(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
骨材用砂に対して液体による洗浄及び角取り処理を行う洗浄装置と、該洗浄及び角取り処理後の骨材用砂を大きさ別に分ける分級処理を行う分級装置とを設け、前記洗浄装置は、投入口から管路内に流下する骨材用砂に向かって圧力流体の吹き付けが可能な噴射ノズルを設けた第一次洗浄装置と、内部で骨材用砂を転動可能な回転ドラムを設けた第二次洗浄装置とから成る骨材用砂洗浄分級システムにおいて、前記噴射ノズルを、加圧空気が流れる内流路を有する内流管と、該内流管先部を取り囲むと共に洗浄水が流れる外流路を有する外流管とから成る二重ノズルに構成することにより、該洗浄水を加圧空気による負圧効果で吸引してキャビテーション流を生成し、該キャビテーション流が加圧空気の周囲を取り囲むようにして前記圧力流体を形成したことを特徴とする骨材用砂洗浄分級システム。
【請求項２】
前記第一次洗浄装置の管路内壁には、前記圧力流体を螺旋方向に誘導可能な螺旋状突起体を設けることを特徴とする請求項１に記載の骨材用砂洗浄分級システム。
【請求項３】
前記第一次洗浄装置の管路の途中部には、前記噴射ノズルからの圧力流体によって移送中の骨材用砂に対して圧力流体の追加吹き付けが可能な補助噴射ノズルを設けることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の骨材用砂洗浄分級システム。
【請求項４】
前記骨材用砂洗浄分級システムにおいて、分級処理後の排液を前記洗浄水として再利用可能な排液処理装置を設けることを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれか一項に記載の骨材用砂洗浄分級システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自然砂、砕砂、砕石、リサイクル砂（コンクリートガラ、アスファルトガラ、建築残土、競馬場の砂、ゴルフ場の砂）等の骨材用砂に、洗浄や角取り処理、分級処理等を施す骨材用砂洗浄分級システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、わが国においては骨材用の砂を河川や山、あるいは海から採取していたが、これらの砂は大量に採取され続けたため、近年では自然から良質な砂を採取することが困難となってきている。このため、いわゆる山砕石等の骨材用材料が多用されるようになってきているが、このような骨材用材料からコンクリート用骨材となる良質の砂を生産する場合には、骨材用材料を破砕し、その破砕した砕石等から成る骨材用の砂（以下、「骨材用砂」とする）を水等の液体にて洗浄することにより、泥分、木屑、あるいは草根等の不純物を除去するようにしている。
しかし、このような破砕した砕石等から生産された骨材用砂は、エッジ等と呼ばれる角部を有するため、その骨材を混合したコンクリートをミキサー車で運搬する場合には、回転するミキサーの内面に前記角部が当たって該内面が大きく摩耗する。特に、骨材用砂にセメント等の異物が堅固に付着していたり（以下、「付着異物」とする）、或いはこれらの異物が塊（以下、「異物塊」とする）として多量に混入していると、コンクリートの品質が著しく悪化する。
そこで、洗浄装置の管路内を高圧の洗浄水によって移送しながら、直管部や閉塞した排出口側端管部において、骨材用砂をこれらの管路の内壁に衝突させ、或いは骨材用砂同士を互いに衝突させることによって角取りを行う技術が公知となっている（例えば特許文献１）。
【特許文献１】特開２００４−１６０４１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、前記角部のうち、骨材用砂と管路内壁、或いは骨材用砂同士が高速で衝突して発生する衝撃力によって除去できるのは、比較的大きな角部であって小さな角部の除去は難しく、また、前記異物についても、この衝撃力によって異物塊は粉砕して除去できるが、骨材用砂に堅固に固着した付着異物の除去までは難しい。特に、骨材用砂の靭性が高くて角部が欠けにくい場合や、多量の骨材用砂を一度に処理しなければならない場合等には、力としては大きいが短時間しか作用しない衝撃力だけでは、大きな角部や異物塊でさえも除去できずにそのまま残ることが多い。このため、前記技術では、角部や異物の除去効率が必ずしも高くない、という問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
請求項１においては、骨材用砂に対して液体による洗浄及び角取り処理を行う洗浄装置と、該洗浄及び角取り処理後の骨材用砂を大きさ別に分ける分級処理を行う分級装置とを設け、前記洗浄装置は、投入口から管路内に流下する骨材用砂に向かって圧力流体の吹き付けが可能な噴射ノズルを設けた第一次洗浄装置と、内部で骨材用砂を転動可能な回転ドラムを設けた第二次洗浄装置とから成る骨材用砂洗浄分級システムにおいて、前記噴射ノズルを、加圧空気が流れる内流路を有する内流管と、該内流管先部を取り囲むと共に洗浄水が流れる外流路を有する外流管とから成る二重ノズルに構成することにより、該洗浄水を加圧空気による負圧効果で吸引してキャビテーション流を生成し、該キャビテーション流が加圧空気の周囲を取り囲むようにして前記圧力流体を形成したものである。
請求項２においては、前記第一次洗浄装置の管路内壁には、前記圧力流体を螺旋方向に誘導可能な螺旋状突起体を設けるものである。
請求項３においては、前記第一次洗浄装置の管路の途中部には、前記噴射ノズルからの圧力流体によって移送中の骨材用砂に対して圧力流体の追加吹き付けが可能な補助噴射ノズルを設けるものである。
請求項４においては、前記骨材用砂洗浄分級システムにおいて、分級処理後の排液を前記洗浄水として再利用可能な排液処理装置を設けるものである。
【発明の効果】
【０００５】
本発明は、以上のように構成したので、以下に示す効果を奏する。
すなわち、請求項１により、第一次処理装置での骨材用砂の移送には、従来のような単なる高圧の洗浄水ではなく、多量のキャビティを含む噴流（以下、「キャビテーション流」とする）を使用しており、該キャビテーション流中でのキャビティ崩壊によって生じる衝撃波が骨材用砂に大きく作用し、角部や異物の除去効率を高めることができる。更に、空気中への拡散が洗浄水よりも速やかに起こる加圧空気をキャビテーション流の内側に位置させることができ、洗浄水を主体とする従来の圧力流体とは異なり、噴出した圧力流体は、噴出直後には高速で管路内壁に向かって大きく拡がりながら、骨材用砂を管路内壁まで運んで激しく衝突させるため、骨材用砂が受ける衝撃力や管路内壁への衝突頻度が増加し、角部や異物の除去の更なる効率化を図ることができる。加えて、キャビテーション流の内外面を常に多量の空気と接触させることができ、該空気からは、多量の小気泡がキャビティとしてキャビテーション流内に取り込まれたり、この小気泡がキャビティとして崩壊しない場合であっても、キャビティの気泡核となる多量の空気成分がキャビテーション流の洗浄水中に溶け込むため、キャビテーション流のキャビティ量が増加し、キャビティ崩壊時の衝撃波の発生を促進させることができる。更に、圧力流体の外側面は、洗浄水が主体のキャビテーション流で取り囲まれた状態にあって、前記管路内壁は洗浄水の層によって常に覆われるため、管路内壁が骨材用砂から受ける衝撃による熱損傷を大きく抑制することができ、管路寿命を延ばして第一次洗浄装置のメンテナンスコストの削減等を図ることができる。
請求項２により、螺旋状突起体によって、管路の内壁近傍に、圧力流体や骨材用砂から成る螺旋状の流れ（以下、「螺旋流」とする）を形成し、この螺旋流の遠心力作用によって、骨材用砂を圧力流体から分離して管路内壁に激しく衝突させることができ、更には、螺旋状突起体で発生する乱流渦によって、骨材用砂が衝撃力を受ける頻度も増え、角部や異物の除去の更なる効率化を図ることができる。
請求項３により、噴射ノズルからの圧力流体による骨材用砂の移送速度がたとえ途中で低下しても、該圧力流体に補助噴射ノズルからの圧力流体が合流することによって、移送速度は再び加速され、衝突による衝撃力はもとよりキャビティ崩壊による衝撃波も管路内で長い距離に渡って大きく維持することができ、角部や異物の除去量を一層増加させることができる。
請求項４により、洗浄水に、分級処理後の低品質の排液を、高度な水処理を施さずに再利用することができ、排液処理コストの大幅な低減や、クローズドシステムによる環境保全の促進を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
次に、発明の実施の形態を説明する。図１は本発明に関わる洗浄装置を用いた骨材用砂洗浄分級システムの全体構成図、図２は第一次洗浄装置全体の側面一部断面図、図３は第一次洗浄装置の噴射ノズルの側面一部断面図、図４は第一次洗浄装置の直管部の側面一部断面図、図５は第二次洗浄装置全体の側面一部断面図、図６は第二次洗浄装置の回転ドラムの側面一部断面図、図７は分級装置全体の側面一部断面図、図８は振動型洗浄装置全体の側面一部断面図である。
【０００７】
まず、本発明に係わる骨材用砂洗浄分級システム１の全体構成について、図１により説明する。該骨材用砂洗浄分級システム１は、骨材用砂８を貯蔵場所から搬送して投入する投入装置２と、該投入装置２によって投入口３３から投入された骨材用砂８を噴射ノズル２７からの圧力流体等によって洗浄及び角取り処理を行う洗浄装置３と、該洗浄装置３から排出された骨材用砂８から水分を除去する液切り装置４と、該液切り装置４からの骨材用砂８を所定の大きさで分級する分級装置５と、該分級装置５による分級処理後の排水を前記洗浄装置３等に再使用するための排液処理装置６とを備えている。なお、以下において、左右の区別は図１を基準として行い、図１に向かって右側を「右」、左側を「左」として説明する。
【０００８】
このうちの前記投入装置２においては、骨材用砂８の貯蔵場所と前記洗浄装置３との間にコンベア１０が介設され、該コンベア１０の始端部上には原料となる骨材用砂８をコンベア１０上に導入するホッパ９が配置されると共に、コンベア１０の途中部上方には骨材用砂８上に散水する加液装置７が配設されている。該加液装置７はスプレーヘッダ１１と複数のスプレーノズル１２とから形成され、このうちのスプレーヘッダ１１には管路１４が連通され、該管路１４は前記排液処理装置６に連通された主管路１３より分岐されており、該管路１３・１４を介して、排液処理装置６からの排水を前記スプレーヘッダ１１に供給できるようにしている。このスプレーヘッダ１１を通ってスプレーノズル１２から噴出された水は、骨材用砂８と付着異物との界面や、骨材用砂や異物塊自身の中に入り込むことができ、これにより、付着異物が骨材用砂８から剥がれやすくなり、骨材用砂８や異物塊自体も脆くすることができる。
【０００９】
すなわち、前記骨材用砂洗浄分級システム１に、洗浄及び角取り処理を行う前の骨材用砂８に予め液体である水を浸透させる加液装置７を設けるので、水が骨材用砂８と付着異物との界面に浸入して両者間の接合強度を低下させて、付着異物の剥離性を高めたり、水が骨材用砂８や異物塊の中に浸入して脆化させ、骨材用砂８の角取りや異物塊の粉砕を容易にすることができ、後で行う洗浄及び角取り処理における角部や異物の除去効率の向上を図ることができる。
【００１０】
そして、前記コンベア１０の終端部は、後述する第一次洗浄装置３ａのホッパ１８の上方まで延出されており、該ホッパ１８内に、水を含んだ骨材用砂８を供給できるようにしている。このような構成において、貯蔵場所から前記ホッパ９に導入された骨材用砂８は、コンベア１０の始端上に落下して左方に搬送され、その搬送途中で加液装置７のスプレーノズル１２・１２・・・によって散水された後、コンベア１０の終端部からホッパ１８内に投入される。
【００１１】
次に、前記洗浄装置３について、図１乃至図６により詳細に説明する。図１に示すように、洗浄装置３は、前述した投入装置２から搬送されてきた骨材用砂８にキャビテーション流を有する圧力流体を吹き付けて洗浄及び角取り処理を行う第一次洗浄装置３ａと、該第一次洗浄装置３ａで処理済みの骨材用砂８を更に回転ドラム内で転動させて洗浄及び角取り処理を行う第二次洗浄装置３ｂとから構成される。
【００１２】
まず、第一次洗浄装置３ａについて説明する。図２に示すように、該第一次洗浄装置３ａは、圧力流体を噴射する噴射ノズル２７、骨材用砂８を投入する搬入管部２８、圧力流体によって高速で移送される骨材用砂８を管壁等に衝突させて角部や異物の除去を行う直管部２９、及び噴射直後の圧力流体の流れを略鉛直方向に変える屈曲管部３０から成り、これらの管部２８・２９・３０によって連続した管路３１が構成されている。
【００１３】
図１、図２に示すように、前記搬入管部２８は、直管部２９よりも大径の大径部５１を有し、該大径部５１の左端は、前記噴射ノズル２７によって閉塞されると共に、この大径部５１の途中部には、噴射ノズル２７から噴射される圧力流体の噴射方向に略垂直方向で上向きの分岐管３２が形成されている。そして、該分岐管３２下端は前記大径部５１に連通する投入口３３を形成する一方、分岐管３２の上端は前記ホッパ１８の下端に接続されており、該ホッパ１８には、前述のようにして、投入装置２の搬送途中において加液装置７で散水された骨材用砂８が投入される。
【００１４】
このため、ホッパ１８内には骨材用砂８間の隙間が水によって充填され、骨材用砂８と水からなる混合物により前記投入口３３が閉塞された状態となっている。このため、噴射ノズル２７から圧力流体が高速で噴出し、空気が排出されて管路３１内の圧力が負圧となっても（以下、「負圧効果」とする）、外気が骨材用砂８間の隙間から搬入管部２８内に漏れ入って圧力が上昇することはなく、この負圧効果により、骨材用砂８と水からなる前記混合物を搬入管部２８内に強力に吸引することができる。
【００１５】
すなわち、前述のような加液装置７を設けるので、前記洗浄装置３への投入口３３へ供給する骨材用砂８の間の隙間を水によって略充填し、投入口３３を骨材用砂８と水によって閉塞した状態とすることができ、噴射ノズル２７から噴出する圧力流体による吸引力が、投入口３３内の骨材用砂８に有効に作用して、骨材用砂８を管路内に強力に吸引し、骨材用砂８の処理量を大幅に増加させ、角部や異物の除去効率の更なる向上も図ることができる。
【００１６】
図１乃至図３に示すように、前記噴射ノズル２７は、加圧空気が流れる内流路３５を有する内流管３４と、該内流管３４先部を取り囲むと共に洗浄水が流れる外流路３７を有するＴ字状の外流管３６とから成る二重ノズルであり、このうちの内流管３４は、外流管３６の左端に左右移動可能に螺挿されている。
【００１７】
該内流管３４は、送気管３９を介して高圧ポンプ４０に接続されており、該高圧ポンプ４０を駆動させることにより、送気管３９を介して前記内流路３５内に高圧の加圧空気が供給されるようにしている。そして、この内流路３５内には、前記送気管３９の内径と略同径の大径部３５ａ、左に拡管する絞り部３５ｂ、右に拡管する拡管部３５ｃが左から順に形成されており、送気管３９から送られてきた高圧の加圧空気は、内流路３５内を通過する間に、流路断面積の減少によって流速が著しく増加した後、内流管３４先端から高速で大きく拡がりながら噴出されるようにしている。
【００１８】
前記外流管３６においては、その本管部４２の途中部に下向きの枝部４３が形成され、該枝部４３は管路１５と接続されており、ポンプ１７によって圧送されてきた前記排液処理装置６からの水が、主管路１３から管路１５を介して前記外流路３７内に洗浄水として供給されるようにしている。更に、本管部４２は、右端にフランジ４２ａを有し、該フランジ４２ａは、前記搬入管部２８の大径部５１左端に接続された前テーパ管４４のフランジ４４ａとボルト４６によって着脱可能に連結されると共に、本管部４２右端の内壁には、左に拡管する環状のテーパ部３６ａが嵌設されている。該テーパ部３６ａには、前記内流管３４先端に形成された先細り部３４ａが内挿されており、該先細り部３４ａと前記テーパ部３６ａとの間に設けた隙間４７から、前記外流路３７内の洗浄水が、高速で噴出される前記加圧空気によって、大径部５１内に吸引される。
【００１９】
このような構成において、前記内流管３４を軸心回りに回転して右方向に移動させ、内流管３４の先細り部３４ａを、外流管３６のテーパ部３６ａに当接させて前記隙間４７をなくすと、外流路３７内の洗浄水は供給されず、内流管３４の内流路３５を通って加速された高速の加圧空気のみが供給され、内流管３４先端の拡管部３５ｃから加圧空気４８が空気中に大きく拡がるようにして噴出する。この状態から、内流管３４を軸心回りに逆回転して左方向に移動させ、内流管３４の先細り部３４ａを外流管３６のテーパ部３６ａから離間して隙間４７を形成すると、該隙間４７を通って外流路３７内の洗浄水が供給される。
【００２０】
この洗浄水は、内流管３４からの高速の加圧空気による負圧効果によって強力に吸引されて狭い前記隙間４７を高速で通過するが、その際、洗浄水内では圧力が急激に低下してキャビティが発生し、その結果、該キャビティを多量に含むキャビテーション流４９が生成され、該キャビテーション流４９が、内流管３４先端から拡がるようにして噴出する前記加圧空気４８の周囲を取り囲むようにして、圧力流体５０が形成される。
【００２１】
このようにして、空気中への拡散が水よりも速やかに起こる加圧空気４８を噴射軸中心に有する圧力流体５０が形成されると、該圧力流体５０は、右に拡管する前テーパ管４４の内壁面沿いに大きく拡がるようにして大径部５１内に噴出し、前記ホッパ１８から投入口３３を通って流下する骨材用砂８に吹き付けられる。すると、該骨材用砂８は、加圧空気４８で拡がろうとする圧力流体５０により、管路３１の内壁に向かって斜めに高速で運ばれて激しく衝突する。衝突した骨材用砂８は、圧力流体５０に巻き込まれてそのまま移送されるか、あるいは、圧力流体５０にはじき飛ばされて管路内壁で何度も衝突を繰り返しながら移送されていく。同時に、加圧空気４８を取り囲むキャビテーション流４９では、噴出してから流速が低下して圧力が回復すると、含んでいたキャビティが崩壊し、このキャビティ崩壊によって生じた衝撃波が、骨材用砂８に衝撃力として加わることとなる。
【００２２】
すなわち、骨材用砂８に対して液体である洗浄水による洗浄及び角取り処理を行う洗浄装置３と、該洗浄及び角取り処理後の骨材用砂８を大きさ別に分ける分級処理を行う分級装置５とを設け、前記洗浄装置３は、投入口３３から管路３１内に流下する骨材用砂８に向かって圧力流体５０の吹き付けが可能な噴射ノズル２７を設けた第一次洗浄装置３ａと、内部で骨材用砂８を転動可能な回転ドラム７６を設けた第二次洗浄装置３ｂとから成る骨材用砂洗浄分級システム１において、前記噴射ノズル２７を、加圧空気４８が流れる内流路３５を有する内流管３４と、該内流管３４先部を取り囲むと共に洗浄水が流れる外流路３７を有する外流管３６とから成る二重ノズルに構成することにより、該洗浄水を加圧空気４８による負圧効果で吸引してキャビテーション流４９を生成し、該キャビテーション流４９が加圧空気４８の周囲を取り囲むようにして前記圧力流体５０を形成したので、第一次処理装置での骨材用砂の移送には、従来のような単なる高圧の洗浄水ではなく、キャビテーション流４９を使用しており、該キャビテーション流４９中でのキャビティ崩壊によって生じる衝撃波が骨材用砂８に大きく作用し、角部や異物の除去効率を高めることができる。更に、空気中への拡散が洗浄水よりも速やかに起こる加圧空気４８をキャビテーション流４９の内側に位置させることができ、洗浄水を主体とする従来の圧力流体とは異なり、噴出した圧力流体５０は、噴出直後には高速で管路内壁に向かって大きく拡がりながら、骨材用砂８を管路内壁まで運んで激しく衝突させるため、骨材用砂８が受ける衝撃力や管路内壁への衝突頻度が増加し、角部や異物の除去の更なる効率化を図ることができる。加えて、キャビテーション流４９の内外面を常に多量の空気と接触させることができ、該空気からは、多量の小気泡がキャビティとしてキャビテーション流４９内に取り込まれたり、この小気泡がキャビティとして崩壊しない場合であっても、キャビティの気泡核となる多量の空気成分がキャビテーション流４９の洗浄水中に溶け込むため、キャビテーション流４９のキャビティ量が増加し、キャビティ崩壊時の衝撃波の発生を促進させることができる。更に、圧力流体５０の外側面は、洗浄水が主体のキャビテーション流で取り囲まれた状態にあって、前記管路内壁は洗浄水の層によって常に覆われるため、管路内壁が骨材用砂８から受ける衝撃による熱損傷を大きく抑制することができ、管路寿命を延ばして第一次洗浄装置３ａのメンテナンスコストの削減等を図ることができる。
【００２３】
なお、本実施例では、空気のみを高圧に加圧し、洗浄水はこの高速の加圧空気の負圧効果によって吸い込まれ、圧力流体が形成されるようにしているが、逆に、周囲の洗浄水のみを高圧に加圧し、空気はこの高圧洗浄水の吸引効果によって吸引空気として吸い込み、圧力流体を形成するようにすることが考えられる。しかしながら、このように洗浄水を高圧に加圧するのに使用する高圧ポンプでは、洗浄及び角取り処理や分級処理後の低品質の排水をそのまま使用するとポンプ故障の原因ともなるため、前記排液処理装置６において高度な水質改善を行う必要がある。言い換えれば、高圧に加圧した洗浄水を使用しなければ、排液処理装置６で簡単な水処理を行うだけで、低品質の排水をそのまま再利用することができるのである。
【００２４】
すなわち、前記骨材用砂洗浄分級システム１において、分級処理後の排液を前記洗浄水として再利用可能な排液処理装置６を設けるので、洗浄水に、分級処理後の低品質の排液を、高度な水処理を施さずに再利用することができ、排液処理コストの大幅な低減や、クローズドシステムによる環境保全の促進を図ることができる。
【００２５】
図１、図２、図４に示すように、前記直管部２９は、大径部５１よりも小径の短管５２と該短管５２と略同径の直管５３とから成り、該直管５３の左端にはフランジ５３ａが設けられ、該フランジ５３ａと前記短管５２右端のフランジ５２ａをボルト４６によって連結する一方、直管５３の右端にもフランジ５３ｂが設けられ、該フランジ５３ｂと前記屈曲管部３０左端のフランジ５６ａをボルト４６によって連結している。これにより、直管部２９の大部分を占める直管５３を第一次洗浄装置３ａから外して交換することができ、第一次洗浄装置３ａ全体を交換することなく、骨材用砂８の衝突による損傷の大きい直管５３だけを交換すればよく、第一次洗浄装置３ａの組立性・メンテナンス性の向上を図ることができる。
【００２６】
ここで、前記大径部５１と短管５２との間には左に拡管した後テーパ管４５が形成されており、大径部５１内で骨材用砂８に吹き付けられ骨材用砂８と一緒になった圧力流体５０は、この後テーパ管４５によって絞られた後、短管５２を通って前記直管５３内に高速で突入することとなる。これにより、骨材用砂８の直管部２９内での初速をできるだけ速くすることができ、直管部２９内における骨材用砂８の移送速度の低下をできるだけ防止し、骨材用砂８と管路内壁、或いは骨材用砂同士が高速で衝突できるようにしている。
【００２７】
また、このようにして骨材用砂８が高速で移送される直管５３の内壁５３ｃには、該直管５３の軸心に向かって突出する螺旋状突起体５４が設けられている。該螺旋状突起体５４は螺旋状の板材５７から成り、該板材５７を直管５３の端部開口から内挿し、その外周端５７ａを直管５３の内壁５３ｃに溶接等で固定している。あるいは、内壁５３ｃに螺旋状の溝を刻設し、この溝に外周端５７ａを嵌合させるようにして板材５７を回しながら直管５３に螺挿して、板材５７を内壁５３ｃに係止するようにしてもよい。
【００２８】
このような構成においては、板材５７で対向する左右の側面５７ｂ・５７ｃと、直管５３の内壁５３ｃとの間に螺旋溝５８が形成されており、直管５３内に骨材用砂８を伴った圧力流体が流れると、この螺旋溝５８に流れ込み、内壁５３ｃ近傍には、該螺旋溝５８に沿った螺旋流が発生する。このため、板材５７近傍の骨材用砂８は螺旋流にのって旋回しながら移送され、この際に発生する遠心力作用によって、骨材用砂８の大部分が圧力流体から速やかに分離され、内壁５３ｃに頻繁に激しく衝突する。また、直管５３の軸心上を流れる圧力流体については、螺旋状突起体５４の板材５７の螺旋中心をくぐるようにして流れるものの、板材５７の内周端５７ｄ近傍では乱流渦となりやすく、該乱流渦に、軸心上を移送中の骨材用砂８が巻き込まれると、骨材用砂８が板材５７の左側面５７ｂや内周端５７ｄと衝突する頻度が著しく増加する。
【００２９】
すなわち、前記第一次洗浄装置３ａの管路内壁には、前記圧力流体を螺旋方向に誘導可能な螺旋状突起体５４を設けるので、該螺旋状突起体５４によって、管路である直管５３の内壁５３ａ近傍に、圧力流体や骨材用砂８から成る螺旋流を形成し、この螺旋流の遠心力作用によって、骨材用砂８を圧力流体から分離して直管５３の内壁５３ａに激しく衝突させることができ、更には、螺旋状突起体５４で発生する乱流渦によって、骨材用砂が衝撃力を受ける頻度も増え、角部や異物の除去の更なる効率化を図ることができるのである。なお、螺旋状突起体５４には、板材５７のかわりにコイル状の太い線材を用い、該コイル状線材を、その弾性力を利用して直管５３内に張設してもよく、圧力流体を螺旋方向に誘導可能なものであれば、螺旋状突起体の形態や取り付け方法は、特には限定されない。
【００３０】
また、前記直管５３の途中下部には取付部５３ｄが開口され、該取付部５３ｄには、前記噴射ノズル２７と同様な構造から成る補助噴射ノズル５５が付設されている。該補助噴射ノズル５５は、加圧空気が流れる内流路６０を有する内流管５９と、該内流管５９先部を取り囲むと共に洗浄水が流れる外流路６２を有するＴ字状の外流管６１とから成る二重ノズルであり、このうちの内流管５９は、外流管６１の左端に左右移動可能に螺挿されている
【００３１】
該内流管５９は、送気管６３を介して前記高圧ポンプ４０に接続されており、該高圧ポンプ４０を駆動させることにより、送気管６３を介して前記内流路６０内に高圧の加圧空気が供給される。この内流路６０内には、前記送気管６３の内径と略同径の大径部６０ａ、絞り部６０ｂ、拡管部６０ｃが左から順に形成され、送気管６３からの高圧の加圧空気は、内流路６０内を通過する間に、流路断面積の減少によって流速が著しく増加した後、内流管５９先端から高速で大きく拡がりながら噴出される。
【００３２】
前記外流管６１は、その本管部６４の途中部に下向きの枝部６５が形成され、該枝部６５は管路６６と接続されており、前記ポンプ１７によって圧送されてきた排水が、主管路１３から管路６６を介して前記外流路６２内に洗浄水として供給される。更に、本管部６４右端の内壁にはテーパ部６１ａが嵌設され、該テーパ部６１ａには、前記内流管５９先端の先細り部５９ａが内挿されており、該先細り部５９ａと前記テーパ部６１ａとの間の隙間６８から、外流路６２内の洗浄水が、高速で噴出される前記加圧空気によって吸引される。そして、このような外流管６１の先部は、連通管６７を介して前記取付部５３ｄと連通連結されている。
【００３３】
このような構成において、前記内流管５９を回転して隙間４７を調整すると、前記噴射ノズル２７と同様にして、内側には、内流管５９先端から高速で大きく拡がりながら噴出される加圧空気６９が供給され、外側には、該高速の加圧空気６９による負圧効果によって強力に吸引された洗浄水と該洗浄水内に発生したキャビティから成るキャビテーション流７０が供給されて、圧力流体７１が形成され、該圧力流体７１は、前記連通管６７を通って前記直管５３内に噴出する。これにより、前記噴射ノズル２７から噴出され管路３１内を通過する間に減速した圧力流体５０に、補助噴射ノズル５５からの圧力流体７１を合流させ、圧力流体５０による骨材用砂８の移送速度やキャビテーション流４９内のキャビティ量を回復させることができる。
【００３４】
すなわち、前記第一次洗浄装置３ａの管路３１の途中部には、前記噴射ノズル２７からの圧力流体によって移送中の骨材用砂８に対して圧力流体の追加吹き付けが可能な補助噴射ノズル５５を設けるので、前記噴射ノズル２７からの圧力流体５０による骨材用砂８の移送速度がたとえ途中で低下しても、該圧力流体５０に前記補助噴射ノズル５５からの圧力流体７１が合流することによって、移送速度は再び加速され、衝突による衝撃力はもとよりキャビティ崩壊による衝撃波も管路内で長い距離に渡って大きく維持することができ、角部や異物の除去量を一層増加させることができるのである。
【００３５】
図１、図２に示すように、前記屈曲管部３０は、直管部２９の直管５３の右端と略同径の本管部５６を有し、該本管部５６の左端は、前述の如く、フランジ５３ｂ・５６ａを介して前記直管部２９と着脱可能に接続されている。そして、この本管部５６の途中部には、噴射ノズル２７から噴射される圧力流体５０の噴射方向に略垂直方向で下向きの枝部７２が形成され、該枝部７２は前記第二次洗浄装置３ｂへの圧送管７３に接続されており、第一次洗浄装置３ａで洗浄や角取り処理等された骨材用砂８が、洗浄水等と一緒に、この圧送管７３を介して第二次洗浄装置３ｂまで圧送されるようにしている。
【００３６】
更に、本管部５６の右部には、噴射ノズル２７から噴射される圧力流体５０の噴射方向と同一方向に枝部７４が形成され、該枝部７４は右端にフランジ７４ａを有し、該フランジ７４ａは固定板７５とボルト４６によって連結されており、枝部７４の右端は自在に閉塞したり、取り外しできるようにしている。これにより、骨材用砂８や前記圧力流体５０・７１の衝突によって屈曲管部３０内部が損傷し定期的交換を必要とする場合でも、寿命に達した該屈曲管部３０を簡単に交換することができ、メンテナンス性の向上を図ることができる。
【００３７】
第二次洗浄装置３ｂについて説明する。図１、図５に示すように、該第二次洗浄装置３ｂは、略水平に回転軸心を有する回転ドラム７６と、該回転ドラム７６の左右端部を枢支する軸受け装置８１・８２と、前記回転ドラム７６を回転駆動する駆動装置８４と、前記回転ドラム７６からの処理済みの骨材用砂８を排出する排出筒９３等から構成されている。
【００３８】
前記回転ドラム７６において、略中央には大径の本体ドラム７７が形成され、該本体ドラム７７の右端には支持筒９５が形成されており、該支持筒９５の右端には、前記圧送管７３に屈曲管９６を介して連通された導入パイプ７９が、回転ドラム７６の回転軸心上を左方に向かって貫入している。一方、本体ドラム７７の左端には左に絞った排出ドラム７８が本体ドラム７７と同一軸心上に連設され、該排出ドラム７８の左端には、前記本体ドラム７７より小径で前記支持筒９５と略同径の支持筒９４が形成されており、該支持筒９４の左の開口端は、立設された前記排出筒９３側面の側孔９３ａに回転可能に貫入されている。該排出筒９３の下端には排出管２５が連通され、該排出管２５の下端は前記液切り装置４のホッパ１９上まで延出されている。
【００３９】
そして、左側の前記軸受け装置８１は、左側の前記支持筒９４の外周に設けられたローラ受け９０と、該ローラ受け９０を下部で二点支持する一対の支持ローラ８９・８９とから構成され、同様に、右側の軸受け装置８２は、右側の支持筒９５の外周に設けられたローラ受け９２と、該ローラ受け９２を下部で二点支持する一対の支持ローラ９１・９１とから構成されており、これら左右の支持ローラ８９・８９、支持ローラ９１・９１によって、前記回転ドラム７６が回転できるようにしている。
【００４０】
更に、右側の前記支持筒９５の外周には、前記ローラ受け９２の右側に隣接して従動ギア８８が設けられ、該従動ギア８８には、モータ８５からの出力軸８６に固設された駆動ギア８７が噛合されており、これらモータ８５、出力軸８６、従動ギア８８、駆動ギア８７等から成る前記駆動装置８４を制御することによって、モータ８５の駆動力が出力軸８６から駆動ギア８７を介して従動ギア８８に伝達され、前記左右の軸受け装置８１・８２に枢支された回転ドラム７６を回転駆動することができる。
【００４１】
図５、図６に示すように、このようにして回転制御される回転ドラム７６内には、複雑な機構を含まない簡単な構成の螺旋状送り羽根８３が、回転軸心に向かって突設されている。該螺旋状送り羽根８３は、複数の板材９９から成る不連続型送り羽根９７と、一枚の連続した板材１００から成る連続型送り羽根９８とから構成される。
【００４２】
このうちの不連続型送り羽根９７は、複数の小片の板材９９の外端９９ａを、前記本体ドラム７７の内壁７７ａ上の螺旋位置に所定の螺旋周方向間隔１０６をおいて溶接等で固定して形成されると共に、板材９９で対向する左右の側面９９ｂ・９９ｃと、本体ドラム７７の内壁７７ａとによって、螺旋軸方向間隔１０３の螺旋溝１０１が形成されている。更に、不連続型送り羽根９７において、隣接する板材９９の間、すなわち螺旋溝１０１には、螺旋軸方向に複数の掻き上げ板１４２が架設されており、該掻き上げ板１４２は、回転軸心に向かって前記板材９９と略同じ高さまで突出されている。一方、前記連続型送り羽根９８は、螺旋状の板材１００の外周端１００ａを、前記排出ドラム７８の内壁７８ａ上に溶接等で固定して形成されると共に、この板材１００で対向する左右の側面１００ｂ・１００ｃと、排出ドラム７８の内壁７８ａとによって、前記螺旋軸方向間隔１０３よりも狭い螺旋軸方向間隔１０４を有する螺旋溝１０２が形成されている。
【００４３】
そして、前記連続型送り羽根９８の板材１００の内周端１００ｄによって形成される開口部の螺旋軸上には、右側の本体ドラム７７内に洗浄水を供給するための噴射パイプ８０が右方に延出されると共に、該噴射パイプ８０の左端は前記排出筒９３を貫通して、前記排液処理装置６に連通された主管路１３より分岐された管路１６と接続されている。これにより、ポンプ１７によって圧送されてきた前記排液処理装置６からの水が、主管路１３から管路１６を介して前記本体ドラム７７内に、洗浄水として供給されるようにしている。
【００４４】
このような構成において、前記第一次洗浄装置３ａから圧送管７３を介して移送されてきた骨材用砂８、及び除去された角部や異物等は、洗浄水と一緒に前記導入パイプ７９の導入口７９ａから、前記駆動装置８４によって回動される本体ドラム７７内に投入される。そして、この投入された骨材用砂８等は、前記不連続型送り羽根９７の螺旋溝１０１内に流れ込んだ後、回転ドラム７６の回転に伴い、板材９９の左右の側面９９ｂ・９９ｃで挟まれるようにして、特に左側面９９ｂで押動されることにより、左方つまり排出側に向かって移送されていく。この際、骨材用砂８は、本体ドラム７７下部の内壁７７ａ上を転動すると共に、骨材用砂８同士、あるいは前記側面９９ｂ・９９ｃと衝突を繰り返しながら、徐々に排出側に移送されていくため、骨材用砂８には長時間かけて摩擦力・剪断力を作用させることができる。
【００４５】
本体ドラム７７の左端まで移送されてきた骨材用砂８等は、排出ドラム７８内に形成された連続型送り羽根９８の螺旋溝１０２に流れ込む。該螺旋溝１０２の螺旋軸方向間隔１０４は前記螺旋溝１０１の螺旋軸方向間隔１０３よりも狭く、しかも、排出ドラム７８は左に絞られて内壁７８ａが左斜め上方に傾斜しているため、流れ込んだ骨材用砂８等には本体ドラム７７内と同様な摩擦力・剪断力が作用すると共に、骨材用砂８等は排出側に移送されながら充填密度が増し、洗浄水との分離が進む。そして、排出ドラム７８の左端まで移送されてくると、高密度に充填された状態で、支持筒９４から排出筒９３を通って排出管２５内に排出される。
【００４６】
更に、このような移送中に、前記駆動装置８４によって回転ドラム７６を高速で回転させたり、揺動回転させると、骨材用砂８は、回転ドラム７６の内壁７７ａ・７８ａに沿って掻き上げられた後に落下する、という動作を繰り返し、これにより、骨材用砂８に繰り返しの衝撃力を加えることができる。特に、本実施例のように螺旋溝１０１内に前記掻き上げ板１４２を設けると、この掻き上げ板１４２に載せて骨材用砂８を高位置まで持ち上げてから落下させることができ、骨材用砂８には更に大きな衝撃力を加えることができるのである。しかも、本発明では、洗浄及び角取り処理を第一次洗浄装置３ａと第二次洗浄装置３ｂとの二段階に分けて行うので、前記駆動装置８４を適正に制御して第二次洗浄装置３ｂの段階で骨材用砂８に作用する摩擦力、剪断力、及び衝撃力を大きくし、第一次洗浄装置３ａで骨材用砂８に作用する衝撃力が小さくて済むようにすることも可能である。
【００４７】
すなわち、骨材用砂８に対して液体による洗浄及び角取り処理を行う洗浄装置３と、該洗浄及び角取り処理後の骨材用砂８を大きさ別に分ける分級処理を行う分級装置５とを設けた骨材用砂洗浄分級システム１であって、前記洗浄装置３は、投入口３３から管路３１内に流下する骨材用砂８に向かってキャビテーション流４９を有する圧力流体５０の吹き付けが可能な噴射ノズル２７を設けた第一次洗浄装置３ａと、内部で骨材用砂８を転動可能な回転ドラム７６を設けた第二次洗浄装置３ｂとから成るので、第二次洗浄装置３ｂにおいて、骨材用砂８と回転ドラム７６の内壁７７ａ・７８ａ、或いは骨材用砂８同士の間に摩擦力・剪断力を長時間作用させることができ、第一次洗浄装置３ａで受ける短時間の衝撃力だけでは除去しきれずに残っていた小さな角部や付着異物までも、確実に除去することができる。特に、骨材用砂８の靭性が高くて角部が欠けにくい場合や、多量の骨材用砂８を一度に処理しなければならない場合等でも、長時間転動される間に、摩擦力・剪断力が隅々の骨材用砂８まで繰り返して作用するため、第一次洗浄装置３ａでは除去しきれずに残っていた大きな角部や異物塊までも確実に除去することができる。更に、回転ドラム７６に高速回転あるいは揺動回転をさせることにより、骨材用砂８が回転ドラム７６の内壁７７ａ・７８ａに沿って掻き上げられた後に落下して回転ドラム７６の底部に衝突するようにすることができ、この際の衝撃力が前記摩擦力・剪断力に付加され、小さな角部や付着異物をより一層確実に除去することができるのである。また、骨材用砂８の靭性が低い場合には、第一次洗浄装置３ａでの衝撃力を小さく設定して、骨材用砂本体が大きく割れないようにすることができる。すなわち、第二次洗浄装置３ｂでの処理時間や回転ドラム７６の回転速度等を調整して角部や異物の除去量を増加させることにより、第一次洗浄装置３ａで除去すべき角部や異物の量が少なくて済み、このため、第一次洗浄装置３ａでの骨材用砂８の移送速度を遅くして衝撃力を小さく設定することができ、過大な衝撃力によって骨材用砂本体が大きく割れることを防止して、良好な品質の骨材用砂製品を製造することができる。
【００４８】
特に、本実施例の回転ドラム７６の内壁７７ａ・７８ａには螺旋状送り羽根８３である不連続型送り羽根９７・連続型送り羽根９８を突設し、該送り羽根９７・９８が回転ドラム７６の回転によって骨材用砂８を排出側に移送可能な構成とするので、骨材用砂８を回転ドラム７６下部の内壁７７ａ・７８ａ上で転動させると同時に、送り羽根９７・９８の前後面である左右側面９９ｂ・９９ｃ、１００ｂ・１００ｃで骨材用砂８を排出側に押動して移送させることができ、骨材用砂８を導入側から排出側まで移送するのに複雑な機構が不要となり、部品点数の削減による製造コストの低減やメンテナンス性の向上を図ることができる。更に、骨材用砂８と回転ドラム７６の内壁７７ａ・７８ａ、或いは骨材用砂８同士に加えて、骨材用砂８と送り羽根９７・９８の左右側面９９ｂ・９９ｃ、１００ｂ・１００ｃとの間にも、摩擦力・剪断力を作用させることができ、角部や異物の除去効率を更に高めることができる。
【００４９】
また、前記噴射パイプ８０の右端には、前記導入口７９ａに対向して噴射口８０ａが開口され、該噴射口８０ａから洗浄水１０５が本体ドラム７７内に噴射されるようにしている。噴射された洗浄水１０５は、前記板材９９の内端９９ｄ内側の螺旋軸方向の空間はもとより、隣接する板材９９間に形成される、螺旋周方向間隔１０６を有する広い隙間１０８を通って、移送されてくる骨材用砂８等に吹き付けることができるようにしている。
【００５０】
すなわち、前記回転ドラム７６の一端面の回転軸心上に、前記第一次洗浄装置３ａより移送されてきた骨材用砂８の導入口７９ａを設けると共に、回転ドラム７６の他端面の回転軸心上には、洗浄用の液体を補給する噴射口８０ａを前記導入口７９ａに対向して配置するので、骨材用砂８の移送方向と逆方向に液体である洗浄水１０５を噴出させることができ、向かってくる骨材用砂８に洗浄水１０５を吹き付けるので洗浄力が増加し、骨材用砂８に再付着した小さな角部や異物までも確実に洗浄除去することができ、角部や異物等の不純物のない良好な品質の骨材用砂製品を製造することができる。
【００５１】
次に、前記液切り装置４について、図１により説明する。液切り装置４においては、前記第二次洗浄装置３ｂと分級装置５の間に傾斜コンベア２０が介設され、該傾斜コンベア２０の始端に前記ホッパ１９が配置されており、該ホッパ１９に案内されて、第二次洗浄装置３ｂの排出パイプ２５からの骨材用砂８等が、傾斜コンベア２０の始端上に落下するようにしている。
【００５２】
前記傾斜コンベア２０は、排出パイプ２５よりも下方に配置された第一プーリ２３と、該第一プーリ２３よりも高位置に配置された第二プーリ２４との間に、循環駆動可能に巻回されており、骨材用砂８等を前記分級装置５のホッパ２６まで搬送できるようにしている。更に、傾斜コンベア２０の途中部から終端部にかけては、空気ブロワ２１に接続された複数のノズル２２が配設され、前記空気ブロワ２１から吐出された圧縮空気が、傾斜コンベヤ２０上の骨材用砂８等に向けて吹き付けるようにしている。
【００５３】
これにより、骨材用砂８等は、傾斜コンベヤ２０とともに第二プーリ２４に向かってゆっくりと上昇しながら圧縮空気によって水切りされ、骨材用砂同士、或いは骨材用砂と他の不純物とをつなぐ水分が除去された後、傾斜コンベヤ２０が第二プーリ２４に沿って周回すると、第二プーリ２４の頂部付近で傾斜コンベヤ２０から離脱し、前記ホッパ２６に投入される。
【００５４】
すなわち、前記骨材用砂洗浄分級システム１に、洗浄及び角取り処理を行った後の骨材用砂８から液分である水分を分離する液切り装置４を設けるので、泥状液体による粘着性をなくして、骨材用砂８、角部、異物等間の分離を容易にすることができ、続いて行う分級処理５における分級効率の向上を図ることができる。
【００５５】
次に、前記分級装置５について、図１、図７により説明する。分級装置５においては、前記液切り装置４で水切りされた骨材用砂等が投入される前記ホッパ２６の下方に、振動ふるい装置１０９が配置されている。該振動ふるい装置１０９では、装置ケース１１０内に粗目と細目のふるい１１１・１１２が上下に略平行に配置され、このうちの上位置の粗目ふるい１１１の上方に前記ホッパ２６の下端が位置しており、骨材用砂等は、ホッパ２６から振動ふるい装置１０９に供給され、粗目ふるい１１１を通過した後に更に細目ふるい１１２で分級されるようにしている。
【００５６】
このような構成において、粗目ふるい１１１によって捕捉された骨材用砂等（以下、「粗砂」とする）１１４は、斜設された粗目ふるい１１１で低い方の端部から、ホッパ１１７を通って粗砂用の収納部１２０に落下する。更に、前記粗目ふるい１１１を通過し細目ふるい１１２によって捕捉された骨材用砂等（以下、「適正砂」とする）１１５は、斜設された細目ふるい１１２で低い方の端部から流れ出してコンベア１２３の始端部に落下し、該コンベア１２３によって搬送された後、終端部からホッパ１１８を通って適正砂１１５用の収納部１２１に落下する。そして、コンベア１２３の途中部上方には、空気ブロワ１２４に接続されたヘッダ１２５が配置され、該ヘッダ１２５には複数のノズル１２６が設けられており、前記空気ブロワ１２４から吐出された圧縮空気を、コンベヤ１２３上の適正砂１１５に向けて吹き付けて十分に乾燥させ、適正砂１１５を骨材用砂製品としてそのまま使用できるようにしている。
【００５７】
前記両ふるい１１１・１１２とも通過した骨材用砂等（以下、「細砂」とする）１１６は、細砂用のホッパ１１９を介して、細砂用の収納部１２２のタンク１２２ａ内に排出される。なお、ふるい１１１・１１２の一端は、それぞれ振動ピン１１３によって装置ケース１１０に支持されており、図示せぬ振動装置によって前記ふるい１１１・１１２を振動できるようにしている。かかる振動装置には、クランク方式、ピストン方式、振動モータ方式等の公知の振動機構を適用することができ、骨材用砂等を確実に分級可能なものであれば、特に限定されるものではない。
【００５８】
すなわち、前記分級装置５には、複数段で分級可能な振動ふるい装置１０９を設けるので、各段のふるいの目の大きさを変えるだけの簡単な作業で所望の大きさの骨材用砂のみを分離することができると共に、細かいふるいであっても振動させることによって、目詰まりが起こりにくく、分級処理効率の大幅な向上を図ることができるのである。
【００５９】
次に、前記排液処理装置６について、図１により説明する。排液処理装置６においては、前記液切り装置４や分級装置５の下方には、投入時や搬送中に、骨材用砂等から流下したり、空気ブロワ２１・１２４からの圧縮空気によって吹き飛ばされた排水を受ける排水受け１２７が配設され、該排水受け１２７は排水路１２８を介して排水槽１２９に連通されている。
【００６０】
該排水槽１２９は沈殿槽であり、この排水槽１２９内で汚泥を沈殿させて分離排出した後にアルカリ中和等の簡単な水処理を行い、その上澄みをポンプ１７によって主管路１３に圧送し、介設されたバルブ１３０・１３１・１３２・１３３を開閉することによって、前記各管路１４・１５・６６・１６を経由し、前記加液装置７のスプレーヘッダ１１、第一次洗浄装置３ａの噴射ノズル２７と補助噴射ノズル５５、及び第二次洗浄装置３ｂの噴射パイプ８０に、洗浄水の供給や停止を行うようにしている。
【００６１】
次に、前記第一次洗浄装置３ａのようなキャビテーション流を使用しない振動型洗浄装置１３４について、図８により説明する。該振動型洗浄装置１３４においては、図示せぬ振動装置によって激しい振動が付与される振動筒１３６が斜設され、該振動筒１３６で高い方の端面１３６ａの上部近傍には骨材用砂８を投入するホッパ１３５が設けられ、該ホッパ１３５は、前記投入装置２のコンベア１０終端部下方に位置しており、投入装置２からの骨材用砂８が振動筒１３６内に投入されるようにしている。前記端面１３６ａでホッパ１３５下端近傍には噴射パイプ１３９が貫設され、振動筒１３６内に洗浄水が供給されるようにしている。
【００６２】
更に、前記振動筒１３６では、内壁から筒軸心に向かって複数の突起体１３７が突設され、該突起体１３７によってジグザグ状の空間１４１が形成されると共に、隣接する突起体１３７の間には複数のエアノズル１３８が設けられており、該エアノズル１３８からは図示せぬ空気ブロワからの圧縮空気が噴出されるようにしている。そして、振動筒１３６で低い方の端面１３６ｂの下部近傍には排出管１４０が設けられ、該排出管１４０を介して、前記噴射パイプ１３９からの洗浄水やエアノズル１３８からの空気によって洗浄及び角取り処理された骨材用砂８が、前記第二次洗浄装置３ｂに排出される。
【００６３】
このような構成において、前記ホッパ１３５から投入された骨材用砂８は、前記空間１４１内で激しく揺り動かされると共に、前記エアノズル１３８からの空気によって激しく攪拌され、その結果、骨材用砂８と突起体１３７、或いは骨材用砂同士が高速で衝突し、前記第一次洗浄装置３ａと同様に、骨材用砂８の角部や異物を除去することができる。しかも、この振動型洗浄装置１３４では、キャビテーション流を発生させたり、圧力流体によって骨材用砂８を長い距離に渡って搬送する必要がなく、衝撃力の大部分は振動筒１３６の振動から与えられることから、使用する洗浄水や空気の圧力は前記第一次洗浄装置３ａよりも低くて済み、洗浄水については高品質は全く要求されず、分級処理後の低品質の排水をそのまま洗浄水に再利用することができる。
【００６４】
すなわち、前記第一次洗浄装置として、骨材用砂８に激しい振動を付与可能な振動型洗浄装置１３４を用いるので、高圧の洗浄水や空気が不要となり、高価な高圧ポンプや配管等をなくして設備コストが安くて済むと共に、分級処理後の低品質の排水をそのまま洗浄水として再利用でき、排水処理コストの更なる低減や、クローズドシステムによる環境保全の一層の促進を図ることができる。
【００６５】
なお、従来のように洗浄及び角取り処理を単一の装置で行う場合には、配管を長くしたり、全体を大型化する等しないと、高品質の骨材用砂製品が得られず、洗浄装置は固定式とならざるを得なかったが、本発明に係わる洗浄装置３のように処理装置を多段に分けることで、各装置を小型化することができ、必要に応じて可搬式とすることが可能である。骨材用砂洗浄分級システム１を構成する他の装置、例えば、投入装置２、液切り装置４、振動ふるい装置１０９等は、もともと装置自体が小さくて済み移送が容易であることから、本発明に係わる骨材用砂洗浄分級システム１においては、構成する各装置を可搬式とすることができ、場所を選ばずに骨材用砂８の洗浄分級処理が可能となり、可搬性に優れた洗浄分級システムを提供することができるのである。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本発明は、研磨剤・洗浄剤等を投入し、それに、キャビテーション流となった研磨液・洗浄液等を吹きつけ、この研磨剤・洗浄剤等と研磨液・洗浄液等とを含んだ圧力流体を、機械部品、碁石、宝石・貴金属類の装飾品等の被衝突体に衝突させ、続いて、これらの被衝突体を回転ドラム内に投入して転動させることにより、これらの研磨や洗浄を行う、といった用途にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明に関わる洗浄装置を用いた骨材用砂洗浄分級システムの全体構成図である。
【図２】第一次洗浄装置全体の側面一部断面図である。
【図３】第一次洗浄装置の噴射ノズルの側面一部断面図である。
【図４】第一次洗浄装置の直管部の側面一部断面図である。
【図５】第二次洗浄装置全体の側面一部断面図である。
【図６】第二次洗浄装置の回転ドラムの側面一部断面図である。
【図７】分級装置全体の側面一部断面図である。
【図８】振動型洗浄装置全体の側面一部断面図である。
【符号の説明】
【００６８】
１  骨材用砂洗浄分級システム
３  洗浄装置
３ａ  第一次洗浄装置
３ｂ  第二次洗浄装置
５  分級装置
６  排液処理装置
８  骨材用砂
２７  噴射ノズル
３１  管路
３３  投入口
３４  内流管
３５  内流路
３６  外流管
３７  外流路
４８  加圧空気
４９  キャビテーション流
５０  圧力流体
５４  螺旋状突起体
５５  補助噴射ノズル
７６  回転ドラム
【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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【図７】
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【図８】
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