JP4113421B2 - 破砕処理システム - Google Patents
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Description
【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
209 1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
320 2次破砕装置
322 動歯
330 固定歯
343 動力装置
370 2次破砕装置
w1 間隙寸法
Claims (5)
- 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。
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