(57)【要約】【課題】従来と異なる砕石の破砕・整形を行う。【解決手段】渦巻きポンプ２０によって砕石ａの磨砕を行う。渦巻きポンプは、ケーシング２１内に羽根車２２を有し、そのケーシングの中央から砕石混合水ｂを吸い込み、羽根車によりその砕石混合水に遠心力を付与し、その遠心力によりケーシングの外周に連続する送り出し管１５から砕石混合水ｃを吐出する。このポンプ作用において、砕石ａは羽根車の羽根によって衝撃力を受けて磨砕するとともに、砕石同士が衝突し合って磨砕する。すなわち、この渦巻きポンプによって砕石の磨砕と整形が行われる。このとき、渦巻きポンプの送り込み管１４に螺旋状の邪魔板１２を介在し、渦巻きポンプに入る砕石混合の水に渦巻き作用を生じさせて砕石及び整形作用が促進する。また、渦巻きポンプの送り出し管にもその内径を変化させる抵抗板を介在して乱流を生じさせて前記破砕及び整形作用を促進させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
砕石（ａ）を水と共に渦巻きポンプ（２０）に送り込み、その渦巻きポンプ（２０）内におけるインペラー（２２）の回転によって前記砕石（ａ）を磨砕・整形して前記渦巻きポンプ（２０）から送り出すことを特徴とする砕石整形装置。
【請求項２】
上記渦巻きポンプ（２０）の送り出し管（１５）にその内径を変化させる抵抗板（１７ａ、１７ｂ）を介在したことを特徴とする請求項１に記載の砕石整形装置。
【請求項３】
上記渦巻きポンプ（２０）の送り出し管（１５）に螺旋状の邪魔板（１２ａ）を介在したことを特徴とする請求項１に記載の砕石整形装置。
【請求項４】
上記抵抗板（１７ａ、１７ｂ）又は邪魔板（１２ａ）を介在した送り出し管（１５）の部分を上向き真上としたことを特徴とする請求項２又は３に記載の砕石整形装置。
【請求項５】
上記渦巻きポンプ（２０）のケーシング（２１）の周壁内面に凹凸（２２ａ）を設けたことを特徴とする請求項１乃至４の何れか一つに記載の砕石整形装置。
【請求項６】
上記渦巻きポンプ（２０）への送り込み管（１１）に螺旋状の邪魔板（１２）を介在したことを特徴とする請求項１乃至５の何れか一つに記載の砕石整形装置。
【請求項７】
砕石（ａ）を水と共に渦巻きポンプ（２０）に送り込み、その渦巻きポンプ（２０）内におけるインペラー（２２）の回転によって前記砕石（ａ）を磨砕・整形することを特徴とする砕石整形方法。
【請求項８】
上記渦巻きポンプ（２０）の送り出し管（１５）にその内径を変化させる抵抗板（１７ａ、１７ｂ）を介在し、その抵抗板（１７ａ、１７ｂ）により、前記送り出し管（１５）内において、乱流を生じさせて上記磨砕・整形作用を促進するようにしたことを特徴とする請求項７に記載の砕石整形方法。
【請求項９】
上記渦巻きポンプ（２０）の送り出し管（１５）に螺旋状の邪魔板（１２ａ）を介在し、その邪魔板（１２ａ）により、前記送り出し管（１５）内の砕石混合液（ｃ）の流れ距離を長くして上記磨砕・整形作用を促進するようにしたことを特徴とする請求項８に記載の砕石整形方法。
【請求項１０】
上記抵抗板（１７ａ、１７ｂ）又は邪魔板（１２ａ）を介在した送り出し管（１５）の部分を上向き真上にして、上記磨砕・整形作用をさらに促進するようにしたことを特徴とする請求項８又は９に記載の砕石整形方法。
【請求項１１】
上記渦巻きポンプ（２０）のケーシング（２１）の周壁内面に凹凸（２２ａ）を設けて、その凹凸（２２ａ）に砕石（ａ）を滞留させて砕石（ａ）同士の磨砕を促進するようにしたことを特徴とする請求項７乃至１０の何れか一つに記載の砕石整形方法。
【請求項１２】
上記渦巻きポンプ（２０）への送り込み管（１１）に螺旋状の邪魔板（１２）を介在して、上記砕石（ａ）の混合水（ｂ）を渦巻き流として前記渦巻きポンプ（２０）に送り込むようにしたことを特徴とする請求項７乃至１１の何れか一つに記載の砕石整形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、コンクリート用骨材を製造するための砕石整形装置及びその整形方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
高層建築物、道路、橋梁等の大半の構造物は、セメント、水、骨材と必要な添加材料を配合混和して一体化したコンクリートによって構築される。従来、その骨材として川砂が使用されていたが、近年、その天然の川砂の採取が困難となり、山野から切り出した岩石を磨砕して所要の粒度に整形する人工砂が主となっている。
その人工砂を製造する装置は、コーンクラッシャー等の破砕機により、切り出した岩石を８０〜１５０ｍｍ径の砕石に破砕し、その砕石を、インパクトクラッシャ、ロッドミル、竪型ミル、竪型整形機等の磨砕・整形機によって磨砕して所要の粒径に整形している（粒形改善している）。
このとき、上記磨砕作用を湿式で行ったり（特許文献１）、乾式で行ったりしている（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−１１６５４２号公報
【特許文献２】特開平１１−４３３５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記インパクトクラッシャ、ロッドミル、竪型ミル、竪型整形機等の磨砕・整形機は、整形と一緒に磨砕を行うため、粒形改善は難しいうえに、石粉の増加によって無駄が多い。そのため、複数の整形機を通しても無駄が多く、ランニングコストが高くなっている。
また、乾式は、湿式に比べて無駄な磨砕が行われて石粉の発生が多い。一方、湿式は、石粉の発生が少なく、例えば、５ｍｍ径以下の小径の砕石を分級し易い。
【０００５】
この発明は、以上の実状の下、湿式において、従来にない磨砕・整形方式を採用することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を達成するため、この発明は、渦巻きポンプによってその磨砕・整形を行うようにしたのである。
渦巻きポンプは、ケーシング内に羽根車（インペラー）を有し、そのケーシングの中央から流体を吸い込み、羽根車によりその流体に遠心力を付与し、その遠心力によりケーシングの外周に連続する排出口から流体を吐出するものである。
この渦巻きポンプの作用において、流体に砕石が混入していると、ケーシング内において、砕石は羽根車の羽根によって衝撃力を受けるとともにケーシング内面に衝突して磨砕するとともに、砕石同士が衝突し合って磨砕する。すなわち、この渦巻きポンプによって砕石の磨砕と整形（整粒）が行われる。
【０００７】
この発明の具体的な砕石整形装置又は砕石整形方法の構成としては、砕石を水と共に渦巻きポンプに送り込み、その渦巻きポンプ内におけるインペラーの回転によって前記砕石を磨砕・整形して前記渦巻きポンプから送り出す構成を採用することができる。
このとき、渦巻きポンプのケーシングの周壁内面に凹凸を設けて、その凹凸に砕石を滞留させて砕石同士の磨砕を促進するようにすることができる。
【０００８】
この構成において、上記渦巻きポンプへの送り込み管に螺旋状の邪魔板を介在すれば、渦巻きポンプに入る砕石混合の水に渦巻き作用が働くため、渦巻きポンプ内の渦巻き作用が大きくなって、上記磨砕及び整形作用が促進される。
また、上記渦巻きポンプの送り出し管にその内径を変化させる抵抗板を介在すれば、その送り出し管内で乱流が生じて、上記磨砕及び整形作用が促進される。送り出し管には螺旋状の邪魔板を介在し、その邪魔板により、送り出し管内の砕石混合液の流れ距離を長くして前記磨砕・整形作用を促進するようにすることもできる。これらのとき、渦巻きポンプは、その吐出方向は何れでも良いが、上向き真っ直ぐが好ましく（図４参照）、その上向き真っ直ぐの部分に抵抗板又は邪魔板を介在すれば、抵抗板に砕石が均等に当たったり、螺旋状に流れる際の砕石同士の衝突も多くなったりして前記磨砕・整形作用がより促進するようになる。その上向きは真上が好ましい。
【発明の効果】
【０００９】
この発明は、以上のように、渦巻きポンプによって磨砕及び整形作用を行うようにしたので、従来になかった砕石整形装置（方法）となるとともに、従来周知の渦巻きポンプを使用し得るため、安価なものとし得る。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】この発明に係る砕石整形装置の一実施形態の概略図
【図２】同実施形態の要部拡大概略図
【図３】同実施形態の送り込み管の一部切欠き斜視図
【図４】同実施形態の渦巻きポンプ部分を示し、（ａ）は拡大切断側面図、（ｂ）は（ａ）の一部切断図
【図５】同実施形態の渦巻きポンプの吐出管に介在される抵抗板の各例の平面図
【図６】他の実施形態の概略図
【図７】他の実施形態の渦巻きポンプの吐出管の各例を示し、（ａ）は一部切欠き斜視図、（ｂ）は要部拡大概略図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
この発明に係る砕石整形装置を備える設備の一実施形態を図１〜図５に示し、この実施形態の砕石整形装置Ａは、インパクトクラッシャ等の破砕機によって破砕された８０〜１５０ｍｍ径の砕石ａを貯留槽１０に送り込むコンベア式定量フィーダ１と、その貯留槽１０から砕石ａと水の混合液ｂが送り込まれる渦巻きポンプ２０とからなる。その渦巻きポンプ２０からの混合液ｃは分離用スクリーン３０に送り込まれ、そのスクリーン３０から分離された分離混合液ｄ１が湿式分級機４０に送り込まれる。
【００１２】
上記貯留槽１０への定量フィーダ１からの送り込み管１１は、図２に示すように、底近くまで延びてその開口部内面に螺旋状の邪魔板（ガイド）１２が設けられている。このため、定量フィーダ１から送り込まれた砕石ａは、その邪魔板１２によって螺旋状に落下して水と円滑に混合する。図中、１３は水の取り入れ孔である。
【００１３】
渦巻きポンプ２０は、円形のケーシング２１と羽根車（インペラー）２２とからなり、砕石ａによっては摩耗し難い材料からなる。ケーシング２１の中心に上記貯留槽１０からの配管１４が接続されており、羽根車２２の回転によって配管１４内の砕石混合水ｂがケーシング２１に吸引される（送り込まれる）。このとき、配管１４の貯留槽１０側端部は漏斗（逆台形状）１４ａとなって、貯留槽１０内の砕石混合水ｂが配管１４に上記邪魔板１２により渦流れとなって円滑に流れ込む。この実施形態においては、渦巻きポンプ２０の送り込み管が送り込み管１１及び配管１４とから成る。
【００１４】
渦巻きポンプ２０の円形ケーシング２１は、その周壁内周面が羽根車２２の外周に近接し、その幅方向の中央がほぼ全周に亘って膨出している。この膨出部２２ａに砕石ａが滞留する（図４（ｂ）参照）。ほぼ全周の膨出部２２ａに変えて周方向に間欠的な凹凸を形成してもよい。
また、羽根車２２は、側板２３にその中心回りに円弧状羽根２４を放射状に設けた周知のものであり、モータ２５により回転される。その羽根車２２の回転速度はエンコーダ２６によって計測されてその回転速度等が制御される。
【００１５】
渦巻きポンプ２０の吐出管（送り出し管）１５は、ケーシング２１の周囲接線方向真っ直ぐ上向き（真上）に延びており、その途中にフランジ１６を介して２つの抵抗板１７ａ、１７ｂが介在されている。この抵抗板の数は任意である。図５に示すように、その一方の抵抗板１７ａは２つの孔１８を有し（同図（ａ））、他方の抵抗板１７ｂは一つの孔１８を有し（同図（ｂ））、それらの抵抗板１７ａ、１７ｂの孔１８の流通断面積は吐出管１５の流通断面積より小さくしてある。
このため、この吐出管１５を流通する砕石混合液ｃはこの抵抗板１７ａ、１７ｂに邪魔されて衝突や相互の衝突を繰り返してさらに整形（整粒）される。このとき、抵抗板１７ａ、１７ｂを設けた吐出管１５の部分は真っ直ぐ真上に延びているため、砕石混合液ｃが抵抗板１７ａ、１７ｂに均等に当たって均等に磨砕される。
【００１６】
上記分離用スクリーン３０は、２つのスクリーン３１、３２からなり、一方のスクリーン３１に上記吐出管（配管）１５が接続されている。スクリーン３１、３２は、箱状ケースの中程にスクリーン板を介在した周知のものであり、前者のスクリーン３１のスクリーン板のスクリーン孔は５ｍｍ径とされ、後者のスクリーン３２のスクリーン板のスクリーン孔は１３ｍｍ径とされている。このため、前者のスクリーン３１によって５ｍｍ径以下の砕石ｅ１が分離されてその混合水ｄ１が湿式分級機４０に送り込まれる。分離用スクリーン３０の設置数は任意であり、その数に応じて砕石径の分離数が決定される。
【００１７】
その前者のスクリーン３１で分離されなかった砕石はその混合水として後者のスクリーン３２に移動し、そのスクリーン３２によって１３ｍｍ径以下の砕石ｅ２が分離され、それ以上の大きさの砕石ｅ３はその混合水ｄ３として外部に送り出される。このスクリーン３２の下部からは砕石ｅ２の混合水ｄ２の排出管３３が導出され、この排出管３３は振り分け機４２ａを介して５〜１３ｍｍ径内の砕石ｅ２を収納するストックヤード４１ａ及び５〜２０ｍｍ径の砕石ｅ４を収納するストックヤード４１ｂに導かれている。前記分離されなかった砕石ｅ３はその混合水ｄ３として振り分け機４２ｂを介して５〜２０ｍｍ径内の砕石ｅ４を収納するストックヤード４１ｂ及び１３〜２０ｍｍ径内の砕石ｅ３を収納するストックヤード４１ｃに導かれる。
湿式分級機４０は５ｍｍ径以下の砕石ｅ１と泥水を分離する。その５ｍｍ径以下の砕石ｅ１は図示しないストックヤードに導き、上記各径の砕石ｅ２、ｅ３、ｅ４と適宜に混ぜ合わせて骨材（製品）とする。泥水はその処理装置に導く。
【００１８】
この実施形態の砕石整形設備は以上の構成であり、いま、定量フィーダ１によって砕石ａが貯留槽１０に送り込まれ、渦巻きポンプ２０が駆動すると、そのポンプ２０内に貯留槽１０内の砕石混合液ｂが吸引され（送り込まれ）、その中で、砕石ａは羽根車２４やケーシング２１内面に衝突して砕けるとともに、相互に衝突して砕け、角の取れた川砂に似たものとなる。このとき、ケーシング２１の膨出部２２ａ内に砕石ａが滞留して羽根車２４により飛ばされた砕石ａと衝突するとともに擦れ合う。このため、砕石ａの破砕・整形が促進される。
【００１９】
その破砕・整形作用が渦巻きポンプ２０内において行われ、遠心力を得た砕石混合液ｃは、やがて吐出管１５に送り出され、抵抗板１７ａ、１７ｂによってさらに破砕・整形されて分離スクリーン３０に送り込まれる。その後、そのスクリーン３１、３２によって、５ｍｍ径以下の砕石混合水ｄ１、１３ｍｍ径以下の砕石混合水ｄ２、それ以上の径の砕石混合水ｄ３に分離されて、湿式分級機４０又は各ストックヤード４１に導かれる。
【００２０】
その各ストックヤード４１への径路において、第１の振り分け機４２ａが第１のストックヤード４１ａへの配管を開放（第２のストックヤード４１ｂへの配管は閉止）していると、第２のスクリーン３２で分離された５〜１３ｍｍ径の砕石ｅ２はそのストックヤード４１ａに送り込まれる。一方、第１の振り分け機４２ａが第２のストックヤード４１ｂへの配管を開放していると、同砕石ｅ２はそのストックヤード４１ｂに送り込まれる。また、第２の振り分け機４２ｂが第２のストックヤード４１ｂへの配管を開放していると、第２のスクリーン３２で分離されなかった砕石ｅ３はそのストックヤード４１ｂに送り込まれ、ストックヤード４１ｂには、５〜２０ｍｍ径内の砕石（ｅ２＋ｅ３）が混合した砕石ｅ４がストックされる。
一方、第２の振り分け機４２ｂが第３のストックヤード４１ｃへの配管を開放していると、同砕石ｅ３はそのストックヤード４１ｃに送り込まれる。
以上から、両振り分け機４２ａ、４２ｂの振り分け管を適宜に選択することによって、第１〜３の各ストックヤード４１ａ〜４１ｃに所要の大きさの砕石ｅ２、ｅ２＋ｅ３（＝ｅ４）、ｅ３が収容される。
【００２１】
図６には渦巻きポンプ２０を多段にした実施形態を示し、この渦巻きポンプ２０の段数は任意である。この実施形態においては、砕石ａは各渦巻きポンプ２０・・によって徐々に破砕・整形されて湿式分級機４０に送り込まれ、所要の径となった砕石ｅが製造される。
この実施形態においても、最終段の渦巻きポンプ２０の後段にスクリーン３０を設けたり、各渦巻きポンプ２０の吐出管１５に抵抗板１７ａ、１７ｂを設けたりすることができる。
【００２２】
上記各実施形態において、上記渦巻きポンプ２０の吐出管１５は、図７（ａ）に示すように、抵抗板１７ａ、１７ｂに代えて上記送り込み管１１と同様の螺旋状の邪魔板１２ａを設けたものとすることができる。このようにすると、渦巻きポンプ２０からの砕石混合液ｃが螺旋状に移動してその移動距離が長くなるため、砕石ａ同士が長く接触し合ってさらに丸くなる作用が促進される（整粒される）。
また、図７（ｂ）に示すように、吐出管１５の上下の抵抗板１７ａ、１７ｂの間に螺旋状の邪魔板１２ａを設けて上記整粒作用を促進することもできる。このとき、抵抗板１７ａ、１７ｂから上流又は下流の吐出管１５内にも同様の邪魔板１２ａを設けることができる。これらの邪魔板１２ａには、図７（ａ）の鎖線で示すように、抵抗板１７ａ、１７ｂと同様の孔１８ａを設けることができる。
このように、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。この発明の範囲は、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００２３】
Ａ  砕石整形装置
ａ  砕石
ｂ  渦巻きポンプへの砕石混合水
ｃ  渦巻きポンプから吐出した砕石混合水
ｄ１、ｄ２、ｄ３  分離スクリーンからの分離砕石混合水
ｅ、ｅ１、ｅ２、ｅ３、ｅ４  製品砕石
１  定量フィーダ
１０  貯留槽
１１  貯留槽への送り込み管
１２、１２ａ  螺旋状邪魔板
１４  渦巻きポンプへの送り込み管
１５  同送り出し管（吐出管）
１７ａ、１７ｂ  抵抗板
１８  抵抗板の孔
１８ａ  螺旋状邪魔板の孔
２０  渦巻きポンプ
２１  渦巻きポンプのケーシング
２２  同羽根車（インペラー）
２２ａ  ケーシング周壁内周面の環状凹部
２３  羽根車の側板
２４  同羽根
３０  分離スクリーン
３１  第１の分離スクリーン
３２  第２の分離スクリーン
４０  湿式分級機
４１、４１ａ、４１ｂ、４１ｃ  ストックヤード
【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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