(57)【要約】【課題】高品質で低廉な破砕物を安定して効率よく生産することのできる塊状原材料破砕方法と塊状原材料破砕装置を提供する。【解決手段】処理容器２１内を落下する塊状の原材料Ｘ１を上下複数組の打撃手段（水平回転する打撃部材３３）で打撃して原形よりも小さく破砕するための方法や装置において、打撃手段による原材料の破砕物Ｘ２が径方向に広がりながら落下するのを抑制したり、上下に隣接する打撃手段相互において下位の打撃手段の打撃エネルギを上位の打撃手段の打撃エネルギよりも小さくしたりする。【選択図】　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
縦型の処理容器内にある縦型の回転軸に放射状に取り付けられて水平回転することのできる複数本の長い打撃部材を一組の打撃手段とした場合に複数組の打撃手段が上下関係を保持して回転軸に装備されている装置を用い、かつ、当該装置の処理容器内を落下する塊状の原材料を上下複数組の水平回転している打撃手段で打撃して原形よりも小さく破砕するための方法において、打撃手段による原材料の破砕物が径方向に広がりながら落下するのを抑制すること、上下に隣接する打撃手段相互において下位の打撃手段の打撃エネルギを上位の打撃手段の打撃エネルギよりも小さくすること、これら二つのうちの一つ以上を行うことを特徴とする塊状原材料破砕方法。
【請求項２】
縦型の回転軸に放射状に取り付けられたものであって水平回転することのできる複数本の長い打撃部材が複数組上下関係を保持して回転軸に装備されており、これら打撃部材を装備した回転軸が縦型の処理容器内に回転自在に配置されている塊状原材料破砕装置において、原材料の破砕物が径方向に広がりながら落下するのを抑制するための手段として、上下に隣接する打撃部材の間に狭い落下通路が設けられていることを特徴とする塊状原材料破砕装置。
【請求項３】
縦型の回転軸に放射状に取り付けられたものであって水平回転することのできる複数本の長い打撃部材が複数組上下関係を保持して回転軸に装備されており、これら打撃部材を装備した回転軸が縦型の処理容器内に回転自在に配置されている塊状原材料破砕装置において、相対的に下位の打撃部材が相対的に上位の打撃部材よりも小さい回転打撃エネルギを発生させるもので構成されていることを特徴とする塊状原材料破砕装置。
【請求項４】
縦型の回転軸に放射状に取り付けられたものであって水平回転することのできる複数本の長い打撃部材が複数組上下関係を保持して回転軸に装備されており、これら打撃部材を装備した回転軸が縦型の処理容器内に回転自在に配置されている塊状原材料破砕装置において、原材料の破砕物が径方向に広がりながら落下するのを抑制するための手段として、上下に隣接する打撃部材の間に狭い落下通路が設けられていること、および、相対的に下位の打撃部材が相対的に上位の打撃部材よりも小さい回転打撃エネルギを発生させるもので構成されていることを特徴とする塊状原材料破砕装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は塊状物を細粒化するのための技術分野に属するもので塊状原材料破砕方法と塊状原材料破砕装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】塊状物を細粒化することは各種の技術分野で行われている。ちなみに土木・建築・農林などの分野で用いられる骨材は細粒化技術を利用してつくることができる。
【０００３】骨材についていうと、かつては河川から採取した砂利や砂が主流であった。けれどもこの種の河川系資源は、枯渇化に対する配慮からすでに多くの地域で採取が禁止されている。これに代わるのが人工骨材や海砂である。しかしながら人工骨材も、岩石を砕いてつくる粗骨材・粗目細骨材・細目細骨材などは採掘可能な原石山が減少してきているし、海から採取する周知の海砂も近い将来採取禁止になることが確実視されている。
【０００４】一方で、多くのコンクリート構造物が永年使用で更新期を迎えようとしている。これについては今後、多量のコンクリート廃棄物が出現するという危惧がある。その対策としてコンクリート廃棄物を骨材資源に再利用する提案がある。一部ではその具体化も進んでいる。こうしたコンクリート廃棄物から実用可能な骨材が得られるのであれば、資源枯渇化の影響を緩和したり廃棄物処理の負担を軽減したりすることができる。加えて骨材のコストダウンも期待できる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】コンクリート廃棄物は不定形な塊状をしている。かかる塊状物から骨材をつくるというとき、クラッシュ法・加熱式モルタル分離法・擂りもみ式モルタル分離法などが採用されている。しかしこれらの方法にはつぎに述べるような課題が残されている。
【０００６】クラッシュ法の場合はジョークラッシャやインパクトクラッシャでコンクリート廃棄物を破砕し骨材を製造する。この方法でつくられた骨材は角張っていたりポーラス（多孔質）な表面を有していたりする。角張りのある骨材は未硬化コンクリートにおいて流動性がきわめて低いから、これを用いたコンクリートではセメントや水分を増量しないかぎり必要なワーカビリティが得られない。それに破砕による骨材は、強度劣化をきたすポーラスな旧モルタルが表面に多く付着しているため、硬化前後においてコンクリートの品質を大きく低下させる。このようなことから、クラッシュ法によるコンクリート廃棄物の破砕物は骨材として活用されることがほとんどなく、地盤改良材や路盤材など骨材以外で利用されているにすぎない。
【０００７】加熱式モルタル分離法によるときは、コンクリート廃棄物を高温に熱して元の骨材とモルタルとを分離させる。この方法は生産性が低く製品のコストアップも避けられない。
【０００８】擂りもみ式モルタル分離法では、コンクリート廃棄物を小割りした後、それらを偏心ロータで擂りもみ処理して元の骨材とモルタルとを分離させる。この方法でつくられた骨材も表面にモルタルが残存付着しているので骨材としての品質が劣る。それに生産効率やコスト面にも問題がある。
【０００９】
【発明の目的】本発明はこのような技術上の課題に鑑み、高品質で低廉な破砕物を安定して効率よく生産することのできる塊状原材料破砕方法と塊状原材料破砕装置を提供しようとするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に係る塊状原材料破砕方法は所期の目的を達成するために下記の課題解決手段を特徴とする。すなわち請求項１に記載された発明は、縦型の処理容器内にある縦型の回転軸に放射状に取り付けられて水平回転することのできる複数本の長い打撃部材を一組の打撃手段とした場合に複数組の打撃手段が上下関係を保持して回転軸に装備されている装置を用い、かつ、当該装置の処理容器内を落下する塊状の原材料を上下複数組の水平回転している打撃手段で打撃して原形よりも小さく破砕するための方法において、打撃手段による原材料の破砕物が径方向に広がりながら落下するのを抑制すること、上下に隣接する打撃手段相互において下位の打撃手段の打撃エネルギを上位の打撃手段の打撃エネルギよりも小さくすること、これら二つのうちの一つ以上を行うことを特徴とする。
【００１１】本発明の請求項２に係る塊状原材料破砕装置は所期の目的を達成するために下記の課題解決手段を特徴とする。すなわち請求項２に記載された発明は、縦型の回転軸に放射状に取り付けられたものであって水平回転することのできる複数本の長い打撃部材が複数組上下関係を保持して回転軸に装備されており、これら打撃部材を装備した回転軸が縦型の処理容器内に回転自在に配置されている塊状原材料破砕装置において、原材料の破砕物が径方向に広がりながら落下するのを抑制するための手段として、上下に隣接する打撃部材の間に狭い落下通路が設けられていることを特徴とする。
【００１２】本発明の請求項３に係る塊状原材料破砕装置は所期の目的を達成するために下記の課題解決手段を特徴とする。すなわち請求項３に記載された発明は、縦型の回転軸に放射状に取り付けられたものであって水平回転することのできる複数本の長い打撃部材が複数組上下関係を保持して回転軸に装備されており、これら打撃部材を装備した回転軸が縦型の処理容器内に回転自在に配置されている塊状原材料破砕装置において、相対的に下位の打撃部材が相対的に上位の打撃部材よりも小さい回転打撃エネルギを発生させるもので構成されていることを特徴とする。
【００１３】本発明の請求項４に係る塊状原材料破砕装置は所期の目的を達成するために下記の課題解決手段を特徴とする。すなわち請求項４に記載された発明は、縦型の回転軸に放射状に取り付けられたものであって水平回転することのできる複数本の長い打撃部材が複数組上下関係を保持して回転軸に装備されており、これら打撃部材を装備した回転軸が縦型の処理容器内に回転自在に配置されている塊状原材料破砕装置において、原材料の破砕物が径方向に広がりながら落下するのを抑制するための手段として、上下に隣接する打撃部材の間に狭い落下通路が設けられていること、および、相対的に下位の打撃部材が相対的に上位の打撃部材よりも小さい回転打撃エネルギを発生させるもので構成されていることを特徴とする。
【００１４】
【作用】本発明の方法や装置において、処理容器内を落下する塊状の原材料は上下複数組の水平回転している打撃手段により打撃されて原形よりも小さく破砕される。このような手段によるときは、塊状の原材料を連続的に重力落下させつつそれを水平回転中の打撃手段で打撃するだけでよいから、破砕物を連続的に効率よく生産することができる。しかも水平回転する打撃手段と垂直落下する原材料との衝突で生じる破砕作用はきわめて安定なものであり、その安定性に依存して破砕物も安定して製造することができる。
【００１５】上述した上下複数組の打撃手段はそれぞれ回転軸に対し複数本の長い打撃部材が取り付けられて構成されるものである。これが水平回転しているときの打撃部材の打撃エネルギは先端部ほど大きい。すなわち打撃エネルギは打撃部材の先端部が最大で打撃部材の基端部（回転軸側）が最小というものである。こうした打撃部材の各部に破砕物が衝突するときは、エネルギ最大部で打撃破砕されたものとエネルギ最小部で打撃破砕されたものとで破砕物の粒度にかなりの不揃いが生じ、かかるバラツキが原因で破砕物の品質が大きく低下する。これに対し破砕物が打撃部材の特定部のみに衝突するケースのときは、破砕物全般に対する打撃エネルギがほぼ一定になるため破砕物粒度のバラツキが小さくなり、粒度のほぼ均一な破砕物が得られる。本発明の方法や装置では破砕物が径方向に広がりながら落下するのを抑制する。このようにすると、破砕物は打撃部材のどの箇所にも衝突するというのでなく、打撃部材の特定部にのみ衝突するようになる。すなわちこれは後者のケースに該当するということである。したがって粒度の均一な高品質の破砕物が得られる。
【００１６】この種の破砕物は打撃エネルギの大きさや打撃回数で粒度が決まるから、打撃エネルギを大きくしたり打撃回数を多くしたりした場合に、より細粒化する。本発明の方法や装置も複数本の打撃部材を一組とする上下複数組の打撃手段が回転軸に装備されているから、塊状の原材料は落下する過程で各段の打撃手段により複数回打撃され、打撃されるにしたがい細かく砕けていく。ちなみに打撃手段が四組（上下四段）の場合は４回の破砕で原材料が骨材程度の大きさにまで細粒化される。この場合の各段の打撃エネルギがいずれも強大であったりすると、破砕物は強打の繰り返しで過剰に細粒化されたり角張った状態に仕上げられたりする。角張りの原因は砕けるたびに角が生じるからである。角張りのある破砕物についてはすでに指摘したとおり、これを骨材とする未硬化コンクリートの流動性が低下するので望ましくない。過剰な細粒化も有効利用できる破砕物の歩留まりを低下させるので望ましくない。その対策として本発明の方法や装置は、相対的下位にある打撃手段の打撃エネルギを相対的上位にある打撃手段の打撃エネルギよりも小さくする。たとえば打撃手段が既述の上下四段ならば、各段の打撃エネルギを最上段（１段目）＞２段目＞３段目＞最下段（４段目）のごとく設定する。これで以下のように都合よくなる。はじめは打撃エネルギの最も大きい最上段の打撃手段で塊状原材料がかなり細粒化される。この初期破砕で生じた一次破砕物は原材料が細かく砕けたものであるため角張りが多い。けれども一次破砕物が２段目の打撃手段で破砕されるとき、最上段の打撃手段よりも打撃エネルギの小さい２段目の打撃手段では一次破砕物を四分五裂させるほどの破砕が起こらず、むしろ一次破砕物の角張りを取り除くようなことがよく起きる。これは２段目の打撃エネルギが小さいことや一次破砕物の角部（エッジ）が脆く壊れやすいことでそのようになる。つまり一次破砕物を破砕させるに至らない打撃エネルギも、破砕物の脆弱な角張り部を潰すぐらいの力はあるから、そのような打撃エネルギにより角張り部が潰されて一次破砕物に丸みが付される。この２回目の破砕や角張り除去を終えたものが二次破砕物となる。二次破砕物が３段目の打撃手段に至ったときも上記に準じた加工処理がなされる。すなわち２段目よりも打撃エネルギの小さい３段目の打撃手段が、二次破砕物に対する小規模の破砕と角張りの除去とを行う。この段階で生じる三次破砕物は角張りのより少ないもの（より丸みを帯びたもの）になる。その後三次破砕物は、３段目よりも打撃エネルギの小さい４段目の打撃手段で加工処理を受ける。この４段目の打撃手段によるときは、打撃エネルギの絶対値が小さいため三次破砕物の破砕がほとんど起こらず、当該破砕物の角張り除去が主体的に行われる。かくて得られた破砕物は、既成の破砕にくらべて角張りの少ない高品質のものとなる。また、下段の打撃手段に向かうにしたがい打撃エネルギを小さくしているため過剰な細粒化が起こらず、有効利用できる破砕物の歩留まりも向上する。
【００１７】
【発明の実施の形態】本発明に係る塊状原材料破砕方法と同装置の実施形態について、添付の図面を参照して説明する。
【００１８】図１〜図３に示された破砕装置の実施態様において、１１は架台、２１は処理容器、２８は回転軸、２９は通路形成部材、３３は打撃部材、３４は通路形成部材、４１は電動機（モータ）、５１は伝動系、６１は原材料の供給系、７１は撒水系、８１は破砕物の搬送系、９１は制御盤をそれぞれ示し、Ｘ１は塊状の原材料、Ｘ２は破砕物を示す。
【００１９】図１の架台１１は金属・木材・合成樹脂・複合材など周知の材料を適材適所で用いて構築されたものである。架台１１は横枠部１２と縦枠部１３とを有する。
【００２０】図１・図２に例示された処理容器２１は縦型のもので円筒形の胴部を有する。処理容器２１はこのほかに入口２２や出口２３も有するが、それらの開口箇所を除けば処理容器２１の内部は外部と遮断されている。処理容器２１としては耐衝撃性に優れるものが望ましい。ちなみに金属製（例：鋼製）のものは高度の耐衝撃性を有するから、処理容器２１としてそのような材質のものがよく用いられる。入口２２は処理容器２１の上部一側が開口されて形成されたものである。入口２２には原材料投入用のシュートと防塵用のフードとを兼ねたカバー構造物２４が付設されている。出口２３は処理容器２１の下面中央にあって口径が小さい。この小口径と対応するように処理容器２１の下部側は出口２３に至るまでの部分が擂鉢状になっている。処理容器２１の上面中央には上部軸受２５があり、処理容器２１内の下部中央には下部軸受２６がある。
【００２１】図１の両軸受２５・２６は縦型の回転軸２８を支持するためのものであるから上下に対をなす。このうちの上部軸受２５は処理容器２１の上壁に取り付けられている。他方の下部軸受２６はこれと処理容器２１の内壁とにわたって取り付けられた複数本のステー２７で所定位置に支持されている。回転軸２８は処理容器２１の軸心部に配置されて両軸受２５・２６で回転自在に支持されているが、これの上端部は処理容器２１の上壁を貫通して外部上方へ突出している。
【００２２】図１〜図３を参照して通路形成部材２９は上下に長い円筒容器からなる。通路形成部材２９は、また、上端部が円錐形状（または半球形状）であったり下端部が扁平形状であったりするものである。通路形成部材２９は回転軸２８と一体に組み合わされる。具体的には、両者２８・２９が同心関係を保持するように回転軸２８の要部（処理容器２１内に介在している部分）が通路形成部材２９で覆われ、このような組み合わせで相互に固定される。通路形成部材２９については、これが回転軸２８と一体回転することから回転体ということができるし、回転軸２８の外径を増幅していることから外径増幅部材ということもできる。
【００２３】通路形成部材２９について、より詳しくいうと、これの外周面に多数の取付部３０が設けられている。とくに図３に明示されているように、各取付部３０は通路形成部材２９の表面（外周面）に設けられた上下一対の突出片３１ａ・３１ｂからなる。両突出片３１ａ・３１ｂの間には隙間がある。両突出片３１ａ・３１ｂには、また、ロックピン３２を差し込むための孔がそれぞれ形成されている。この多数の取付部３０は、平面からみたときに図２のごとく放射状に分布しており、正面などの立面からみたときに図１のごとく複数の縦列をなしている。
【００２４】図１〜図３に例示された打撃部材３３は、三つまたはそれ以上の金属製リングが鎖状に連結されたフレキシブル剛体からなる。フレキシブル剛体とは剛体部分とフレキシブル部分とを兼備したものをいい、図１〜図３の例では金属製リングそれぞれが剛体でリング相互の連結部が屈伸自在なフレキシブル部となる。フレキシブル剛体からなる打撃部材３３は図３で明らかなように、一端のリングが上下一対の突出片３１ａ・３１ｂ間に介在されるとともに当該打撃部材の一端部と両突出片とにわたり「かんぬき」式のロックピン３２が挿入されて取付部３０に取り付けられる。打撃部材３３はすべての取付部３０に対してこのようにして取り付けられる。したがって打撃部材３３も多数本のものが放射状かつ上下多段に分布する。各打撃部材３３は、これらが作動しないときに自重で垂れ下がるが、回転軸２８や通路形成部材２９に依存した高速回転時には遠心力で水平浮揚する。
【００２５】水平高速回転してるときの各打撃部材３３には塊状物などを破砕することのできる打撃エネルギが発生する。かかる打撃エネルギについては打撃部材３３が下段になるにしたがい小さくするのが望ましい。ちなみに図示のような上下四段であれば、▲１▼〔最上段＞上２段目＞上３段目＞最下段〕▲２▼〔最上段＝上２段目＞上３段目＞最下段〕▲３▼〔最上段＝上２段目＝上３段目＞最下段〕▲４▼〔最上段＝上２段目＞上３段目＝最下段〕▲５▼〔最上段＞上２段目＞上３段目＝最下段〕▲６▼〔最上段＞上２段目＝上３段目＝最下段〕など、これら▲１▼〜▲６▼に例示するような態様で各段の発生エネルギ（打撃エネルギ）に差異をもたせる。かかる発生エネルギの大小は、一つは打撃部材３３のサイズで決めることができる。たとえば打撃部材３３が既述のフレキシブル剛体からなるとき、金属製リングのリング径Ｄおよび／または金属製リングを形成している線材の径ｄおよび／または金属製リングの数で打撃エネルギを決めたりする。したがって上位の打撃部材３３に対し相対的に打撃エネルギの小さい下位の打撃部材３３は、図１や図２では明らかでないけれども、リング径Ｄと線材径ｄのうちのいずれか一方または両方が小さくなっている。金属製リングの数もこれに対応するように設定されている。他の一例としては、打撃部材３３による打撃エネルギの大きさが単位時間あたりの回転数に比例することから、上記▲１▼〜▲６▼に準じ、各段の打撃部材３３を下段になるにしたがい低速回転にすることもある。このような手段によるときも各打撃部材３３による打撃エネルギ（発生エネルギ）は下段になるにしたがい小さくなる。後者の場合で各段の打撃部材３３の回転数に差をもたせるときには、外径や長さに差のある棒軸（中心軸）と複数の管軸（外周軸）とを同心に組み合わせ、これらの各軸に対して直接または間接的に打撃部材３３を取り付けるという具体例がある。もちろんこの場合の棒軸や管軸については、これらの回転数に差をもたせることができる。各段の打撃エネルギに関しては、打撃部材３３のサイズと回転数との両方で設定してもよい。ちなみに打撃部材３３が複数の金属製リングをつないだフレキシブル剛体からなるとき、その金属製リングの線材径（直径）ｄは２６ｍｍ、２２ｍｍ、１９ｍｍ、１６ｍｍなどであり、下段のものほど金属製リングの線材径ｄが小さい。
【００２６】図１・図２を参照して、他の一つの通路形成部材３４は逆円錐筒形をしている。通路形成部材３４については後述するとおり、飛散した破砕物を内周面で跳ね返して内部へ移動させるものであるため「返し羽根」ということもある。逆円錐筒形の通路形成部材３４は複数のものが上下等間隔で配列されて処理容器２１の胴部内面に取り付けられている。処理容器２１内における各通路形成部材３４の高さについて、これを取付部３０との関係でいうと、これら通路形成部材３４は図１のようにそれぞれ上下に隣接する両取付部３０間に位置している。
【００２７】上述した両通路形成部材２９・３４のうちで、一方の通路形成部材２９は単一のもの、他方の通路形成部材３４は上下に並んだ複数のものである。これらの通路形成部材２９・３４は処理容器２１内において狭い落下通路３５を形成している。
【００２８】図１〜図３を参照して説明した構成部材のうちで、両通路形成部材２９・３４は処理容器２１と同じく耐衝撃性を有する材料からなる。その他の構成部材で材料説明のないものは金属製であることが多い。軸受２５・２６のような周知のものは市販品であることが多い。
【００２９】図１において、回転軸２８用であるところの電動機４１は架台１１の縦枠部１３に装備されている。電動機４１の回転を回転軸２８に伝えるための伝動系５１は周知のプーリ５２・５３やベルト（例：Ｖベルト）５４からなる。これらのうちでは、一方のプーリ５２が電動機４１の出力軸４２端に取り付けられ、他方のプーリ５３が回転軸２８端に取り付けられ、かつ、ベルト５４が両プーリ５２・５３にわたって掛け回される。
【００３０】図１に例示された原材料の供給系６１は動力伝達を受けてエンドレス回転する周知のベルトコンベアからなる。供給系６１は供給方向に向けて登り勾配となるように傾斜配置されるもので、その上端部が処理容器２１の入口２２に接続されている。このようにして配置された供給系６１の上部や両側部はカバー構造物２４で覆われている。
【００３１】図１の撒水系７１は防塵と破砕効率向上のため、供給系６１上の原材料に適度の水分を与えるというものである。撒水系７１は図１において撒水ノズルを備えた先端部のみが示されているが、これにはバルブなどを有する配管も含まれており、その配管が給水源（図示せず）に接続されている。撒水系７１はこれの先端部がカバー構造物２４の天井壁に取り付けられ、その先端の撒水ノズルが下を向いて供給系６１の上面と対応している。
【００３２】図１の搬送系８１も動力伝達を受けてエンドレス回転する周知のベルトコンベアからなる。搬送系８１は架台１１の横枠部１２にあってこれの内外にわたるように水平配置されている。こうして配置された搬送系８１は、その一端部が処理容器２１の出口２３下にあり、その他端部が横枠部１２外に突出している。
【００３３】図１の制御盤９１は電動機４１・供給系６１・撒水系７１・搬送系８１などをオンオフしたり速度設定したりコントロールしたりするためのもので、各制御系統の操作部や計器類を有する。この制御盤９１も架台１１の縦枠部１３に装備されている。
【００３４】本発明の方法や装置で処理される塊状の原材料Ｘ１については代表的一例としてコンクリートの廃棄物をあげることができる。アスファルトの廃棄物も原材料Ｘ１として使用できる。このほか岩塊や採石もコンクリート用の砕石や砕砂を製造するための原材料Ｘ１になるが、なかでも不良岩塊や不良採石などの低級原料はこれを有効利用する観点から原材料Ｘ１として望ましい。もちろん、ここに記載された二つ以上の混合物も原材料Ｘ１として使用できる。破砕物Ｘ２は後述するとおり原材料Ｘ１が破砕されたものである。
【００３５】図１〜図３に例示された装置を用いて本発明方法を実施するときは、当該装置の各部をつぎのような運転状態にする。すなわち電動機４１の出力を伝動系５１により回転軸２８に伝達してこれを高速回転させたり、供給系６１や搬送系８１をそれぞれ図１の矢印方向へエンドレス回転させたり、撒水系７１から供給系６１のコンベアベルト上に撒水したりする。
【００３６】上記において、供給系６１により搬送される原材料Ｘ１は撒水系７１からの撒水で湿潤されながら処理容器２１の入口２２に至り、ここから処理容器２１内に投入される。処理容器２１内では回転軸２８やこれと一体の通路形成部材２９が高速回転しており、さらに通路形成部材２９に取り付けられた各打撃部材３３も高速回転して遠心力で水平浮揚している。したがって処理容器２１内に投入された原材料Ｘ１は、その落下過程で各段の打撃部材３３により打撃されて細かく破砕される。より具体的にいうと、原材料Ｘ１はまず最上段の打撃部材３３で打撃されて一次破砕される。一次破砕物は処理容器２１内の各所へ飛散するが、かかる飛散が一時的なものであるためすぐに重力落下する。しかも落下の際、両通路形成部材２９・３４で収集されて落下通路３５を通過する一次破砕物は、該通路幅で定まる範囲内において上から２段目の打撃部材３３に衝突する。こうして打撃部材３３（上２段目）の特定部に衝突する一次破砕物は、その打撃部材３３からほぼ一定の打撃エネルギを受けて砕ける。さらにいうと、打撃エネルギに関して上２段目の打撃部材３３が最上段のそれよりも小さいから、２回目の打撃を受ける一次破砕物は、初回のようには破砕されない。どちらかというと、２回目の打撃で一次破砕物の脆い角部（エッジ）などが壊されるため二次破砕物の角がとれていく。この二次破砕物も一時的に飛散してすぐに重力落下し、その際、両通路形成部材２９・３４により収集されて落下通路３５を通過する。したがって二次破砕物も、上から３段目の打撃部材３３に対しては該通路幅で定まる範囲内でこれと衝突し適当に破砕される。３回目の打撃を行う上３段目の打撃部材３３も上２段目の打撃部材３３に比して打撃エネルギが小さいから、初回や２回目を上回るほどの破砕が生ぜず、むしろ既述のように角がとれて三次破砕物に丸みが生じる。残る最下段の打撃部材３３による四次破砕も上記に準じたものであり、かくて所定の破砕物Ｘ２が得られる。破砕物Ｘ２は角張りが少なく粒の揃ったものが多い。破砕物Ｘ２は図１において搬送系８１のコンベアベルト上に落下し、その搬送系８１を介して任意の場所へ搬出される。
【００３７】図１〜図３に例示された本発明装置について、具体的な数値をあげてこれを説明すると以下のとおりである。
【００３８】処理容器２１については、これに限定されるものでないけれども直径（内径）＝７５〜１５０ｃｍ程度のものが適当である。代表的な処理容器２１として直径１００ｃｍのものをあげることができる。
【００３９】既述のように水平回転するときの打撃部材３３（一本）についていうと、その一端から他端までの各点の運動エネルギは、［打撃部材３３の重さ］×［回転軸２８からの距離］２×［回転速度］２に比例して大きくなる。このような打撃部材３３については、前述した原材料Ｘ１の大きさ応じて重量や回転速度を下記のように設定すればよい。ただし下記では、原材料Ｘ１の平均外径（平均直径）をＸＤ、打撃部材３３の単位長さあたりの重量をＧ、打撃部材３３の１分間あたり回転数（ｒｐｍ）をＲで示す。
【００４０】ＸＤ＝７５〜１５０ｍｍのときはＧ＝１０〜５０ｋｇ／ｍ、Ｒ＝３００〜１５００ｒｐｍとする。望ましくはＧ＝１５〜３５ｋｇ／ｍ、Ｒ＝５００〜１０００ｒｐｍとする。
【００４１】ＸＤ＝１０〜７５ｍｍのときは、Ｇ＝５〜３０ｋｇ／ｍ、Ｒ＝５００〜２０００ｒｐｍとする。望ましくはＧ＝７．５〜２２．５ｋｇ／ｍ、Ｒ＝７５０〜１５００ｒｐｍとする。
【００４２】ＸＤ＝１０ｍｍ未満のときは、Ｇ＝１〜１５ｋｇ／ｍ、Ｒ＝７５０〜３０００ｒｐｍとする。望ましくはＧ＝５〜１５ｋｇ／ｍ、Ｒ＝１０００〜２０００ｒｐｍとする。
【００４３】表１は上記の内容をまとめたものである。
【表１】
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【００４４】原材料Ｘ１は打撃部材３３の重量が大きいほど、また、打撃部材３３の回転速度が速いほど細粒化される。このほか、処理容器２１内における打撃部材３３の段数が多くなるにしたがい原材料Ｘ１の細粒化傾向が増す。しかし打撃部材３３の段数は、これに限定するわけではないが３〜４段もあれば十分である。
【００４５】上記具体例の範囲内でスペックを定め、コンクリート廃棄物からなる原材料Ｘ１を処理した場合は、骨材たる破砕物Ｘ２として下記（１）〜（５）のような好結果が得られる。（１）破砕物Ｘ２はモルタル分が少なく、角張ったところも除去されて丸みを帯びる。（２）破砕物Ｘ２の密度や吸水率は元の骨材とほぼ同等になる。（３）単位容積重量や実績率は元の骨材よりもいくぶん大きく改善される。（４）破砕される原材料Ｘ１に撒水系７１で適度の湿潤を与えれば破砕効率や防塵効果が高まる。（５）したがって、この再生骨材を用いたコンクリートの強度・乾燥収縮・凍結融解抵抗性・水密性なども、元の骨材を用いたコンクリートとほぼ同等の品質を有するようになる。
【００４６】本発明に係る他の実施形態について、図４〜図６を参照して説明する。
【００４７】図４に例示された実施形態では、処理容器２１の胴部構成部材が通路形成部材３４を兼ねており、それによって破砕物の跳ね返し面が形成されている。図４の実施形態におけるその他の事項は図１〜図３を参照して説明した事項と実質的に同じかそれに準ずる。したがって図４の実施形態においても既述と同様の破砕処理が行える。
【００４８】図５例示された実施形態では、処理容器２１の胴部が逆円錐形をしており、通路形成部材２９の上部を除いた部分も逆円錐形をしている。この場合に処理容器２１の胴部構成部材が通路形成部材３４を兼ねており、それによって破砕物の跳ね返し面が形成されている。また、通路形成部材２９に取り付けられた各段の打撃部材３３は、下段に向かうにしたがい回転半径が小さくなっている。さらに出口２３を含む処理容器２１の底部はストレートな筒形をしている。図５の実施形態におけるその他の事項は図１〜図３を参照して説明した事項と実質的に同じかそれに準ずる。したがって図５実施形態においても既述と同様の破砕処理が行える。
【００４９】図６に例示された実施形態では、筒形の通路形成部材２９に代え、円錐形で笠状の通路形成部材２９が複数用いられる。図６における複数の通路形成部材２９はそれぞれ回転軸２８に取り付けられているが、これらのうちで最上段のものを除く他の通路形成部材２９は、上下に隣接する打撃部材３３の段の間にあって通路形成部材３４と対応して落下通路３５を形成している。図６の実施形態におけるその他の事項は図１〜図３を参照して説明した事項と実質的に同じかそれに準ずる。したがって図６実施形態においても既述と同様の破砕処理が行える。
【００５０】そのほか、打撃部材３３が一つの金属製リングからなることもある。打撃部材３３としては、また、金属ワイヤなど適当な長さを有するフレキシブルな金属条体に、ハンマー機能のある金属塊（剛体）が複数個点在して取り付けられたものも採用できる。さらに、落下通路３５を形成するための両通路形成部材２９・３４については、これらのうちのいずれか一方が省略されることもある。
【００５１】
【発明の効果】本発明に係る骨塊状原材料破砕方法と塊状原材料破砕装置は処理容器内を落下する塊状の原材料を上下複数組の水平回転している打撃手段で打撃して原形よりも小さく破砕するときに、打撃手段による原材料の破砕物が径方向に広がりながら落下するのを抑制したり、上下に隣接する打撃手段相互において下位の打撃手段の打撃エネルギを上位の打撃手段の打撃エネルギよりも小さくしたりするから、高品質で低廉な破砕物を安定して効率よく生産することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明方法と本発明装置に係る一実施形態を略示した縦断正面図である。
【図２】図１の横断平面図である。
【図３】図１の一部拡大斜視図
【図４】本発明方法と本発明装置に係る他の一実施形態を略示した要部縦断正面図である。
【図５】本発明方法と本発明装置に係るさらに他の一実施形態を略示した要部縦断正面図である。
【図６】本発明方法と本発明装置について上記以外の一実施形態を略示した要部縦断正面図である。
【符号の説明】
２１　　処理容器
２２　　入口
２３　　出口
２８　　回転軸
２９　　通路形成部材
３３　　打撃部材
３４　　通路形成部材
３５　　落下通路
４１　　電動機
５１　　伝動系
６１　　原材料の供給系
８１　　破砕物の搬送系
Ｘ１　　原材料
Ｘ２　　破砕物
【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】
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