(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーシングの鉛直筒部内に設けた偏心回転軸に筒状ロータを回転自在に取り付けて、これらの鉛直筒部と筒状ロータ間に環状の摩砕室を形成し、この環状の摩砕室の下方を排出量規制板で規制して、摩砕室に充填されるコンクリート塊を、前記筒状ロータの偏心回転で圧縮力を加えながら互いに摩擦接触させ、その骨材からセメントモルタル分を除去するコンクリート塊の摩砕装置において、前記排出量規制板を前記筒状ロータに取り付け、この排出量規制板の外径側排出端を、前記鉛直筒部の下端内周を起点として前記コンクリート塊の安息角で下方へ延長した円錐面よりも外側に位置させるようにしたことを特徴とするコンクリート塊の摩砕装置。
【請求項２】
前記排出量規制板の外周縁に、上方に突出する堰を設けた請求項１に記載のコンクリート塊の摩砕装置。
【請求項３】
前記ケーシングの鉛直筒部を昇降可能とした請求項１または２に記載のコンクリート塊の摩砕装置。
【請求項４】
前記環状の摩砕室の内周側および外周側の壁面の少なくとも一方に、前記摩砕室内に突出する水平リングを設けた請求項１乃至３のいずれかに記載のコンクリート塊の摩砕装置。
【請求項５】
前記水平リングを着脱可能とした請求項４に記載のコンクリート塊の摩砕装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、コンクリート廃材から得られるコンクリート塊を、圧縮力を加えながら互いに摩擦接触させて、その骨材からセメントモルタル分を除去するコンクリート塊の摩砕装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
建設廃棄物の大きな割合を占めるコンクリート廃材は、路盤材や埋め戻し材として再利用されているが、構造体コンクリート用骨材としてのより高度な再利用法が求められている。コンクリート廃材を構造体コンクリート用骨材として再利用するためには、これらを破砕して得られるコンクリート塊を、圧縮力を加えながら互いに摩擦接触させ（以下、この作用を摩砕と言う）、その骨材からセメントモルタル分を除去する必要がある。
【０００３】
このようにコンクリート塊を摩砕する装置としては、例えば、特開２００１−２３９２５０号公報に記載されたものがある。この摩砕装置は、図４に示すように、ケーシング５１の鉛直筒部内に、偏心回転自在な筒状ロータ５２を設けて、鉛直筒部と筒状ロータ５２間に環状の摩砕室５３を形成し、この環状の摩砕室５３の下方を排出量規制板５４で規制して、摩砕室５３に充填されるコンクリート塊Ａを、筒状ロータ５２の偏心回転による摩砕室５３の半径方向間隙の拡縮で摩砕し、その骨材からセメントモルタル分を除去するものである。なお、この装置では、摩砕の際の圧縮力を増大するために鋼球等の媒体Ｂをコンクリート塊Ａと一緒に摩砕室５３に充填している。
【０００４】
前記排出量規制板５４は上下位置を調節可能に設置されており、摩砕室５３の下端に接近させることにより、摩砕室５３内でのコンクリート塊Ａの充填密度を高くすることができるようになっている。摩砕室５３での摩砕で分離した骨材とセメントモルタル分は、ケーシング５１の下端からホッパ５５に排出され、振動篩や風篩等により篩い分けられる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来のコンクリート塊の摩砕装置では、骨材からのセメントモルタル分の除去効率を高めるために、排出量規制板を摩砕室の下端に接近させて、摩砕室内でのコンクリート塊の充填密度を高くすると、摩砕室の下端と排出量規制板の間が閉塞される恐れがある。
【０００６】
このため、排出量規制板の摩砕室下端への接近量が制約され、そのままではセメントモルタル分の除去効率を十分に高めることはできず、これを補うために摩砕の際の圧縮力を増大する媒体をコンクリート塊と一緒に充填している。この媒体は摩砕装置から排出されたのち、得られた骨材と分離する必要があるので、別途の余分な工程を必要とする。
【０００７】
そこで、この発明の課題は、コンクリート塊のみを充填するだけで、高いセメントモルタル分の除去効率を得ることができるコンクリート塊の摩砕装置を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、この発明は、ケーシングの鉛直筒部内に設けた偏心回転軸に筒状ロータを回転自在に取り付けて、これらの鉛直筒部と筒状ロータ間に環状の摩砕室を形成し、この環状の摩砕室の下方を排出量規制板で規制して、摩砕室に充填されるコンクリート塊を、前記筒状ロータの偏心回転で圧縮力を加えながら互いに摩擦接触させ、その骨材からセメントモルタル分を除去するコンクリート塊の摩砕装置において、前記排出量規制板を前記筒状ロータに取り付け、この排出量規制板の外径側排出端を、前記鉛直筒部の下端内周を起点として前記コンクリート塊の安息角で下方へ延長した円錐面よりも外側に位置させた構成を採用したものである。
【０００９】
すなわち、排出量規制板を筒状ロータに取り付けて、筒状ロータの偏心回転で排出量規制板を常に揺さぶることにより、この揺さぶりでその上方に充填されたコンクリート塊の流動性を高め、排出量規制板を摩砕室の下端に接近させて、摩砕室内のコンクリート塊の充填密度を高くしても、摩砕室の下端と排出量規制板の間が閉塞されないようにした。排出量規制板の外径側排出端を、前記鉛直筒部の下端内周を起点としてコンクリート塊の安息角で下方へ延長した円錐面よりも外側に位置させるようにしたのは、摩砕室下端の排出口が常にコンクリート塊で塞がれるようにし、摩砕に必要な滞留時間を十分に確保するためである。
【００１０】
前記排出量規制板の外周縁に、上方に突出する堰を設けることにより、排出量規制板の外径を小さくして、その外径側排出端を前記安息角で下方へ延長した円錐面よりも外側に位置させることができる。
【００１１】
前記ケーシングの鉛直筒部を昇降可能とすることにより、万が一、摩砕室の下端と排出量規制板の間が閉塞されても、鉛直筒部を上昇させるのみで、摩砕装置の運転を停止することなく閉塞を解消することができる。また、鉛直筒部材を昇降することにより、摩砕処理されるコンクリート塊の粒度に応じて、摩砕室の下端と排出量規制板との間隔を調節し、摩砕室内のコンクリート塊の充填密度を調整することもできる。
【００１２】
前記環状の摩砕室の内周側および外周側の壁面の少なくとも一方に、前記摩砕室内に突出する水平リングを設けることにより、環状の摩砕室内のコンクリート塊の動きを上下方向にもある程度拘束し、筒状ロータの偏心回転による摩砕室の半径方向間隙の拡縮で、前記摩砕の際の圧縮力を半径方向のみでなく上下方向にも発生させ、この２軸方向に発生する圧縮力の作用で、セメントモルタル分の除去効率をより高めることができる。なお、この水平リングは上下に何段に設けてもよく、複数段に設ける場合は、各段の水平リングの壁面からの突出量を異なるものとしてもよい。
【００１３】
前記水平リングを着脱可能とすることにより、摩砕処理されるコンクリート塊の粒度に応じて、水平リングを線径の異なるものと交換し、その壁面からの突出量を調節することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図１乃至図３に基づき、この発明の実施形態を説明する。図１および図２は、第１の実施形態である。このコンクリート塊の摩砕装置は、図１に示すように、ケーシング１の上部が別体の鉛直筒部材２で形成され、ケーシング１の中心に設けられた回転軸３の上部が偏心軸部３ａとされて鉛直筒部材２の中に挿入され、この偏心軸部３ａに筒状ロータ４が軸受５で回転自在に取り付けられて、鉛直筒部材２と筒状ロータ４の間に環状の摩砕室６が形成されている。
【００１５】
摩砕処理されるコンクリート塊は、鉛直筒部材２の上方から投入され、摩砕室６に充填される。環状の摩砕室６の内周壁を形成する筒状ロータ４は、内ロータ４ａとライナを兼ねた外ロータ４ｂとから成り、外ロータ４ｂの下端外周側に、摩砕室６の下方を規制する環状の排出量規制板７が取り付けられている。なお、筒状ロータ４の下部に外側への傾斜面を設けたのは、摩砕室６に充填されるコンクリート塊の落下を抑制するためである。
【００１６】
前記排出量規制板７の外周縁には、上方に突出する堰７ａが設けられており、その上端が、鉛直筒部材２の下端内周を起点としてコンクリート塊の安息角φで下方へ延長した円錐面７ｂよりも全周で外側に位置するようになっている。したがって、摩砕室６下端の排出口は常にコンクリート塊で塞がれ、摩砕に必要な滞留時間が十分に確保される。なお、この実施形態ではコンクリート塊の安息角φを３５°として設計している。
【００１７】
前記回転軸３は、ケーシング１の内側に張り出す支持部８に軸受９で回転自在に支持され、その下端に取り付けられたプーリ１０に、Ｖベルト１１を介してモータ１２の回転力が伝達されるようになっている。
【００１８】
前記鉛直筒部材２は、油圧シリンダ１３で昇降可能とされており、万が一、摩砕室６の下端と排出量規制板７の間が閉塞されても、鉛直筒部材２を上昇させるのみで、摩砕装置の運転を停止することなく閉塞を解消できるようになっている。また、鉛直筒部材２を昇降することにより、摩砕処理されるコンクリート塊の粒度に応じて、摩砕室６の下端と排出量規制板７との間隔を調節し、摩砕室６内のコンクリート塊の充填密度を調整することもできる。
【００１９】
前記摩砕室６に充填されたコンクリート塊は、筒状ロータ４の偏心回転で摩砕され、その骨材からセメントモルタル分が除去される。この摩砕で分離された骨材とセメントモルタル分は、排出量規制板７の外周から下方に落下し、排出口１４から排出コンベア１５上に排出される。排出コンベア１５で排出された骨材とセメントモルタル分は、振動篩や風篩等により篩い分けられる。
【００２０】
つぎに、前記摩砕室６での摩砕作用を図２により説明する。前記偏心軸部３ａの中心Ｐは、回転軸３の１回転で、回転軸３の中心Ｏからの偏心量δを半径とする円Ａ上を１周し、これに伴って筒状ロータ４の外周点Ｑも、円Ａと同じ半径の円Ｂ上を１周し、筒状ロータ４が、図中に二点鎖線で示す位置との間を旋回運動する。したがって、環状の摩砕室６の半径方向間隙は各周方向位置で連続的に拡縮する。
【００２１】
前記回転軸３は５００ｒｐｍ程度の回転数で高速回転するので、筒状ロータ４も１分間に５００回程度旋回して、前記摩砕室６の半径方向間隙が高速で拡縮する。したがって、この高速で拡縮する間隙に充填されたコンクリート塊が、圧縮力を受けながら互いに摩擦接触し、その骨材からセメントモルタル分が除去される。
【００２２】
なお、偏心軸部３ａに回転自在に取り付けられた筒状ロータ４は、摩砕室６に充填されたコンクリート塊でその回転を規制されるので、コンクリート塊の流動に伴って回転軸３の回転速度の１／１０以下の低速で回転する。この筒状ロータ４の回転は、回転軸３の回転方向と逆方向に生じることが多い。
【００２３】
前記排出量規制板７は筒状ロータ４に取り付けられているので、筒状ロータ４と一緒に高速で旋回運動する。したがって、この旋回運動による揺さぶりで、排出量規制板７の上方に充填されたコンクリート塊の流動性が高められるので、排出量規制板７を摩砕室６の下端に接近させて、摩砕室６内のコンクリート塊の充填密度を高くしても、摩砕室６の下端と排出量規制板７の間が閉塞されることはない。
【００２４】
図３は、第２の実施形態を示す。このコンクリート塊の摩砕装置は、基本的な構成は第１の実施形態のものと同じであり、環状の摩砕室６の内周壁を形成する筒状ロータ４の外周に、摩砕室６内に突出する水平リング１６が、上下に複数段に設けられている点のみが異なる。その他の部分は、第１の実施形態のものと同じであるので、図１と同じ符号で表示した。
【００２５】
したがって、この実施形態では、環状の摩砕室６内のコンクリート塊の動きが、摩砕室６内に突出する水平リング１６により上下方向にもある程度拘束され、筒状ロータ４の偏心回転による摩砕室６の半径方向間隙の拡縮で、摩砕の際の圧縮力を半径方向のみでなく上下方向にも発生させ、この２軸方向に発生する圧縮力の作用で、セメントモルタル分の除去効率をより高めることができる。
【００２６】
前記各水平リング１６は、筒状ロータ４の上端に取り付けられた環状板１７から垂下された複数の垂直棒１８に固定されている。各水平リング１６は環状板１７と一緒に筒状ロータ４へ着脱できるようになっており、摩砕処理されるコンクリート塊の粒度に応じて水平リング１６を線径の異なるものと交換し、その摩砕室６内への突出量を調節することができる。
【００２７】
なお、この実施形態では、水平リング１６を筒状ロータ４の外周に設けて、環状の摩砕室６の内周側から突出させたが、鉛直筒部材２の内周に設けて、摩砕室６の外周側から突出させてもよい。勿論、摩砕室６の内外周両側から突出させてもよい。
【００２８】
【発明の効果】
以上のように、この発明のコンクリート塊の摩砕装置は、環状の摩砕室の下方を規制する排出量規制板を筒状ロータに取り付けて、筒状ロータの偏心回転で排出量規制板を常に揺さぶるようにするともに、排出量規制板の外径側排出端を、鉛直筒部の下端内周を起点としてコンクリート塊の安息角で下方へ延長した円錐面よりも外側に位置させることにより、排出量規制板を摩砕室の下端に接近させて、摩砕室内のコンクリート塊の充填密度を高くしても、摩砕室の下端と排出量規制板の間が閉塞されず、かつ、摩砕室下端の排出口が常にコンクリート塊で塞がれるようにしたので、摩砕に必要な滞留時間を十分に確保して、コンクリート塊のみを充填するだけで、その骨材からのセメントモルタル分の除去効率を高めることができる。
【００２９】
また、前記環状の摩砕室の内周側および外周側の壁面の少なくとも一方に、摩砕室内に突出する水平リングを設けることにより、環状の摩砕室内のコンクリート塊の動きを上下方向にもある程度拘束し、筒状ロータの偏心回転による摩砕室の半径方向間隙の拡縮で、摩砕の際の圧縮力を半径方向のみでなく上下方向にも発生させ、この２軸方向に発生する圧縮力の作用で、セメントモルタル分の除去効率をより高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態のコンクリート塊の摩砕装置を示す縦断面図
【図２】図１の摩砕室での摩砕作用を説明する平面断面図
【図３】第２の実施形態のコンクリート塊の摩砕装置を示す一部省略縦断面図
【図４】従来のコンクリート塊の摩砕装置を示す縦断面図
【符号の説明】
１  ケーシング
２  鉛直筒部材
３  回転軸
３ａ  偏心軸部
４  筒状ロータ
４ａ  内ロータ
４ｂ  外ロータ
５  軸受
６  摩砕室
７  排出量規制板
７ａ  堰
７ｂ  円錐面
８  支持部
９  軸受
１０  プーリ
１１  Ｖベルト
１２  モータ
１３  油圧シリンダ
１４  排出口
１５  排出コンベア
１６  水平リング
１７  環状板
１８  垂直棒
【図１】
0003652664.tif 000002
【図２】
0003652664.tif 000003
【図３】
0003652664.tif 000004
【図４】
0003652664.tif 000005