JP4113421B2

JP4113421B2 - 破砕処理システム

Info

Publication number: JP4113421B2
Application number: JP2002343630A
Authority: JP
Inventors: 一秀関; 忠塩畑
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 2002-11-27
Filing date: 2002-11-27
Publication date: 2008-07-09
Anticipated expiration: 2022-11-27
Also published as: JP2004174376A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被破砕物を破砕処理する破砕処理システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年においては、廃棄物再利用促進の背景の下、例えばビル解体時に搬出されるコンクリート塊や道路補修時に排出されるアスファルト塊等の建設現場で発生する大小様々な岩石・建設廃材等を被破砕物（原料）として、いわゆるジョークラッシャ等に代表される破砕装置で所定粒度（例えば４０ｍｍ以下）に破砕処理することによって、骨材やアスファルト等の原料として再生するために破砕処理作業が行われいる。
【０００３】
ところが、ビル解体によって得られるコンクリート塊は、そのままの状態ではジョークラッシャ等で破砕するには塊が大き過ぎるものも多く含まれ、またビルの鉄筋をはじめ水道管やマンホールの蓋等が混入している場合も多い。従って、ジョークラッシャ等といった被破砕物の細粒化手段の性能を最大限発揮させコンクリート塊を骨材として効率的に再生（破砕処理）するためには、事前に被破砕物をある程度の大きさに粗破砕（小割り）すると共に、混入している鉄筋等を除去しておかなければならない。そこで、従来においては、例えば油圧ブレーカ等によってコンクリート塊を予め小割りすることで、コンクリート塊の粒度をある程度揃えると共に、コンクリートに付着した鉄筋等を剥離させ、大きな鉄筋等を除去していた（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開昭５９−４２０４９号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のシステムでは、コンクリート塊を粗破砕するためには、或いは鉄筋を除去し易い状態とするためには、作業者がコンクリート塊のそれぞれを目視して、塊の大きなものや鉄筋が複雑に絡み合ったもの等を対象物として選定し、１つ１つ手作業で油圧ブレーカにより小割りしていた。その結果、建設現場から出る岩石・建設廃材等を原料として、骨材やアスファルトの再生原料を生産する作業は、作業者にとって非常に負担が大きく非効率的な作業となっていた。
【０００６】
本発明は、上記の事柄に基づいてなされたものであり、その目的は、効率的に被破砕物を所定粒度に破砕処理することができる破砕処理システムを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
（１）上記目的を達成するために、本発明は、鉄筋を含む鉄屑を含有した岩石・建設廃材である原料から骨材やアスファルトを含む再生品を生産する破砕処理システムにおいて、油圧ショベルと、走行体、前記走行体上に設けた本体フレーム、前記本体フレームの長手方向の一方側に設けた１次破砕装置、前記１次破砕装置の上部に設けたホッパ、前記本体フレームの長手方向の他方側に設けた動力装置、前記１次破砕装置の下方から前記本体フレームの長手方向の他方側に向かって延在する排出コンベア、及び前記排出コンベアの上方に設けた磁性物除去装置を有し、前記油圧ショベルにより前記ホッパに投入された前記原料を前記１次破砕装置により第１の設定粒度に粗破砕して前記排出コンベアにより搬送し、前記排出コンベア上を搬送される破砕物中の鉄屑を前記磁性物除去装置により除去する第１の自走式破砕機械と、走行体、前記走行体上に設けた本体フレーム、前記本体フレームの長手方向の一方側の上部に設けたホッパ、前記ホッパの下方に設けたフィーダ、前記本体フレーム上の中央部付近に設けた２次破砕装置、前記本体フレームの長手方向の他方側に設けた動力装置、及び前記２次破砕装置の下方から前記本体フレームの長手方向の他方側に向かって延在する排出コンベアを有し、前記第１の自走式破砕機で粗破砕された破砕物を前記第１の自走式破砕機の排出コンベアよりそのホッパに受け入れて前記フィーダで搬送し、前記２次破砕装置により前記第１の設定粒度よりも小さな第２の設定粒度に細粒化する第２の自走式破砕機械とを備え、前記１次破砕装置が、胴部に複数の破砕ビットを配設した少なくとも一対のロールを有し、前記油圧ショベルの作業装置により投入された前記原料を前記一対のロール間に挟み込んで粗破砕するロールクラッシャであり、前記ロールの胴部表面と該ロールに隣接するロールに配設された破砕ビットとの間隙を少なくとも４５ｍｍ〜７５ｍｍの間で調整可能な間隙調整手段をさらに備えており、前記原料を粗破砕する際に原料に含有される鉄屑を原料から剥離する。
【０００８】
本発明においては、複数の破砕ビットを有する少なくとも一対のロール間で被破砕物を破砕するいわゆるロールクラッシャによって、破砕対象物を予めある程度の大きさに粗破砕する。ロールクラッシャは、動的な衝撃力によって被破砕物を破砕するいわゆるジョークラッシャやインパクトクラッシャ等に比べると、小さく破砕したり粒の大きさの揃った破砕物を生産することは難しいが、静的なせん断力で被破砕物を破砕するため、様々な状態の被破砕物を対象に破砕処理を行うことができ、比較的大きな被破砕物やある程度鉄筋等が混入した被破砕物を投入することができる。このように、予めロールクラッシャで破砕にかけることにより、被破砕物をジョークラッシャやインパクトクラッシャによって効率的に細粒化される程度の大きさに容易に粗破砕することができ、なおかつその際に被破砕物から鉄筋等を剥離し除去し易い状態とすることができる。これにより、こうした作業を手作業で行っていた従来のシステムに比べ、建設現場から出る岩石・建設廃材等を破砕処理して、所定粒度の骨材やアスファルトの再生原料を容易かつ効率的に生産することができる。
【０００９】
（２）上記（１）において、好ましくは、前記２次破砕装置は、固定歯と、この固定歯に対して揺動する動歯とを備えたジョークラッシャである。
【００１０】
（３）上記（１）において、また好ましくは、前記２次破砕装置は、胴部に複数のビットを配設した少なくとも１つの回転打撃子と、この回転打撃子に対向配置した少なくとも１つの反発板とを備えたインパクトクラッシャである。
【００１５】
（４）上記（１）乃至（３）のいずれか１つにおいて、また好ましくは、前記ロールの駆動装置の回転負荷を検出する負荷検出手段と、この負荷検出手段からの検出信号に応じて前記１次破砕装置の作動状態を演算する制御装置と、この制御装置からの指令信号に応じて前記１次破砕装置の作動状態を報知する報知手段とを備える。
【００１６】
（５）上記（１）乃至（４）のいずれか１つにおいて、好ましくは、前記ロールの駆動装置の回転負荷を検出する負荷検出手段と、この負荷検出手段からの検出信号に応じて前記１次破砕装置の作動状態を演算する制御装置とを備え、前記制御装置は、前記付加検出手段からの検出信号を入力する入力部、時間計測を行うタイマ、制御プログラムを記憶した記憶部、前記記憶部に記憶されたプログラムに順じて前記１次破砕装置への指令信号を演算する演算部、前記演算部で演算された指令信号を前記１次破砕装置に出力する出力部を備えており、前記演算部は、前記記憶部の制御プログラムを読み込み、前記負荷検出手段からの検出信号を基に演算された１次破砕装置の検出負荷が予め設定されたしきい値を超え過負荷が検出された場合、前記ロールを設定時間逆転駆動させてから正転駆動に復帰させる第１の制御手順を実行し、この第１の制御手順の実行後、前記タイマによる時間計測により設定時間の経過が確認されても前記付加検出手段からの検出信号に基づく前記１次破砕装置の検出負荷が前記しきい値以下に復帰しない場合、前記第１の制御手順を再度実行する第２の制御手順を実行し、この第２の制御手順により、前記第１の制御手順が設定回数繰り返された場合、前記ロールの駆動装置を停止させる第３の制御手順を実行する。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の破砕処理システムの実施の形態を図面を用いて説明する。
図１は、本発明の破砕処理システムの一実施の形態の全体配置を表す側面図である。この図１において、１００は原料投入手段としての油圧ショベル、２００は自走式のロールクラッシャ、３００は自走式のジョークラッシャである。この図１に示した本実施の形態の破砕処理システムは、例えばビル解体時に搬出されるコンクリート塊や道路補修時に排出されるアスファルト塊等といった建設現場で発生する大小様々な岩石・建設廃材等を被破砕物（原料）として、それら被破砕物を油圧ショベル１００によりロールクラッシャ２００に投入し、ロールクラッシャ２００で粗破砕された被破砕物（粗破砕物）をジョークラッシャ３００によって所定粒度（例えば４０ｍｍ以下）に破砕処理することで、骨材やアスファルト等の再生原料としての破砕物を生産するシステムである。以下、油圧ショベル１００、ロールクラッシャ２００、ジョークラッシャ３００の構成を順次説明していく。
【００２０】
上記油圧ショベル１００は、無限軌道履帯１０１ａを有する走行装置１０１と、この走行装置１０１上に旋回可能に設けた上部旋回体１０２と、この上部旋回体１０２に俯仰動可能に設けられブーム１０３ａ、アーム１０３ｂ、バケット１０３ｃからなる多関節型の作業装置１０３とで構成されている。このような構成により、被破砕物をバケット１０３ｃにすくい込み、ロールクラッシャ２００に投入するようになっている。
【００２１】
図２及び図３は、上記ロールクラッシャ２００の全体構成を表す側面図及び上面図である。これら図２及び図３において、２０１は走行体で、この走行体２０１は、自力走行を可能とする走行装置２０２と、この走行装置２０２上に設けた本体フレーム２０３とで構成されている。走行装置２０２は、本体フレーム２０３の下部に連接するトラックフレーム２０４と、このトラックフレーム２０４の両端に設けた従動輪２０５及び駆動輪２０６と、駆動輪２０６の回転軸（図示せず）に直結した走行モータ２０７と、従動輪２０５及び駆動輪２０６に巻回した履帯（無限軌道履帯）２０８とで構成されている。
【００２２】
２０９は本体フレーム２０２の長手方向一方側（図２中左側）上部に設けた１次破砕装置（ロールクラッシャ）、２１０はこの１次破砕装置２０９上に設けた上方拡開形状のホッパ、２１１は本体フレーム２０２の長手方向他方側（図２中右側）上部に積載部材２１６を介して設けた動力装置である。この動力装置２１１は、このロールクラッシャ２００の動力源となるエンジン（図示せず）や、このエンジンによって駆動される油圧ポンプ、この油圧ポンプからの圧油を各機器に切換え供給する複数の制御弁等を備えている。なお、２３２は動力装置２１１の前方側（図２中左側）の区画に設けた運転席で、この運転席２３２には、走行用操作レバー２３３や制御盤２３４等が設けられている。
【００２３】
上記１次破砕装置２０９は、上下が開口したハウジング２１２の内部に、図３に示すように幅方向に並設した複数（この例では２本）の破砕ロータ２１３，２１３を備えている。破砕ロータ２１３，２１３は、ハウジング２０９に軸受（図示せず）を介して回転自在に支持されたロール２１４と、このロール２１４の胴部表面に多数配設した破砕ビット２１５とで構成されており、ハウジング２０９に固定した駆動装置（図示せず）に直結している。これにより、ホッパ２１０に投入された被破砕物を、隣接する破砕ロータ２１３，２１３間に挟み込んで、破砕ビット２１５によるせん断作用によってある程度の大きさに粗破砕（１次破砕）し、下方に導出するようになっている。
【００２４】
また繁雑防止のため特に図示していないが、本実施の形態においては、ロール２１４，２１４の軸受を幅方向（図３中上下方向）にほぼ水平にスライドさせるロール２１４，２１４の間隔調整手段を設けてあり、破砕ビット２１５と相隣接するロール２１４の胴部表面との間隙ｗ1を少なくとも４５ｍｍ〜７５ｍｍの間で調整可能な構成となっている。また、回転軌跡が長手方向（図３中左右方向）に隣接するロール２１４，２１４の互いのビット２１５，２１５間の間隙ｗ2は、必ずしも限定されるものではないが、先の間隙ｗ1よりも小さく設定することが好ましい。従って、各破砕ビット２１５は大きさの異なるものと適宜交換可能な構成とすることが好ましい。
【００２５】
２１７は１次破砕装置２０９で粗破砕された被破砕物をジョークラッシャ３００に搬送する搬送手段としての役割を果たす排出コンベアで、この排出コンベア２１７の上流側（図２中左側）は支持部材２１８を介し本体フレーム２０２に、下流側（図２中右側）は支持部材２１９，２２０を介し上記動力装置２１１の後方に突設した支持アーム２２１に懸架されている。この排出コンベア２１７は、１次破砕装置２０９の下方から機外に上り傾斜に延設され、その放出端部は図１に示すようにジョークラッシャ３００のホッパ３１２（後述）上方に位置している。２２２は排出コンベア２１７のコンベアフレーム、２２３はこのコンベアフレーム２２２の先端部に設けた駆動輪、２２４は駆動輪２２３とコンベアフレーム２２２の上流側端部に設けた従動輪（図示せず）との間に巻回した搬送ベルト、２２５は駆動輪２２３に直結した駆動装置であり、この駆動装置２２５により搬送ベルト２２４が循環駆動されるようになっている。
【００２６】
２２６は搬送ベルト２２４上の被破砕物中の例えば鉄筋や水道管等といった磁性物（鉄屑）を除去する磁性物除去手段としての役割を果たす磁選機で、この磁選機２２６は、支持部材２２７を介し上記支持アーム２２１に吊り下げ支持されている。磁選機２２６は、図示しない駆動輪２２８及び従動輪２２９に巻回したその磁選機ベルト２３０が、排出コンベア２１７の搬送ベルト２２４の搬送面にほぼ直交し、搬送ベルト２２４と近接するよう配設されている。磁選機ベルト２３０の循環軌跡の内側には、図示しない磁力発生手段が設けられており、搬送ベルト２２４上の鉄筋等の鉄屑は、磁選機ベルト２３０越しに作用する磁力発生手段からの磁力により磁選機ベルト２３０に吸着され、排出コンベア２１７の側方に搬送され落下させられるようになっている。なお、２３１は磁選機２２６の駆動輪２２８に直結した駆動装置である。
【００２７】
ここで、繁雑防止のため図２及び図３には図示していないが、このロールクラッシャ２００には、上記１次破砕装置２０９の駆動装置の回転負荷を検出する負荷検出手段と、この負荷検出手段の検出信号を基に１次破砕装置２０９の作動状態を判断する制御装置とが設けられている。負荷検出手段は、駆動装置のトルクを検出するトルクセンサでも良いし、回転数を検出する回転数センサでも良い。制御装置は、１次破砕装置の作動状態の演算に加え、格納したプログラムに従って、１次破砕装置２０９の作動を制御すると共に、異常が発生したと判断された場合には、報知手段（例えば動力装置２１１上の警告灯２３５等）に指令信号を出力し作業者にそれを報知するようになっている。以下にその作動制御のプログラムを格納した制御装置の概略構成を説明する。
【００２８】
図４は上記制御装置の概略構成を表すブロック図である。この図４において、２４０は負荷検出手段からの検出信号の入力部、２４１は制御手順のプログラムや演算処理に必要な定数等を格納するリードオンリーメモリー（ＲＯＭ）、２４２は時間計測を行うタイマ、２４３はＲＯＭ２４１に格納したプログラムに順じて１次破砕装置２０９の駆動装置や報知手段への指令信号を演算する中央演算処理装置（ＣＰＵ）である。２４４はＣＰＵ２４３の演算結果や演算途中の数値を一時的に記憶するランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、２４５はＣＰＵ２４３で演算された指令信号を１次破砕装置２０９の駆動装置や報知手段に出力する出力部である。
【００２９】
上記ＲＯＭ２４１には、負荷検出手段により過負荷が検出されるとロール２１４（図３参照）を所定時間逆転駆動させてから正転駆動に復帰させる第１の制御手順と、この第１の制御手順を実行しても負荷検出手段の検出値が適正範囲に復帰しないときに第１の制御手順を再度実行する第２の制御手順と、この第２の制御手順により第１の制御手順が設定回数繰り返されたときにロール２１４の駆動装置を停止させる第３の制御手順とがプログラミングされている。
【００３０】
即ち、第１の制御手順では、ＣＰＵ２４３は、ＲＯＭ２４１のプログラムを読み込み、まず、負荷検出手段からの検出信号を基に演算された１次破砕装置２０９の駆動装置の負荷を予め設定されたしきい値とを比較する。演算した負荷がしきい値を超えた場合、１次破砕装置２０９の駆動装置に過負荷がかかっていると判断し、駆動装置に逆転を指令する指令信号を出力し、上記ロール２１４（図３参照）を逆転駆動させる。このとき、同時に報知手段に過負荷の報知を指令する指令信号を出力する（例えば上記警告灯２３５を点灯させる）。
【００３１】
次に、タイマ２４２による時間計測により所定時間逆転駆動させたら、１次破砕装置２０９の駆動装置に正転駆動を指令する指令信号を出力し、ロール２１４，２１４を正転駆動の運転状態に復帰させる。その後、１次破砕装置２１４の駆動装置の検出負荷が正常に復帰したら第２及び第３の制御手順を行わずに手順を終了し、報知手段に報知停止を指令する指令信号を出力する（例えば警告灯２３５を消灯させる）。それに対し、正常値に復帰しない場合は、基本的には正常値に復帰するまで以上の第１の制御手順を繰り返し実行する（第２の制御手順）が、第１の制御手順が設定回数繰り返し実行された場合、１次破砕装置２０９に著しく大きな鉄筋等、破砕不能物が投入されたと見なし、ロール２１４の駆動装置を停止させる（第３の制御手順）。また同時に破砕不能物の混入の報知を指令する指令信号を出力し作業者に知らせる（例えば点灯状態や点灯色を変更し警告灯２３５を点灯又は点滅させる等）。
【００３２】
続いて、ジョークラッシャ３００の構成を説明する。
図５及び図６は、上記ジョークラッシャ３００の全体構成を表す側面図及び上面図である。これら図５及び図６において、３０１は走行体で、この走行体３０１は、ほぼ水平に延設した本体フレーム３０２と、この本体フレーム３０２の下部に設けた走行装置３０３とで構成されている。また、３０４は走行装置３０３のトラックフレームで、このトラックフレーム３０４は、本体フレーム３０２の下部に連設している。３０５，３０６はそれぞれこのトラックフレーム３０４の両端に設けた従動輪（アイドラ）及び駆動輪、３０７はこれら従動輪３０５及び駆動輪３０６に巻回した履帯（無限軌道履帯）、３０８は駆動輪３０６に直結した駆動装置（走行用油圧モータ）である。３０９，３１０は本体フレーム３０２の長手方向一方側（図５中左側）に立設した支持ポスト、３１１はこれら支持ポスト３０９，３１０に支持された支持バーである。
【００３３】
３１２はロールクラッシャ２００からの被破砕物を受入れるホッパで、このホッパ３１２は、下方に向かって縮径するよう形成されており、上記支持バー３１１上に複数の支持部材３１３を介して支持されている。３１５はホッパ３１２のほぼ直下に位置するフィーダ（グリズリフィーダ）で、このフィーダ３１５は、ホッパ３１２に受け入れた被破砕物を後述の２次破砕装置３２０に搬送し供給する役割を果たし、ホッパ３１２とは独立して支持バー３１１に支持されている。３１６はフィーダ３１５の本体で、このフィーダ本体３１６内には、先端（図６中右側端部）が櫛歯状に形成された櫛歯プレート３１７が複数（この例では２枚）階段状に固定されており、複数のばね３１８を介して支持バー３１１上に振動可能に支持されている。３１９はフィーダ３１５の加振装置（フィーダ用油圧モータ）で、この加振装置３１９は、投入された櫛歯プレート３１７上の被破砕物が後方側（図５中右側）に送られるようフィーダ３１５を加振するようになっている。なお、加振装置３１９の構成は、特に限定されるものではないが、例えば偏心軸を回転駆動させる振動モータ等が挙げられる。また、３１４は櫛歯プレート３１７の櫛歯部分のほぼ直下に設けたシュートで、このシュート３１４は、櫛歯プレート３１７の櫛歯の隙間から落下する被破砕物中に含まれた細粒（いわゆるズリ）等を後述の排出コンベア３４０上に導く役割を果たす。
【００３４】
３２０は被破砕物を破砕する２次破砕装置（ジョークラッシャ）で、この２次破砕装置３２０は、ホッパ３１２及びフィーダ３１５よりも後方側（図５中右側）に位置し、図５に示すように、本体フレーム３０２の長手方向（図５中左右方向）中央付近に搭載されている。
【００３５】
図７は、２次破砕装置３２０内部の詳細構造を表す側面図である。この図７において、３２１は動歯３２２を備えたスイングジョー、３２３はフライホイールで、スイングジョー３２１の上端部は、フライホイール３２３の回転軸（エキセントリックシャフト）３２４に偏心させて取付けてあり、スイングジョー３２１の下方側は、固定側であるトグルブロック３２５のトグルシート３２６に回転可能に取り付けられたトグルプレート３２７に接続してある。このトグルプレート３２７は、２次破砕装置３２０の安全装置としての役割を果たすもので、その強度は、２次破砕装置３２０に破砕不可能なものが供給された場合に優先的に破断するよう設定されている。また、エキセントリックシャフト３２４の両側は、ブラケット３２８によって回転自在に支持されている。
【００３６】
上記構成により、２次破砕装置３２０は、クラッシャ用油圧モータ３２９（図６参照）で発生した駆動力を、ベルト（図示せず）及びフライホイール３２３を介してエキセントリックシャフト３２４に伝達して回転させ、このエキセントリックシャフト３２４の回転によってスイングジョー３２１の上端部を偏心回転運動させる一方、スイングジョー３２１の下方側をトグルシート３２６を中心として半径がトグルプレート３２７の長さの円弧軌跡上を往復運動させるようになっている。これによって、動歯３２１を固定歯３３０に対し前後に揺動運動させ、フィーダ３１５からこれら動歯３２１及び固定歯３３０間に導入された被破砕物を所定の大きさに破砕するようになっている。なお、３３１は動歯３２２の前後位置（図７中左右方向位置）を調整するための調整機構である。２次破砕装置３２０で細粒化され下方に排出される破砕物の大きさは、動歯３２２及び固定歯３３０の互いに対向する下端部の間隙ｗ3（厳密には偏心回転運動時、動歯３２２下端部が固定歯３３０下端部と最も離れる距離）により決定される。
【００３７】
図５及び図６に戻り、３４０は２次破砕装置３２０からの破砕物やシュート３１４からの細粒を機外に搬送し排出する排出コンベアで、この排出コンベア３４０は、下流側（図５中右側）の部分が斜めに立ち上がるよう、支持部材３４１，３４２を介し、動力装置３４３に取りつけた支持アーム３４４から懸架されている。また、この排出コンベア３４０は、上流側（図５中左側）の部分がほぼ水平な状態となるよう本体フレーム３０２から図示しない支持部材を介して吊り下げ支持されている。３４５は排出コンベア３４０のコンベアフレーム、３４６はこのコンベアフレーム３４５の放出側（図５中右側）端部に設けた駆動輪、３４８は駆動輪３４６に直結した駆動装置（排出コンベア用油圧モータ、図６参照）である。３５０はコンベアフレーム３４５の上流側端部に設けた従動輪（図示せず）と駆動輪３４６との間に巻回した搬送ベルトで、この搬送ベルト３５０は、駆動装置３４８によって駆動輪３４６が回転駆動させられることにより循環駆動するようになっている。
【００３８】
３５５は排出する破砕物中の鉄筋等といった磁性物（鉄屑）を除去する磁選機で、この磁選機３５５は、支持部材３５６を介し上記支持アーム３４４に吊り下げ支持されている。磁選機３５５は、駆動輪３５７及び従動輪３５８に巻回した磁選機ベルト３５９が、排出コンベア３４０の搬送ベルト３５０の搬送面に近接するよう、搬送ベルト３５０に対しほぼ直交方向に配置してある。３６０は駆動輪３５７に直結した磁選機３５５の駆動装置（磁選機用油圧モータ）である。なお、磁選機ベルト３５９の循環軌跡の内側には、図示しない磁力発生手段が設けられており、搬送ベルト３５０上の鉄筋等の鉄屑は、磁選機ベルト３５９越しに作用する磁力発生手段からの磁力により磁選機ベルト３５９に吸着され、排出コンベア３４０の側方に搬送され落下させられるようになっている。
【００３９】
上記動力装置３４３は、このジョークラッシャ３００の動力源（エンジン）やこれにより駆動される油圧ポンプ、各機器に作動油を切換供給する複数の制御弁等を内蔵しており、２次破砕装置３２０より更に後方側（図５中右側）に位置し、支持部材３６３を介し本体フレーム３０２の長手方向他方側（図５中右側）端部に支持されている。３６１は操作者が搭乗する運転席で、この運転席３６１は、動力装置３４３の前方側（図５中左側）の区画に設けられており、走行装置３０３の操作レバー３６２等の操作機器を有している。
【００４０】
次に、本実施の形態の動作及び作用を以下に説明する。
図１の破砕処理システムにおいて、油圧ショベル１００によりロールクラッシャ２００のホッパ２１０にリサイクル原料としての被破砕物を投入すると、ホッパ２１０で受け入れられた被破砕物が１次破砕装置２０９へと導かれ、１次破砕装置２０９において、ある程度の大きさ（具体的には図３で説明した間隙ｗ1）に粗破砕される。粗破砕された被破砕物は、１次破砕装置２０９から排出コンベア２１７上に落下して搬送され、その搬送中に磁選機２３０によって鉄筋等の鉄屑を除去され、ジョークラッシャ３００のホッパ３１２に供給される。
【００４１】
ジョークラッシャ３００において、ホッパ３１２で受け入れられた被破砕物は、フィーダ３１５によって２次破砕装置３２０へと搬送される。このとき、櫛歯プレート３１７（図６参照）の櫛歯間の間隙よりも小さなもの（ズリ等）は、櫛歯間の隙間からシュート３１４を介して排出コンベア３４０上に導かれ、それより大きなものが２次破砕装置３２０へと搬送される。２次破砕装置３２０に搬送された被破砕物は、固定歯３３０及び動歯３２２（図７参照）により所定の粒度（具体的には図７で説明した間隙ｗ3）に砕かれ、下方の排出コンベア３４０上に落下する。排出コンベア３４０上に導かれた破砕物やズリ等は、搬送中、磁選機３５５により残存した鉄筋等の鉄屑を更に吸着除去された上で、最終的にシステム外に排出される。
【００４２】
以上のように、本実施の形態においては、ロールクラッシャ２００によって、破砕対象物を予めある程度の大きさに粗破砕する。ロールクラッシャ２００は、動的な衝撃力によって被破砕物を破砕するジョークラッシャやインパクトクラッシャ等に比べると、一般的に小さく破砕したり粒の大きさの揃った破砕物を生産することは難しいが、静的なせん断力で被破砕物を破砕するため破損し難く、様々な状態の被破砕物を対象に破砕処理を行うことができる。そのため、ロールクラッシャ２００には、比較的大きな状態の被破砕物や鉄筋等がある程度混入した状態の被破砕物であっても投入することができる。本例では、そこに着目し、予めロールクラッシャ２００にて粗破砕することにより、後段のジョークラッシャ３００によって被破砕物を効率的に細粒化される程度の大きさに容易に粗破砕することができ、なおかつその際に被破砕物から鉄筋等を剥離し除去し易い状態とすることができる。これにより、こうした作業を手作業で行っていた従来のシステムに比べ、建設現場から出る岩石・建設廃材等を破砕処理して、所定粒度の骨材やアスファルトの再生原料を容易かつ効率的に生産することができる。
【００４３】
また、ジョークラッシャを用いて破砕処理作業を行う場合、ジョークラッシャのトグルプレートの折損を防止するために、投入される被破砕物中の鉄分を予めある程度除去する必要がある。この場合、従来ではジョークラッシャのホッパ付近に作業者を配備し、作業者が手作業で除去することにより、鉄分の投入を未然に防止していた。これも上記同様、作業者にとって非常に負担が大きく非効率的な作業となっていた。それに対し、本実施の形態においては、ロールクラッシャ２００をジョークラッシャ３００の前段に配置することにより、ある程度鉄屑が混入した状態のままの被破砕物であっても、そのままシステムに投入することができるので未然に作業者が鉄屑を除去する必要がなく、なおかつ１次破砕装置２０９により粗破砕される際に被破砕物と鉄屑とが剥離し、剥離した鉄屑のほとんどは、ジョークラッシャ３００に供給される前に、ロールクラッシャ２００の磁選機２３０によって自動的に除去される。これによっても、建設現場から出る岩石・建設廃材等を破砕処理して、所定粒度の骨材やアスファルトの再生原料を容易かつ効率的に生産することができる。
【００４４】
また、本実施の形態においては、１次破砕装置２０９において、破砕ビット２１５と隣接するロール２１４胴部表面との間隙ｗ1（図３参照）を４５ｍｍ〜７５ｍｍの間で調整できることで次のような効果が得られる。
リサイクル原料から再生骨材を生産する場合、その規格により破砕物の粒径を４０ｍｍ以下にすることが望まれることが多い。従って、図１のシステムにおいてこの４０ｍｍアンダーの再生砕石を生産する場合、２次破砕装置３２０において、動歯３２２が揺動運動する際に最も固定歯３３０から遠ざかる距離（間隙ｗ3、図７参照）が４０ｍｍ以下に調整すれば、粒径４０ｍｍ以上の破砕物が通過できないため、４０ｍｍアンダーの再生砕石の生産が可能となる。しかしながら、この間隙ｗ3を４０ｍｍ以下まで狭めた場合、仮に被破砕物に比較的大きな鉄屑が残存していたとすると、それがφ２０ｍｍ程度の比較的小さな鉄筋であっても、２次破砕装置３２０に与える衡撃は大きく、安全装置であるトグルプレート３２７（図７参照）が頻繁に折損し、甚だしい場合には、２次破砕装置３２０自体の破損を招く可能性がある。このような事態の発生は、２次破砕装置３２０の復旧に少なからず時間を要するため、破砕処理作業の効率を著しく低下させる原因となる。
【００４５】
そこで、本実施の形態においては、１次破砕装置２０９での破砕サイズを決定付ける上記間隙ｗ1を、少なくとも４５ｍｍ〜７５ｍｍの間で調整可能とする。例えば、間隙ｗ1を５０ｍｍに調整すれば、粗破砕時に、投入された被破砕物からφ１０ｍｍ以上の鉄筋をほとんど分別（被破砕物から剥離）することができる。また、φ２０ｍｍ以上の鉄筋を概ね除去するためには、間隙ｗ1を７５ｍｍ程度に調整すれば良い。このように、本実施の形態においては、２次破砕装置３２０の破損を招くような大きな鉄屑を、１次破砕装置２０９による粗破砕の段階で分別し、２次破砕装置３２０に供給されるまでに磁選機２３０により効率的に除去することができるので、２次破砕装置３２０の破損を防止することができ、作業効率を低下させることなく、４０ｍｍアンダーの破砕物を生産することができる。
なお、１次破砕装置２０９における上記の分別作用を効果的に得るためには、隣接する破砕ロータ２１３の互いの隣接破砕ビット２１４，２１４間の間隙ｗ2（図３参照）を間隙ｗ1以下とすることが望ましい。
【００４６】
更に、本実施の形態においては、先に図４を用いて説明した、１次破砕装置２０９の制御手順を実行するためのプログラムを予め内蔵の制御装置に格納してある。第１及び第２の制御手順によれば、１次破砕装置２０９に過負荷が生じた場合でも、一旦逆転駆動させることで運転を停止させることなく、連続的な作業を継続させることができる。第３の制御手順によれば、破砕不能物の無理な破砕を防止することにより、１次破砕装置２０９の破損を未然に防止することができるので、１次破砕装置２０９の復旧作業の発生を極力低減することができる。このような制御手順を実行するプログラムを予め格納しておくことにより、本実施の形態は、更に作業効率を向上させることができる。
【００４７】
また、１次破砕装置２０９の過負荷や破砕不能物の混入を作業者に報知する報知手段を備えることにより、作業者にその都度１次破砕装置２０９の作動状態を知らせることができるので、作業者に迅速な対応を促すことができ、これによっても作業の中断を極力抑制することができ、作業効率の低下を抑制することができる。なお、本実施の形態においては、この報知手段として、ロールクラッシャ２００の動力装置２１１上に設けた警告灯２３５（図２参照）を例示したが、これに限られるものではなく、例えば制御装置によって判断された作動状態に応じた警告音を発するブザーや、文字や記号によって詳細な情報を表示する表示パネル等であっても良い。これらの場合も同様の効果を得る。
【００４８】
また、以上の他にも、本実施の形態においては、１次破砕装置２０９の破砕ロータ２１３をロールクラッシャ２００の前後方向に延設しているので、幅方向に延設した場合に比べ、ロールクラッシャ２００の排出コンベア２１７の幅を狭くすることができ、後段のジョークラッシャ３００についても幅の狭いもので対応が可能となるというメリットもある。
【００４９】
本発明の破砕処理システムの他の実施の形態を図８及び図９を用いて説明する。
図８は、本発明の破砕処理システムの他の実施の形態の全体配置を表す側面図で、この図８において、図１と同様の部分には同符号を付し説明を省略する。本実施の形態の破砕処理システムと図１の破砕処理システムとの異なる点は、ジョークラッシャ３００に代えて、自走式のインパクトクラッシャ３００Ａを配置した点である。その他の構成については、前述の本発明の一実施の形態と同様であるが、本実施の形態は、特に道路工事等で発生するアスファルトを破砕処理し、再生アスファルトの原料を生産する場合に好適なシステムである。
以下に、このインパクトクラッシャ３００Ａの構成について説明する。
【００５０】
図９は、上記インパクトクラッシャ３００Ａの全体構成を表す側面図である。但し、図５及び図６のジョークラッシャ３００と同様又はほぼ同様の役割を果たす部分には同符号を付し説明を省略する。この図９において、３７０は本実施の形態における２次破砕装置（インパクトクラッシャ）で、このインパクトクラッシャ３００Ａの図５及び図６のジョークラッシャ３００との主な相違点は、この２次破砕装置３７０の構成にある。この２次破砕装置３７０は、この種のものとして公知の構成のものであり、詳細構造は特に図示していないが、そのハウジング３７１内に、胴部表面に複数個のビット（破砕歯）を備えた少なくとも１つの回転打撃子と、この回転打撃子に対向配置した少なくとも１つの反発板とを備えている。このような構成により、フィーダ３１５から供給された被破砕物を高速回転する回転打撃子のビットとの衝突により粉砕し、この回転打撃子により突き飛ばされた破砕物を対向する反発板に衝突させることにより更に細粒化して、下方の排出コンベア３４０上に落下させるようになっている。
【００５１】
上記構成により、本実施の形態においては、前述の本発明の一実施の形態と同様の効果を得ると共に、次のメリットを得ることができる。即ち、例えばアスファルトを破砕する場合、気温の高い時等は、アスファルトが軟化して前述のジョークラッシャ３００ではひしゃげてしまい所望の粒度に細粒化し難いことがあるが、本例の２次破砕装置３７０においては、衝突による衝撃力によって被破砕物を細粒化するので、軟化したアスファルトを対象としても、効果的に細粒化することができる。
【００５２】
なお、以上説明した各実施の形態においては、ロールクラッシャ２００、ジョークラッシャ３００、インパクトクラッシャ３００Ａとして、排出コンベアをその後方側（図１及び図８中右側）に延設したいわゆる前入れ後出し型のものを例として説明したが、これに限られず、排出コンベアを前方側（図１及び図８中左側）に延設したいわゆる前入れ前出し型のものであっても良い。また、１次破砕装置２０９は、ロール２１４を２つ備えた２軸のものを例示したが、これに限られず、更に多数のロール２１４を有するものであっても良いし、ロール２１４の対を上下に複数段設けたものであっても良い。これらの場合も上記同様の効果を得ることができる。
【００５３】
また、ジョークラッシャ３００に磁選機３５５を設けたが必ずしも必要なく、逆にインパクトクラッシャ３００Ａに磁選機を図示しなかったがインパクトクラッシャ３００Ａに磁選機を配設しても良い。また、例えばアスファルト等、鉄屑がほとんど混入していないものを破砕対象とする場合には、図１又は図８のシステムにおいて、ロールクラッシャ２００の磁選機２３０を省略しても良い。また、ロールクラッシャ２００、ジョークラッシャ３００、インパクトクラッシャ３００Ａは、それぞれ走行装置を備えた自走式のものを説明したが、これに限られず、例えば単に台車を備えて牽引により移動可能な可搬式のものであって良いし、省略して固定式のものとしても良い。これらの場合も上記同様の効果を得ることができる。
【００５４】
【発明の効果】
本発明によれば、複数の破砕ビットを有する少なくとも一対のロール間で被破砕物を破砕する１次破砕装置によって、破砕対象物を予めある程度の大きさに粗破砕することにより、被破砕物を２次破砕装置によって効率的に細粒化される程度の大きさに容易に粗破砕することができ、なおかつその際に被破砕物から鉄筋等を剥離し除去し易い状態とすることができる。これにより、こうした作業を手作業で行っていた従来のシステムに比べ、建設現場から出る岩石・建設廃材等を破砕処理して、所定粒度の骨材やアスファルトの再生原料を容易かつ効率的に生産することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の破砕処理システムの一実施の形態の全体配置を表す側面図である。
【図２】本発明の破砕処理システムの一実施の形態に配置されたロールクラッシャの全体構成を表す側面図である。
【図３】本発明の破砕処理システムの一実施の形態に配置されたロールクラッシャの全体構成を表す上面図である。
【図４】本発明の破砕処理システムの一実施の形態に配置されたロールクラッシャに備えられた制御装置の概略構成を表すブロック図である。
【図５】本発明の破砕処理システムの一実施の形態に配置されたジョークラッシャの全体構成を表す側面図である。
【図６】本発明の破砕処理システムの一実施の形態に配置されたジョークラッシャの全体構成を表す上面図である。
【図７】本発明の破砕処理システムの一実施の形態に配置されたジョークラッシャに備えられた２次破砕装置内部の詳細構造を表す側面図である。
【図８】本発明の破砕処理システムの他の実施の形態の全体配置を表す側面図である。
【図９】本発明の破砕処理システムの他の実施の形態に配置されたインパクトクラッシャの全体構成を表す側面図である。
【符号の説明】
１００油圧ショベル（原料投入手段）
２００ロールクラッシャ
２０２走行装置
２０３本体フレーム
２０９１次破砕装置
２１１動力装置
２１４ロール
２１５破砕ビット
２１７排出コンベア（搬送手段）
２３０磁選機（磁性物除去手段）
２３５警告灯（報知手段）
３００ジョークラッシャ
３００Ａインパクトクラッシャ
３０２本体フレーム
３０３走行装置
３２０２次破砕装置
３２２動歯
３３０固定歯
３４３動力装置
３７０２次破砕装置
ｗ１間隙寸法

Claims

鉄筋を含む鉄屑を含有した岩石・建設廃材である原料から骨材やアスファルトを含む再生品を生産する破砕処理システムにおいて、
油圧ショベルと、
走行体、前記走行体上に設けた本体フレーム、前記本体フレームの長手方向の一方側に設けた１次破砕装置、前記１次破砕装置の上部に設けたホッパ、前記本体フレームの長手方向の他方側に設けた動力装置、前記１次破砕装置の下方から前記本体フレームの長手方向の他方側に向かって延在する排出コンベア、及び前記排出コンベアの上方に設けた磁性物除去装置を有し、前記油圧ショベルにより前記ホッパに投入された前記原料を前記１次破砕装置により第１の設定粒度に粗破砕して前記排出コンベアにより搬送し、前記排出コンベア上を搬送される破砕物中の鉄屑を前記磁性物除去装置により除去する第１の自走式破砕機械と、
走行体、前記走行体上に設けた本体フレーム、前記本体フレームの長手方向の一方側の上部に設けたホッパ、前記ホッパの下方に設けたフィーダ、前記本体フレーム上の中央部付近に設けた２次破砕装置、前記本体フレームの長手方向の他方側に設けた動力装置、及び前記２次破砕装置の下方から前記本体フレームの長手方向の他方側に向かって延在する排出コンベアを有し、前記第１の自走式破砕機で粗破砕された破砕物を前記第１の自走式破砕機の排出コンベアよりそのホッパに受け入れて前記フィーダで搬送し、前記２次破砕装置により前記第１の設定粒度よりも小さな第２の設定粒度に細粒化する第２の自走式破砕機械とを備え、
前記１次破砕装置が、胴部に複数の破砕ビットを配設した少なくとも一対のロールを有し、前記油圧ショベルの作業装置により投入された前記原料を前記一対のロール間に挟み込んで粗破砕するロールクラッシャであり、前記ロールの胴部表面と該ロールに隣接するロールに配設された破砕ビットとの間隙を少なくとも４５ｍｍ〜７５ｍｍの間で調整可能な間隙調整手段をさらに備えており、前記原料を粗破砕する際に原料に含有される鉄屑を原料から剥離することを特徴とする破砕処理システム。
請求項１記載の破砕処理システムにおいて、前記２次破砕装置は、固定歯と、この固定歯に対して揺動する動歯とを備えたジョークラッシャであることを特徴とする破砕処理システム。
請求項１記載の破砕処理システムにおいて、前記２次破砕装置は、胴部に複数のビットを配設した少なくとも１つの回転打撃子と、この回転打撃子に対向配置した少なくとも１つの反発板とを備えたインパクトクラッシャであることを特徴とする破砕処理システム。
請求項１乃至３のいずれか１項記載の破砕処理システムにおいて、
前記ロールの駆動装置の回転負荷を検出する負荷検出手段と、
この負荷検出手段からの検出信号に応じて前記１次破砕装置の作動状態を演算する制御装置と、
この制御装置からの指令信号に応じて前記１次破砕装置の作動状態を報知する報知手段と
を備えたことを特徴とする破砕処理システム。
請求項１乃至４のいずれか１項記載の破砕処理システムにおいて、
前記ロールの駆動装置の回転負荷を検出する負荷検出手段と、この負荷検出手段からの検出信号に応じて前記１次破砕装置の作動状態を演算する制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記付加検出手段からの検出信号を入力する入力部、時間計測を行うタイマ、制御プログラムを記憶した記憶部、前記記憶部に記憶されたプログラムに順じて前記１次破砕装置への指令信号を演算する演算部、前記演算部で演算された指令信号を前記１次破砕装置に出力する出力部を備えており、
前記演算部は、前記記憶部の制御プログラムを読み込み、前記負荷検出手段からの検出信号を基に演算された１次破砕装置の検出負荷が予め設定されたしきい値を超え過負荷が検出された場合、前記ロールを設定時間逆転駆動させてから正転駆動に復帰させる第１の制御手順を実行し、
この第１の制御手順の実行後、前記タイマによる時間計測により設定時間の経過が確認されても前記付加検出手段からの検出信号に基づく前記１次破砕装置の検出負荷が前記しきい値以下に復帰しない場合、前記第１の制御手順を再度実行する第２の制御手順を実行し、
この第２の制御手順により、前記第１の制御手順が設定回数繰り返された場合、前記ロールの駆動装置を停止させる第３の制御手順を実行することを特徴とする破砕処理システム。