数を変更し意図する通りの量の粘性土の掻き
取りが可能となったので、後の粘性土の搬送作業、ミキ
サ−による攪拌、混練作業、トロンメルよる造粒作業等
全体の流れがうまくコントロ−ル出来るようになり造粒
作業の効率化を図ることが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の解砕機を用いる造粒装置の全体構成
図である。

【図２】この発明の解砕機の平面図である。

【図３】この発明の解砕機の側面図である。

【図４】この発明の解砕機の正面図である。

【図５】図５（Ａ）はこの発明の解砕機で使用されるロ
−タの斜視図の一部を示す図であり、図５（Ｂ）はこの
ロ−タの変形例の斜視図の一部を示す図である。

【図６】この発明の解砕機と該解砕機で解砕された粘性
土の小塊を搬送する搬送機構とミキサ−の平面図であ
る。

【図７】この発明の解砕機と該解砕機で解砕された粘性
土の小塊を搬送する搬送機構とミキサ−の側面図であ
る。

【図８】この発明の解砕機を用いる造粒装置のトロンメ
ルの側面図である。

【図９】図８のＰ矢視図である。

【図１０】従来の粘性土の造粒装置の全体構成図であ
る。

【符号の説明】

１ 解砕機 １１ ホッパ部 １２ ロ−タ １２ａ 回転軸 １２ｂ ブレ−ド １２ｃ 細長板 １３、１５ 駆動装置 １４ コンベヤ １６ カバ− １７ スクリ−ン ３ 搬送機構 ４ ＣＰＵ ５ ミキサ− ５１ 攪拌室 ５２ フィ−ダ室 ７ トロンメル ７ａ 胴体部 ７ｂ メッシュ部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐々木 善洋 大阪府大阪市西淀川区御幣島３丁目１番 40号 (56)参考文献 実公 昭30−9675（ＪＰ，Ｙ１)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 粘性土を投入するホッパ部と、該ホッパ
   部の端部に設置され回転軸に複数本のブレ−ドを放射状
   に固定すると共にこれらのブレ−ドの先端部の軸方向に
   細長板を固定して成るロ−タ及び該ロ−タ駆動装置と、
   前記ロ−タを覆うように設置されるカバ−に懸垂されて
   該ロ−タの近傍に配置されたスクリ−ンと、前記ホッパ
   部の下部に設置され粘性土を積載しつつ前記ロ−タ方向
   に搬送されるコンベヤ及び該コンベヤ駆動装置と、より
   成ることを特徴とする解砕機。
2. 【請求項２】 前記ロ−タ駆動装置とコンベヤ駆動装置
   に可変速装置を取付けてなることを特徴とする請求項第
   １項記載の解砕機。