(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
材料を内部に貯えるドラムと、該ドラム内に公転する攪拌翼と公転しながら自転するロータを備え、前記攪拌翼の公転とロータの自転が夫々の回転方向・回転速度を任意に選定されると共に攪拌翼とドラム内壁とのスキマが攪拌翼の回転方向によって変化するスキマ変更機構を備えていることを特徴とする脱水ケーキまたは建設残土などに固化剤、添加剤等を加えて造粒する再生造粒物の製造装置。
【請求項２】
前記ロータが、ロータの回転軸から直角方向へ向けて層状に間隔を有する回転羽根を有することを特徴とする請求項１記載の脱水ケーキまたは建設残土などに固化剤、添加剤等を加えて造粒する再生造粒物の製造装置。
【請求項３】
前記ロータが、ロータの回転軸と平行に複数の回転羽根を有すると共に、該羽根の切断面が切断面形状円形になされていることを特徴とする請求項１記載の脱水ケーキまたは建設残土などに固化剤、添加剤等を加えて造粒する再生造粒物の製造装置。
【請求項４】
材料を内部に貯えるドラムと、該ドラム内に公転する攪拌翼および公転しながら自転するロータを備え、前記攪拌翼の公転とロータの自転が夫々の回転方向・回転速度を任意に選定される装置を用い混合工程・ねっか工程・造粒工程の３工程を同じドラム内で一連の連続作業となして実施すると共に、下記の制限条件に従いながら実施する脱水ケーキまたは建設残土などに固化剤、添加剤等を加えて造粒する再生造粒物の製造方法
（ア）前記ねっか工程が、攪拌翼の回転方向を逆回転で回転させて実施されること、
（イ）前記造粒工程が、攪拌翼の回転方向を逆回転で回転させて実施されること。
【請求項５】
材料を内部に貯えるドラムと、該ドラム内に公転する攪拌翼および公転しながら自転するロータを備え、前記攪拌翼の公転とロータの自転が夫々の回転方向・回転速度を任意に選定される装置を用い粉砕工程・混合工程・ねっか工程・造粒工程の４工程を同じドラム内で一連の連続作業となして実施すると共に、下記の制限条件に従いながら実施する脱水ケーキまたは建設残土などに固化剤、添加剤等を加えて造粒する再生造粒物の製造方法
（ア）前記粉砕工程が、ロータの回転速度を高速で回転させて実施されること、（イ）前記ねっか工程が、攪拌翼の回転方向を逆回転で回転させて実施されること、
（ウ）前記造粒工程が、攪拌翼の回転方向を逆回転で回転させて実施されること。
【請求項６】
前記ねっか工程が、攪拌翼の回転方向を繰り返し変更させて実施される請求項４または５記載の脱水ケーキまたは建設残土などに固化剤、添加剤等を加えて造粒する再生造粒物の製造方法。
【請求項７】
前記造粒工程が、ロータの回転速度を高速で回転させて実施される請求項４または５記載の脱水ケーキまたは建設残土などに固化剤、添加剤等を加えて造粒する再生造粒物の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
汚泥等水分を多量に含んだ泥を脱水装置を用いて絞った後の細粒物の塊（以下脱水ケーキという）、または建設残土などに、固化材、添加剤等を加え改良し、造粒物を造る再生造粒物の製造装置及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来脱水ケーキのほとんどが、産業廃棄物として処理業者に引き渡す等の方法で処理されていた。しかし最近のリサイクル化の動向から、この脱水ケーキなどを再び資源として活用することが考えられており、その主なものとして、造粒物に成形し園芸材料、建設資材などへの利用が計られている。これらの造粒物を得るためには、次の３つの工程をそれぞれ専用の機械を用いて行うことが知られていた。
まず、第一工程として脱水ケーキを粉砕し粉砕物とする。次に、第二工程として粉砕物にセメントなどの固化材、用途に合せた添加剤等を加え混練（混合＋ねっか）し混練物とする。さらに、第三工程として混練物を一定の大きさに粒状化し造粒物とするものであった。
これらの工程において特に第二工程は材料の混合に加え、ねっかと呼ばれる混合材料を強力に練り込む作業が必要であり、その装置としてはロールミル、マラー式ねっか機等があった。
【０００３】
また、建設残土など粒土の小さいものは上記第一工程である粉砕は必要でなく、第二工程の混練、第三工程の造粒の二つの工程を経て使用されていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、テスト的に処理を行う際は上記工程を経ることが最良とされているにもかかわらず、上記いずれの場合にも実際は第二工程において大量な処理量に対応するため上記ロールミル、マラー式ねっか機等はネック工程になることから使用されておらず、ほとんどの場合生コンクリート混練用のミキサで代用されていた。そのため、出来上がった造粒物は、その外部のみに固化材がコーティングされた状態になり全体の結合力が弱く、、圧縮強度の著しく弱いものになっていた。
【０００５】
本発明は、この実状に鑑み、脱水ケーキまたは建設残土などから造粒物を得るまでの従来の前記３つの工程を新たに４つの工程となし、且つ１台の装置を用いて実施すると共に、追加する工程に十分なねっか作用を付加することで造粒物の品質の向上をはかることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
このため本発明は、材料を内部に貯えるドラムと、該ドラム内に公転する攪拌翼と公転しながら自転するロータを備え、前記攪拌翼の公転とロータの自転が夫々の回転方向・回転速度を任意に選定されると共に攪拌翼とドラム内壁とのスキマが攪拌翼の回転方向によって変化するスキマ変更機構を備えていることを特徴とする脱水ケーキまたは建設残土などに固化剤、添加剤等を加えて造粒する再生造粒物の製造装置であり、材料を内部に貯えるドラムと、該ドラム内に公転する攪拌翼および公転しながら自転するロータを備え、前記攪拌翼の公転とロータの自転が夫々の回転方向・回転速度を任意に選定される装置を用い混合工程・ねっか工程・造粒工程の３工程を同じドラム内で一連の連続作業となして実施すると共に、下記の制限条件に従いながら実施する脱水ケーキまたは建設残土などに固化剤、添加剤等を加えて造粒する再生造粒物の製造方法
（ア）前記ねっか工程が、攪拌翼の回転方向を逆回転で回転させて実施されること、
（イ）前記造粒工程が、攪拌翼の回転方向を逆回転で回転させて実施されることであり、また、材料を内部に貯えるドラムと、該ドラム内に公転する攪拌翼および公転しながら自転するロータを備え、前記攪拌翼の公転とロータの自転が夫々の回転方向・回転速度を任意に選定される装置を用い粉砕工程・混合工程・ねっか工程・造粒工程の４工程を同じドラム内で一連の連続作業となして実施すると共に、下記の制限条件に従いながら実施する脱水ケーキまたは建設残土などに固化剤、添加剤等を加えて造粒する再生造粒物の製造方法
（ア）前記粉砕工程が、ロータの回転速度を高速で回転させて実施されること、（イ）前記ねっか工程が、攪拌翼の回転方向を逆回転で回転させて実施されること、
（ウ）前記造粒工程が、攪拌翼の回転方向を逆回転で回転させて実施されることである。
【０００７】
本発明は、公転する攪拌翼及び公転しながら自転するロータを備え、攪拌翼の公転によってねっかと造粒を行い、ロータによって粉砕と混合を行う。その為に攪拌翼の公転とロータの自転の回転方向・回転速度が任意になされており、回転方向・回転速度を変えることによって、攪拌翼とロータの機能を変えて課題を解決するものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
具体的な実施の一例として、脱水ケーキから造粒物を得る場合を図面を用いて説明する。図１は本装置の平面図、図２は図１のＺ−Ｚ部の断面図である。
【０００９】
図１において円筒形のドラム１には、公転する撹拌翼２と、公転しながら自転するロータ３が備えられている。そして公転する撹拌翼２が付設されている第１回転軸４は、ドラム１の外部に設けられ変速機構Ａ１３を介するモータＡ５を備え、変速機構Ａ１３の操作によって公転する回転方向・回転速度が自由に変更できる。また、公転しながら自転するロータ３は、第１回転軸４の上部に該回転軸４と一体的に設けられるアーム６に付設され、第１回転軸４の回転によって公転されると共にアーム６に備える変速機構Ｂ１４を介するモータＢ７によって、ロータ３の備える回転羽根１５の自転の回転方向・回転速度が自由に変更できる構造になされている。なお、回転羽根１５の垂直切断面は図９に示すような多角形であり、回転羽根１５の上面で正回転時前方側を角度αだけ傾斜させてある。そして、回転羽根１５の最下段には、ドラム内壁９へ向けて突出する複数のピン２４がドラム内壁９との間にスキマＹをなして設けられている。さらに撹拌翼２に備える撹拌具８は、該撹拌具８とドラム１のドラム内壁９とのスキマを変えることができるスキマ変更機構１０を備えている。該スキマ変更機構１０は、ピン１９、ブラケットＡ２０、ブラケットＢ２１、ストッパ２２から構成されており、ピン１９を中心にブラケットＢ２１が揺動可能になされている。このスキマ変更機構１０は図１０に示すごとく、このストッパ２２の取付位置を変えることによって、ブラケットＢ２１の揺動角度が変更され、撹拌具８とドラム内壁９とのスキマＸが図示のＸ１、Ｘ２に変更できる構造になされている。その他にドラム内壁９に付着する内容物１１を除去するスクレーパ１２がアーム６に付設されて回転翼２と回転方向・回転速度を同じくしている。
【００１０】
このような構造になされている本装置は、変速機構Ａ１３、変速機構Ｂ１４を操作しながらモータＡ５、モータＢ７を駆動させれば、公転する撹拌翼２の回転方向・回転速度および撹拌翼２とドラム内壁９とのスキマを任意に調整できると共に公転しながら自転するロータ３の自転する回転方向・回転速度を任意に調整できるものであり、これによって撹拌具８と回転羽根１５の機能を変えることになるのである。
【００１１】
この装置を使用して脱水ケーキから造粒物を造る過程を図面を用いて工程別に説明する。
【００１２】
図３は、その工程図を示し、図４乃至図７は工程別の内容物１１の動きを示す模式図、図８は攪拌翼２がスキマ変更機構１０の働きによりドラム内壁９とのスキマを変化させた時の内容物１１の移動状態を示す模式図、また図９はロータ３の自転の回転方向を変化させた時の回転羽根１５による内容物１１の移動状態を示す模式図である。
尚、図中に示す黒矢印は攪拌翼２とロータ３の回転によって内容物１１が相対的に移動する方向を、白矢印は攪拌翼２の公転とロータ３の自転の回転方向を示すものである。
【００１３】
図４は第１工程である粉砕工程を示す図であり、撹拌翼２とロータ３は共に回転方向を正回転とし回転速度を高速回転となし、脱水ケーキ１６をできるだけ小さく粉砕するために撹拌翼２を正回転させ、先端の撹拌具８でドラム内壁９の粉砕された脱水ケーキ１６を図８Ａの如くほぐしながら高速回転するロータ３によってさらに小さく粉砕する工程である。この際、図９Ａに示すごとく回転羽根１５の角度αだけ切落された側が回転方向となる正回転であることから、脱水ケーキを切断し、粉砕するのに適している。
この時の回転速度は高速回転が必要であり、撹拌翼２の周速が１５０m／min〜３５０m／min、ロータ３の回転数が４００rpm〜７５０rpmが望ましく、たとえば、ドラム径１ｍの場合には撹拌翼２の周速が１７０m／min、ロータ３の回転数が６００rpmが適している。
【００１４】
図５は第２工程である混合工程を示す図であり、内容物１１としては第１工程で脱水ケーキ１６を粉砕した粉砕物に固化材としてセメントと少量の水を加える。そしてこの３者を混合するために撹拌翼２は回転方向を正回転で回転速度を高速回転となし、ロータ３は回転方向を逆回転で回転速度を高速回転となすのである。これによって混合物（内容物１１）である３者を十分に混合及び拡散させることができる。特に、ロータ３の回転方向が逆回転であることから、図９Ｂに示すごとく回転羽根１５の回転方向である垂直面２３によって混合物が２分され、混合物の分散を助長させる。
【００１５】
図６は第３工程であるねっか工程を示す図であり、撹拌翼２は、その回転方向を逆回転方向へ向けて低速で回転させ、図８Ｂの如く撹拌具８とドラム内壁９との漸減するスキマＸで十分練り込む働きをするものである。その際ロータ３は、回転羽根１５とドラム内壁９とのスキマＹが小さくされており、撹拌具８によってドラム内壁９に押し付けられた混合物をはがすと共に分散させるために逆回転方向へ向けて低速で回転させることになる。この場合、さらに十分な練り込みを行うためには、撹拌翼２の回転方向を繰り返し変更することによって、押し付け・はがしをより確実に実施することができる。
ここで低速回転の回転速度は、撹拌翼２の周速が３０m／min〜８０m／min、ロータ３の回転数が１００rpm〜２５０rpmが望ましく、たとえば、ドラム径１ｍの場合には撹拌翼２の周速が４０m／min、ロータ３の回転数が１５０rpmが適している。図において点線で示す混合物の動きは、混合材料が撹拌具８によってドラム内壁９に押し付けられ、ねっか作用が施された状態を示すものである。
【００１６】
図７は第４工程である造粒工程を示す図であり、撹拌翼２は低速回転で逆回転させねっか工程と同様に練り込みを行いつつ、ロータ３を高速で正回転方向へ回転させることにより、混練物（内容物１１）を小さい固まりに分断し、図示しない排出ゲートからドラム１外に排出するのである。
【００１７】
尚、各工程における攪拌翼２の公転とロータ３の自転の回転方向及び回転速度は表１にまとめてある。
【００１８】
【表１】
0003703640.tif 000002
【００１９】
ロータ３の回転羽根１５の形状は、本実施例の外に図１１に示す如く複数の円柱部材１７を垂直方向に向けて、第２回転軸１８から任意の距離を置いて配設したものでもよい。
【００２０】
【発明の効果】
請求項1によると、１つの装置で3つの工程に対応出来ることから、省スペースに貢献する。
【００２１】
請求項２及び３によると、特に粉砕工程において脱水ケーキを効率よく微細化できると共に造粒工程において混練物を粒状に解砕するものである。
【００２２】
請求項４及び５によると、特にねっか工程において撹拌翼の押圧作用を利用した十分なねっかを行なうことができ、圧縮強度に富んだ造粒物を得ることができる。
【００２３】
請求項６によると、特にねっか工程において撹拌翼の回転方向が、正逆を繰り返し変更することによって、撹拌翼の押圧作用を利用した十分なねっかを行なうことができ、従来に増した圧縮強度に富んだ造粒物を得ることができる。
【００２４】
請求項７によると、十分ねっかされた混練物の固まりを、有効に細切れに分解させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の装置を一部破断した平面図。
【図２】図１のＺ−Ｚ部における断面図。
【図３】各内容物をドラム内に入れて造粒物となす手順を示す工程図。
【図４】第１工程における撹拌翼、ロータ、内容物の動きを示す模式図。
【図５】第２工程における撹拌翼、ロータ、内容物の動きを示す模式図。
【図６】第３工程における撹拌翼、ロータ、内容物の動きを示す模式図。
【図７】第４工程における撹拌翼、ロータ、内容物の動きを示す模式図。
【図８】撹拌翼の各回転方向における作用図。
【図９】回転羽根の各回転方向における作用図。
【図１０】スキマ変更機構の動きを示す側面図。
【図１１】ロータの他の実施例を示す斜視図。
【符号の説明】
１………ドラム
２………撹拌翼
３………ロータ
８………撹拌具
９………ドラム内壁
１０………スキマ変更機構
１１………内容物、混合物、混練物
【図１】
0003703640.tif 000003
【図２】
0003703640.tif 000004
【図３】
0003703640.tif 000005
【図４】
0003703640.tif 000006
【図５】
0003703640.tif 000007
【図６】
0003703640.tif 000008
【図７】
0003703640.tif 000009
【図８】
0003703640.tif 000010
【図９】
0003703640.tif 000011
【図１０】
0003703640.tif 000012
【図１１】
0003703640.tif 000013