(57)【要約】【課題】コンクリートガラ同士のすりもみによって生じる微粉末を効果的に除去し、短時間で骨材の再生を可能にした再生骨材製造装置を提供する。【解決手段】回転可能なドラム２と、ドラム２内のコンクリートガラをドラム２の内壁面との間で圧砕する圧砕ローラ２２と、ドラム２内の微粉末を吸引する吸引口１９と、ドラム２の内壁面に密着するコンクリートガラを掻き取る攪拌スクレーパ３０と、攪拌スクレーパ３０に設けられると共に、ドラム２の上方に向けて圧縮空気を噴射する噴射口３６ｄと、を備えた再生骨材製造装置１とした。【選択図】図７
2008044799.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転可能なドラムと、
前記ドラム内のコンクリートガラを前記ドラムの内壁面との間で圧砕する圧砕ローラと、
前記ドラム内の微粉末を吸引する吸引口と、
前記ドラムの前記内壁面に密着するコンクリートガラを掻き取るスクレーパと、
前記スクレーパに設けられると共に、前記ドラムの上方に向けて圧縮ガスを噴射する噴射口と、を備えたことを特徴とする再生骨材製造装置。
【請求項２】
前記スクレーパは、
前記ドラムの前記内壁面に沿うとともに、前記ドラムの回転軸線に対し平行に延在する掻き板部と、
前記掻き板部の長手方向に延在して、前記掻き板部に固定されるとともに、前記長手方向に整列した複数の前記噴射口が設けられた送気管と、を有し、
前記噴射口から噴射される前記圧縮ガスによってエアーカーテンが形成されることを特徴とする請求項１記載の再生骨材製造装置。
【請求項３】
前記内壁面に密着する前記コンクリートガラに、前記圧砕ローラを所定の調整圧で押し付ける加圧手段を更に備えることを特徴とする請求項１または２記載の再生骨材製造装置。
【請求項４】
前記圧砕ローラは、所定の間隔で複数設けられていることを特徴とする請求項１〜３記載の再生骨材製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンクリート建造物等の解体に伴って廃棄されるコンクリートガラから骨材を再生する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンクリート建造物等の解体に伴って生じるコンクリートガラに含まれている骨材には、モルタル分（硬化セメントペースト）が付着している。モルタル分が付着したままだと凍結融解特性又は乾燥収縮特性等に影響を与えるため、コンクリート用の骨材として再利用するためにはモルタル分を可能な限り除去する必要がある。
【０００３】
骨材に付着したモルタル分を除去するには、コンクリートガラ同士をすりもみ処理することが効果的である。このすりもみ処理を行う装置として、例えば特許文献１に記載の装置が知られている。この装置では、縦型の外筒の内部に、外筒の中心線に対して偏心した内筒を備え、外筒と内筒との間でコンクリートガラ同士のすりもみ処理を行う。
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−１９７８７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
コンクリートガラにすりもみ処理を施すと、骨材から引き剥がされたモルタル分の微粉末が生じる。すりもみ処理の継続によって微粉末の量が増えると、コンクリートガラ同士の隙間を完全に埋めてしまい、コンクリートガラ同士のすりもみがうまく行われなくなってしまい、骨材再生処理力が著しく低下してしまう。
【０００６】
本発明は、コンクリートガラ同士のすりもみによって生じる微粉末を効果的に除去し、短時間で骨材の再生を可能にした再生骨材製造装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る再生骨材製造装置は、回転可能なドラムと、ドラム内のコンクリートガラをドラムの内壁面との間で圧砕する圧砕ローラと、ドラム内の微粉末を吸引する吸引口と、ドラムの内壁面に密着するコンクリートガラを掻き取るスクレーパと、スクレーパに設けられると共に、ドラムの上方に向けて圧縮ガスを噴射する噴射口と、を備えたことを特徴とする。
【０００８】
コンクリートガラは、回転するドラムの遠心力によってドラムの内壁面に密着するとともに、圧砕ローラとドラムの内壁面との間ですりもまれ、さらに、スクレーパで掻き取られ、跳ね上がりながら攪拌される。すりもみによってモルタル分が破砕され、骨材から引き剥がされる。さらに、攪拌によってコンクリートガラ同士のすりもみが促進され、コンクリートガラに満遍なく、すりもみ処理が行われる。すりもみによって骨材から分離したモルタル分の微粉末は、スクレーパで攪拌される際に舞い上がり、噴射口から噴射される圧縮ガスによって更に飛散が拡大する。その結果として、ドラム内におけるモルタル分の微粉末の浮遊率を高め、吸引口からの吸引率を高めることができるので、モルタル分の微粉末の効果的な除去が可能になり、骨材再生処理力を向上させて短時間で品質の高い骨材の再生を可能にする。
【０００９】
また、スクレーパは、ドラムの内壁面に沿うとともに、ドラムの回転軸線に対し平行に延在する掻き板部と、掻き板部の長手方向に延在して、掻き板部に固定されるとともに、長手方向に整列した複数の噴射口が設けられた送気管と、を有し、噴射口から噴射される圧縮ガスによってエアーカーテンが形成されると好適である。エアーカーテンによって、モルタル分の微粉末を効果的に上方に舞い上げ、ドラム内で効果的に浮遊させることができる。その結果として、微粉末を確実に捕獲することができる。
【００１０】
また、内壁面に密着するコンクリートガラに、圧砕ローラを所定の調整圧で押し付ける加圧手段を更に備えると好適である。所定の調整圧で圧砕ローラをコンクリートガラに押し付けると、コンクリートガラの大きさや強度に様々なものが混在した場合であっても、骨材を壊すことなく、モルタル分のみをうまく壊して骨材から剥離させることが可能になり、短時間で骨材の再生を可能にする。
【００１１】
さらに、圧砕ローラは、所定の間隔で複数設けられていると好適である。ドラム内の複数箇所でコンクリートガラのすりもみが行われるため、骨材の再生時間の短縮化が可能になる。
【発明の効果】
【００１２】
コンクリートガラ同士のすりもみによって生じる微粉末を効果的に除去し、短時間で骨材の再生を可能にする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照して本発明に係る再生骨材製造装置の好適な実施の形態について説明する。
【００１４】
図１〜図３に示すように、再生骨材製造装置１は、コンクリート建造物等の解体に伴って生じるコンクリートガラにすりもみ処理を施すことにより、可能な限り骨材とモルタル分とを分離し、コンクリートガラから粒径５ｍｍ以下の再利用可能な骨材を取り出す装置である。
【００１５】
再生骨材製造装置１は、回転可能なドラム２と、支持ローラ３ａを介してドラム２を支える矩形のフレーム３と、ドラム２内にコンクリートガラを投入するためのホッパ４と、ドラム２から微粉末を吸引除去する集塵機６と、ドラム２内から骨材を排出する排出シュート７と、を備える。
【００１６】
ドラム２の両端部には、環状の両側壁２ａが設けられている。ドラム２の筒状壁２ｂ（図３参照）の外周には、平行な二本のレール１１，１２が設けられている。レール１１，１２には、フレーム３に固定された四個の支持ローラ３ａが当接しており、ドラム２は、支持ローラ３ａによって回転自在に支えられている。更に、ドラム２の筒状壁２ｂには、レール１１，１２の間で平行に延在する環状のラック１４が設けられており、このラック１４には、駆動モータ１５の駆動によって回転するピニオン１６（図２参照）が噛み合っている。そして、このドラム２は、駆動モータ１５によって１００ｒｐｍで高速回転する。
【００１７】
ドラム２の両側壁２ａに設けられた開口は、円形蓋部９，１０によって閉鎖されている。円形蓋部９，１０は、両側からドラム２を挟むようにしてフレーム３に固定されている。そして、ドラム２と円形蓋部９，１０との重なり合う箇所は、Ｖパッキンによってシールされている。
【００１８】
一方の円形蓋部９の中央には、ホッパ４の下端が連結される矩形の投入口１７が形成されている。また、他方の円形蓋部１０には、骨材を排出するための排出口１８と、微粉末を吸引するための吸引口１９とが形成され、円形蓋部１０には、吸引口１９に連通するエルボ管１０ａが固定されている
【００１９】
フレーム３に固定されたホッパ４（図１参照）の上部には、ラッパ状に広がる投入口４ａが設けられ、ホッパ４の下部には、円形蓋部９に連結するためのフランジ４ｂが設けられている。フランジ４ｂは、投入口１７を囲むようにして円形蓋部９にボルト止めされている。そして、ホッパ４とドラム２の内部とは投入口１７を介して連通する。
【００２０】
集塵機６は、負圧を発生させる吸引装置（図示せず）と、吸引した空気から微粉末を除去するフィルタ（図示せず）を有する本体部６ａと、本体部６ａと円形蓋部１０のエルボ管１０ａとを連結する吸気管６ｂとを備えている。集塵機６は、１００ｍｍＨｇの負圧を発生させ、吸引口１９を介してドラム２内から微粉末を吸引除去する。
【００２１】
図２〜図４に示すように、排出シュート７は、円形蓋部９と円形蓋部１０との間に配置された樋形状の受入れ部７ｄ（図４参照）と、外部に露出する筒状の排出部７ａとを有し、受入れ部７ｄと排出部７ａとの間にフランジ７ｂが形成されている。受入れ部７ｄは円形蓋部１０の排出口１８から差し込まれ、フランジ７ｂは排出口１８を囲むようにして円形蓋部１０にボルト止めされる。排出シュート７は、ドラム２内の受入れ部７ｄ側が高く、ドラム２外の排出部７ａ側が低くなるように傾斜した状態で円形蓋部１０に固定されており、受入れ部７ｄ上に載った骨材は、自重で排出部７ａまで降下する。排出部７ａの下端部には、蝶番を介して開閉可能な扉部７ｃが設けられている。骨材は、扉部７ｃから排出される。
【００２２】
図４及び図５に示すように、ドラム２内には４個のローラユニット２１が配置され、ドラム２の左右の円形蓋部９，１０（図１及び図２参照）には、圧砕ローラ２２に設けられたアーム部２３の支軸２３ａを保持するための軸受けが設けられている。支軸２３ａは、ドラム２の内側及び外側に突き出しており、支軸２３ａには、揺動レバー２５の一端が固定され、揺動レバー２４の先端には、エアシリンダ（加圧手段）２８のロッド２８ａの先端が回転自在に取り付けられている。アーム部２３及び揺動レバー２４はロッド２８ａの往復動によって揺動し、アーム部２３の揺動に伴って圧砕ローラ２２も揺動する。
【００２３】
なお、左右で対をなす支軸２３ａは、ドラム２の回転軸線Ｃ（図７参照）に対して平行に配置されている。左右一対のアーム部２３によって圧砕ローラ２２が挟まれ、ローラ軸２６によって圧砕ローラ２２がアーム部２３に対して回転自在に支持されている。
【００２４】
各圧砕ローラ２２は、ロッド２８ａがエアシリンダ２８から突き出すとドラム２の内壁面に接近し、内壁面に密着しているコンクリートガラや骨材等を加圧する。また、圧砕ローラ２２は、ロッド２８ａがエアシリンダ２８内に後退するとドラム２の内壁面から離間する。なお、ドラム２の隅には、圧砕ローラ２２とドラム２との間にコンクリートガラや骨材等が噛み込むことを防止するための傾斜壁２ｃ（図７参照）が設けられている。
【００２５】
圧砕ローラ２２は、コンクリートガラに含まれる骨材を破壊することなく、モルタル分のみを破壊して骨材からモルタル分を剥離させるような所定の圧力を必要とし、エアシリンダ２８内の空気圧を調整することで達成される。調圧可能なエアシリンダ２８を利用することで、コンクリートガラの大きさや強度が異なる場合であっても、骨材を壊すことなく、モルタル分のみをうまく壊して骨材から剥離させることが可能になり、短時間で骨材を再生できる。
【００２６】
ローラユニット２１の圧砕ローラ２２は、ドラム２の円周方向において略等間隔で四個設けられている。圧砕ローラ２２を複数設けることによって、ドラム２内の複数箇所でコンクリートガラの圧砕を促進させ、すりもみ処理に伴う骨材の再生時間が短縮される。
【００２７】
図４，図６〜図９に示すように、左右の円形蓋部９，１０には、攪拌スクレーパ３０の上端に設けられた軸部３１を支持するための軸受け９ｂ，１０ｂ（図７参照）が固定されている。この軸部３１は、ドラム２の回転軸線Ｃに平行に延在し、円形蓋部９，１０の軸受け９ｂ，１０ｂ間に架け渡されている。軸部３１の両端部は、円形蓋部９，１０を貫通して露出しており、その両端部には、揺動レバー３２（図６参照）が固定されている。揺動レバー３２は、軸部３１に対して垂直に延在し、揺動レバー３２の先端にはエアシリンダ３３のロッド３３ａの先端が回転自在に取り付けられている。エアシリンダ３３の基端は、ピン軸３３ｂを介してフレーム３に固定され、エアシリンダ３３はピン軸３３ｂ（図６参照）を中心に揺動自在である。
【００２８】
図７〜図９に示すように、軸部３１の両端部において、その内部には、圧縮空気の流路Ｒが形成されており、軸部３１には、左右の流路Ｒ間を架け渡すように延在する送気管３６の両端が溶接されている。軸部３１内の流路Ｒは、ホース３４を介してコンプレッサー３５に接続されており、軸部３１の流路Ｒには、コンプレッサー３５によって０．３ＭＰａの圧縮空気が送り込まれる。
【００２９】
攪拌スクレーパ３０の一部をなす送気管３６は、ドラム２の内壁面に沿うように略Ｕ字状に屈曲しており、上下方向に延在する縦管部３６ａと、ドラム２の回転軸線Ｃに平行で、且つ水平に延在する横管部３６ｂと、縦管部３６ａと横管部３６ｂとを連結すると共に、傾斜壁２ｃに対応して延在する傾斜管部３６ｃとを有する。
【００３０】
横管部３６ｂには、長手方向に沿って等間隔で、且つ一列に並ぶ複数の噴射口３６ｄが形成されている。噴射口３６ｄは、横管部３６ｂの上部に形成されており、ドラム２の上方に形成された吸引口１９に向けて噴射口３６ｄから圧縮空気Ａが噴射される。
【００３１】
送気管３６には、各管部３６ａ〜３６ｃの長手方向に沿って延在する座板３７が溶接されている。さらに、各座板３７には、メイン掻き板部（掻き板部）３８ａ及びサイド掻き板部３８ｂ，３８ｃがボルト止めされている。そして、メイン掻き板部３８ａは、ドラム２の回転軸線Ｃに平行で、且つ横管部３６ｂに沿って延在し、サイド掻き板部３８ｂ，３８ｃは、それぞれ縦管部３６ａ、傾斜管部３６ｃに沿って延在している。
【００３２】
送気管３６とメイン掻き板部３８ａ及びサイド掻き板部３８ｂ，３８ｃとが一体になった攪拌スクレーパ３０は、エアシリンダ３３のロッド３３ａの往復動によって揺動する。そして、メイン掻き板部３８ａ及びサイド掻き板部３８ｂ，３８ｃは、ロッド３３ａがエアシリンダ３３から突出するとドラム２の内壁面に接近し、エアシリンダ３３内に後退するとドラム２の内壁面から離間する。
【００３３】
メイン掻き板部３８ａの先端は、ドラム２の内壁面に接近した際に、ドラム２の回転方向Ｆの後流側を向くようにして配置されている。図１０に示すように、メイン掻き板部３８ａは、ドラム２の筒状壁２ｂの内壁面の接線に対して１０°程度の傾斜角度をつけて筒状壁２ｂの内壁面に接近する。そして、メイン掻き板部３８ａの先端は、筒状壁２ｂに密着する骨材等からなる層に楔を打ち込むように作用し、骨材等を筒状壁２ｂの内壁面から掻き取って跳ね上げる。骨材は、メイン掻き板部３８ａ〜３８ｃによって跳ね上げられた後、すぐに落下して遠心力によりドラム２の内壁面上に付着する。一方、粒径の細かなモルタル分の微粉末はメイン掻き板部３８ａによって掻き取られる際に舞い上がり、噴射口３６ｄから噴射される圧縮空気Ａによって更に舞い上げられて飛散し、ドラム２内で浮遊した状態になる。
【００３４】
そして、横管部３６ｂは、第１の掻き板部３８ａの長手方向に沿って延在し、この横管部３６ｂには、長手方向に整列した多数の噴射口３６ｄが設けられているので、噴射口３６ｄから噴射される圧縮空気ＡによってエアカーテンＡＣ（図７参照）が形成される。モルタル分の微粉末は、エアカーテンＡＣを通過する際に効果的に上方に舞い上がり、ドラム２内で効果的に浮遊する。
【００３５】
ドラム２で浮遊するモルタル分の微粉末のうち、粒径が０．１５ｍｍ以下の微粉末は、集塵機６によって吸引口１９から吸い出され、ドラム２の外部に排出される。
【００３６】
図１、図２及び図４に示すように、ドラム２の左右の円形蓋部９，１０には、排出スクレーパ４０の基端に設けられた軸部４１を支持するための軸受けが固定されている。軸部４１は、排出シュート７の上方に設けられるとともに、ドラム２の回転軸線Ｃに平行に延在し、左右の円形蓋部９，１０の各軸受け間に架け渡されている。軸部４１には、軸部４１の長手方向に沿って延在し、ドラム２の内壁面から骨材を引き剥がす排出板４４が溶接されている。軸部４１の両端部は、円形蓋部９，１０を貫通して露出し、その両端部には、揺動レバー４５が固定されている。揺動レバー４５の先端には、エアシリンダ４６のロッド４６ａの先端が回転自在に取り付けられており、エアシリンダ４６の基端はフレーム３にピン軸を介して揺動自在に固定されている。
【００３７】
排出スクレーパ４０はロッド４６ａの往復動によって揺動する。そして、排出スクレーパ４０の排出板４４の先端は、ロッド３７がエアシリンダ３６から突出するとドラム２の内壁面に接近し、ドラム２の内壁面に密着した骨材やモルタル分等からなる層に楔を打ち込むように作用し、骨材やモルタル分等をドラム２の内壁面から掻き取る。また、排出板４４の先端は、ロッド３７がエアシリンダ３６内に後退するとドラム２の内壁面から離間する。
【００３８】
骨材再生処理が終了すると、エアシリンダ４６を駆動させて排出スクレーパ４０の排出板４４を揺動させ、排出板４４の先端を骨材やモルタル分からなる層内に差し込ませる。骨材やモルタル分は、排出板４４によって掻き落とされ、排出シュート７の受入れ部７ｄ内に落下し、排出部７ａによって外部に排出される。
【００３９】
次に、再生骨材製造装置１の運転方法に関して説明する。まず、ドラム２を１００ｒｐｍの高速で回転させ、その後、コンクリートガラをホッパ４からドラム２内に投入する。コンクリートガラを遠心力によってドラム２の内壁面に密着させる。ドラム２の高速回転により、ドラム２の内壁面には、コンクリートガラからなる層が形成される。その後、エアシリンダ２８を駆動させて圧砕ローラ２２をコンクリートガラに押し当てる。さらに、エアシリンダ３３を駆動させて攪拌スクレーパ３０の先端をコンクリートガラの層に差し込ませ、コンプレッサー３５を駆動させて噴出口３６ｄから圧縮空気Ａを噴射させる。
【００４０】
コンクリートガラ同士は、圧砕ローラ２２とドラム２の内壁面との間で圧縮力とせん断力とによりすりもまれ、コンクリートガラからモルタル分が引き剥がされて骨材となる。ドラム２の内壁面に密着する層には、コンクリートガラ、骨材及びモルタル分の微粉末が混在し、この層は、攪拌スクレーパ３０によって攪拌され、すりもみ処理が促進される。
【００４１】
攪拌スクレーパ３０の噴出口３６ｄからは圧縮空気Ａが噴射されており、多数の噴出口３６ｄから噴射される圧縮空気ＡによってエアーカーテンＡＣが形成されている。骨材から剥離したモルタル分の微粉末は、攪拌スクレーパ３０によって跳ね上げられ、エアーカーテンＡＣによって骨材などから空気選別され、ドラム２内に均等に舞い上がって浮遊する。
【００４２】
ドラム２内に浮遊する粒径０．１５ｍｍ以下の微粉末は、集塵機６によって吸引口１９から吸い出され、ドラム２の内部から除去される。モルタル分の微粉末は、骨材再生処理中の進行とともに連続的に生成されるが、エアーカーテンＡＣによって微粉末を飛散させることによって集塵機６による効果的な吸引除去が可能になり、常に一定量以下に抑制できる。その結果として、骨材等の隙間を微粉末が埋めてしまうことが防止され、圧砕ローラ２１の押圧が不安定になるということはなくなって骨材再生処理が短時間で実現できる。
【００４３】
骨材再生処理の開始から２〜３分程度経過して骨材の再生が完了すると、エアシリンダ４６を駆動させ、排出スクレーパ４０の排出板４４によってドラム２の内壁面に密着する骨材等を内壁面から引き剥がすように落下させる。排出シュート７上に落下した骨材等は、排出シュート７の扉部７ｃから排出され、再利用される。
【００４４】
再生骨材製造装置１によれば、ホッパ４から投入されたコンクリートガラは、圧砕ローラ２２の押圧によってすりもみが施され、さらに、攪拌スクレーパ３０で攪拌されてすりもみが促進され、コンクリートガラに満遍なくすりもみ処理を施すことが可能になる。さらに、すりもみ処理によって発生したモルタル分の微粉末は、攪拌スクレーパ３０で攪拌される際に舞い上がると共に、噴射口３６ｄから噴射される圧縮空気Ａによって更に飛散が拡大する。その結果として、ドラム２内におけるモルタル分の微粉末の浮遊率を高め、吸引口１９からの吸引率を高めることができるので、モルタル分の微粉末の効果的な除去が可能になり、骨材再生処理力を向上させて短時間で品質の高い骨材の再生を可能にする。
【００４５】
特に、再生骨材製造装置１によれば、エアーカーテンＡＣの形成によってモルタル分の微粉末の連続的な除去が可能であり、エアーカーテンＡＣを形成しない場合に比べて骨材再生の処理能力を５０％程度向上できることが実験によって確かめられた。さらに、再生骨材製造装置１によれば、処理能力の大幅な向上により、処理コストの抑制も期待できる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明に係る再生骨材製造装置の一実施形態を示す正面図である。
【図２】図１に係る再生骨材製造装置の背面図である。
【図３】図１に係る再生骨材製造装置の平面図である。
【図４】図３のIV−IV線に沿った断面図ある。
【図５】図３の再生骨材製造装置における圧砕ローラの拡大図である。
【図６】図３の再生骨材製造装置における攪拌スクレーパの拡大図である。
【図７】図６の矢印Ｚの方向から見た矢示図である。
【図８】図７のVIII−VIII線に沿った断面図である。
【図９】攪拌スクレーパの斜視図である。
【図１０】攪拌スクレーパの作用を示す図である。
【符号の説明】
【００４７】
１…再生骨材製造装置、２…ドラム、２２…圧砕ローラ、１９…吸引口、３０…攪拌スクレーパ、３６ｄ…噴射口、３８ａ…メイン掻き板部（掻き板部）、３６…送気管、２８…エアシリンダ（加圧手段）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2008044799.tif 000008
【図７】
2008044799.tif 000009
【図８】
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【図９】
2008044799.tif 000011
【図１０】
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