(57)【要約】      （修正有）【課題】流路溝によって原石を鉄玉の落下エネルギーで破砕し、大量の川砂を製造するドラム式川砂製造装置を提供する。【解決手段】回転ドラムの内側には投入口と排出口を設け、その間に巾３５ｃｍ程度の間隔で高さ約４０ｃｍの間仕切り板７を多数固着し、その間仕切り板により区切られた流路溝８には１回転に１ヶ所の送り口が設けられており、１回転に１列づつ原石と水Ａは流動し、各流路溝には予め鉄のボール１６が入れてある。流路溝の内側にはＶ字形羽根の２階建１１が多数取付けてあり、１階部分には原石と水が掻き上げられ、２階部分のレールの上には鉄のボールがすくい上げられ、先ず原石が落下し次いで鉄のボールが落下する。落下地点には破砕室１４が設置してあり、破砕原石と水はここに落下し、角が潰れると同時に上から落下してくる鉄のボールで更に破砕される。流路溝の底板には鉄筋１０をＶ字に曲げて磨耗防止と砂の粒子が形成される。【選択図】図４
2009172564.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１端面に原石及び水の投入口、他端面に排出口を有する円筒形ドラムの内側に投入口より排出口に至る間に多数の間仕切り板を固着し、この間仕切り板により区切られた流路溝にＶ字形羽根の２階建てと破砕室を設置し底板にはＶ字形の鉄筋を多数熔接取付けする。
予め各流路溝には鉄のボールが入れてあります。
ドラムの回転により原石と水はＶ字形羽根の１階部分に鉄のボールは２階部分にすくい上げられ、ある程度の高さに来ると先ず原石が自然に落下し次いで鉄のボールが落下します。
落下地点には破砕室が設けてあり、ここに集められた原石は落下して来る鉄のボールで破砕されます。破砕された原石は流路溝に落ちＶ字形鉄筋でころがりながら鉄のボールと一緒に流れて次のＶ字形羽の２階建てに吸収されます。
前記破砕機構は流路溝に取付けたＶ字形羽根の２階建てと破砕室を特徴とする原石破砕砂製造装置であります。
【請求項２】
前記流路溝は１回転に１ヶ所の送り口が設けてあり、１列目から〜２列目〜３列目へと投入口から排出口まで多数の原石は破砕されながら送られて行きます。
流路溝に流れる多数の原石はＶ字形羽根の２階建てによって１粒残らずすくい上げられ鉄のボールと共に持ち上げられてすりもみ、落下、破砕、ころがりを繰り返しながら、破砕砂の扁平や尖った角が潰れて粒形の良い、活性面のある川砂に等しい砂が製造されます。
前記流路溝及びＶ字形羽根の２階建てによって多数の原石が１粒残らず破砕行程を受けるのと粒形の良い、活性面のある川砂に等しい砂が製造できることを特徴とする請求項１に記載の原石破砕砂製造装置であります。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は骨材業界で年中不足気味の砂を製造するために砕石３０ミリ以下と砂利３０ミリ以下（以後原石と呼びます）を破砕して破砕砂の尖角を潰して粒形の良い川砂に等しい砂を製造するドラム式川砂製造装置に関するものであります。
【背景技術】
【０００２】  昭和３０年代までは土木建築用コンクリートに使用する骨材としての砂、砂利は主として河川から採取されたものが使用されていた。しかし昭和４０年頃から河川の砂利の採取規制が始まり、その後も次第に採取規制が厳しくなり現在では河川の砂利の採取が禁止になっています。
一方建設業界においては砂、砂利の需要が益々増大してきた。このため、河川以外の砂利採取地として、河川周辺の農地、山、海等から砂利、砂が採取されている。現在では山の砕石等が主に採取されている。
砂利の不足は山の砕石で補われていますが砂の不足は補うものがなく主に中国から輸入していますし、骨材業界では砕石１０ミリ以下及びビリ砂利１０ミリ以下を細粒破砕機などで人工的に砂を製造しています。【０００３】  私も平成５年からビリ砂利（粒度５〜１０ｍｍ）を破砕して砂を造る破砕機の研究開発に取り組み、１０数年を要して新技術のスプリング付ジョークラッシャーの砂製造機を完成させました。特許第３９４２０３１号を取得し、販売中であります。製造された砂は粒形も良く申し分のない破砕機であります。
１日の生産量が２０トン〜３０トンと少ないのはジョークラッシャーの構造上の問題でありますので小規模の砂利プラントに適しています。
砂利採取業者の方々は１日１００トン位生産できる砂製造機を求めています。【０００４】現在骨材業界では砂の製造機としては主に細粒破砕機のロッドミルが使用されています。
ロッドミルは円筒状の機械の中に太い鉄のロッド棒を５トン〜１０トン入れてそのロッドを回転させロッドが衝突している処へ原石と水を投入して破砕し砂を造る構造の破砕機であります。
排出される破砕粒子は振動篩の砂網で振り分けられ５ｍｍ以下は砂として回収され、それ以上は再度投入口へ戻されます。【０００５】  ロッドミルの運転稼動はロッド棒が磨耗して来ますと破砕効率が悪くなりますので１ヶ月に１〜２度細くなったロッド棒を取り出し新しく太いロッド棒を挿入して運転しています。
更に年に１回位の割合で回転胴の内張りも磨耗して来ますので取替える必要があります。【０００６】  又同じロッドミルでもロッド棒の代わりに鉄のボール６０ｍｍ前後を数トン入れて回転胴を回転させ中の鉄のボールが衝突、すりもみしている中へ原石１０ｍｍ以下と水とを投入して破砕し砂の粒子を製造する方法もあります。
この場合も鉄のボールが磨耗して来ますと破砕効率が悪くなりますので１ヶ月に１〜２回鉄のボールを追加投入する必要があります。【０００７】  消耗品としては〔０００５〕は回転胴内で鉄のロッド棒が衝突、すりへりを起こして原石を破砕しているので月に１〜２回のロッドの挿入が必要でありロッド棒の損耗が激しい又〔０００６〕も鉄のボールのすりもみ、すりへりで原石を破砕しているので月に１〜２回追加投入の必要がありますのでボールの損耗が激しい更に回転胴の内張りも磨耗で年１回位の割合で取替える必要があります。【０００８】  費用としては上述の〔０００７〕のロッド棒並びに鉄のボールの激しい損耗をお金で評価すれば、１トン１０万円近くする鉄のロッド棒並びに鉄のボールをすりへらしながら１トン２千円以下の砂を製造しています。こんな経済効率の悪い方法で砂を製造しています。更に回転胴の内張りの取替えにも多額の費用がかかります。
次に回転胴を回転するには重い重量のロッド棒並びに鉄のボール全部を回転させなければならないので駆動出力も大きくなり中クラスのロッドミルでも７５ＫＷ〜１５０ＫＷのモーターが使われています。動力は３，０００ボルトの電圧で運転していますので電力料金も高くつきます。
総合的に見て鉄の高い現在ではロッドミルは経済効率の悪い破砕機だと思います。しかし生コンプラントではどうしても砂が必要ですので現在全国的にロッドミルが使われています。【０００９】  機械的エネルギーの強制破砕…採石場で使われている破砕機は大きな岩石を漸次細かく破砕して骨材製品を生産していますが最小破砕は３０ｍｍ前後までで５ｍｍ以下の砂は作れません。
砂を作るには別に細粒破砕機ロッドミルで原石３０ｍｍ以下を破砕して砂を作っています。
現在日本で使用されている石の破砕機は全て機械的エネルギーの強制破砕方式が使用されています。
ロッドミルも機械的破砕方式で同転胴内のロッド棒（５トン〜１０トン）を回転させ重い重量のロッド棒に衝突、すりへりを起こさせ、その中へ原石３０ｍｍ以下と水を投入して破砕させる重力破砕の砂製造機であります。
この製造方法ではロッド棒の激しい損耗で砂の製造原価が高くついています。
この問題を解決するには従来の機械的エネルギーでは解決出来ないのではないかと考えられます。
原石を砂（５ｍｍ以下）に破砕するのは、むつかしい技術であります。
この問題を根本的に解決するには発想を転換して自然のエネルギーに目を転じる必要があります。
自然のエネルギーの自然破砕…川砂、川砂利の原点は河川にあります。河川の形成過程は洪水や雨水などで水が増水し、水のエネルギーで岩石が流され水の中で衝突破砕を繰り返し水にもまれながら、ころがりながら、流されて砂、砂利の角が取れ、粒形の良い川砂、川砂利が形成されて行きます。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】  上述のように現在骨材業界で多く使用されている砂製造機のロッドミルはロッド棒並びに鉄のボールの損耗が激しく又高出力のモーターが使用されているので電力料金も多額になっている。このため稼動維持費が高くつき砂の製造コストを押し上げている。
この問題を根本的に解決するには従来の機械的強制破砕ではなく発想を転換して天然河川の川砂、川砂利の形成過程に着目し、河川の原理に準応した鉄のボールの落下エネルギーで原石を破砕する無理のない破砕方法で大量の砂を生産できる破砕機を考案しました。
従来のロッドミルに匹敵若しくはそれ以上の砂の製造能力のあるドラム式川砂製造装置を開発しました。
本発明はこれらの問題を解決するためになされたものであります。
【課題を解決するための手段】
【００１１】  本発明は天然河川での川砂、川砂利の形成過程を機械設備によって人工的に短縮その流路溝によって原石を鉄玉の落下破砕、すりもみ、ころがりの繰り返しを再現することにより大量の川砂を製造するドラム式川砂製造装置であります。【００１２】  装置の構造は内径３ｍ長さ８ｍの鋼鉄製の円筒形ドラムを作り出力３７．５ＫＷのモーターによりチエン駆動させています。【００１３】  回転ドラムの内側に投入口と排出口を設けその間には巾３５ｃｍ程度の間隔で高さ約４０ｃｍの間仕切り板を多数固着します。
その間仕切り板により区切られた流路溝には１回転に１ヶ所の送り口が設けられており１列目から〜２列目〜３列目へと原石は流動します。
各流路溝には予め鉄のボールが入れてあります。【００１４】  流路溝の内側には溝１ぱいのＶ字形羽根の２階建てが多数取付けてあります。このＶ字形羽根の１階部分は入口は広く出口は狭くなっています。
２階部分は側面は鉄板製で内側には２本の鉄筋でレールが設けてあり鉄のボールはこの鉄筋のレールの上にすくい上げられ落下する構造になっています。【００１５】  原石と鉄のボールの落下地点には破砕室が設置してあります。
破砕室の構造は厚い鉄板製で原石が前に流れないように又横逃げしないように止め鋼板で熔接付けしてあります。
破砕室の取付は原石と鉄のボールの落下を鉛直に受けるように流れに沿って高く取付けてあります。【００１６】  流路溝の底板には１２ミリ〜１６ミリの鉄筋がＶ字に曲げて取付けてあります。
【発明の効果】
【００１７】  本発明は天然河川における川砂の形成過程を機械設備によって人工的に短縮、再現、流路溝を作りこれに破砕助材として鉄のボールの落下エネルギーを加えて原石（砕石３０ｍｍ以下と砂利３０ｍｍ以下）を砂の粒子に破砕し、落下、すりもみ、ころがりを繰り返して破砕砂の角を潰し活性面のある、粒形の良い大量の川砂を製造する川砂製造装置であります。
この装置は自然のエネルギーを活用した無理のない川砂の製造方法であり消耗品も少なく、駆動電力も小さく省エネルギーで大量の川砂を製造できる画期的な装置であります。
現在砕石場で使用されている岩石の破砕機はすべて機械的エネルギーで強制破砕で行われています。
砂の製造機ロッドミルも回転胴内に鉄のロッド棒５トン〜１０トンの重い重量のロッドを回転させ、その衝突とすりへりの中で原石を破砕して砂を製造していますので鉄のロッドの消耗は激しく又常時重いロッド棒を回転していますので駆動電力も大きく７５ＫＷ〜１５０ＫＷのモーターが使用されていますので電力料金も高くついています。従いまして砂の製造原価を高く押し上げています。
これに対して本発明の川砂製造装置は河川の原理を機械的に再現したもので自然のエネルギーに順応した自然破砕ですので機械の構造、破砕の方法は全く異なる破砕機でありますが、川砂の製造能力はロッドミルに匹敵若しくはそれ以上の能力があり消耗品に於いてはロッドミルの１０分の１以下となりますし又駆動モーターも３７．５ＫＷと小さく全ての面でロッドミルの欠点は解決されています。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】  以下本発明の実施形態を説明します。
（イ）機械装置の構造は内径３ｍ長さ８ｍ鋼鉄製の円筒形ドラムを作り図１に示すように回転胴１．鎖車２．ローラーチエン３．受ローラー４．を利用する等通常の駆動方法を用いています。
（ロ）間仕切り板…図２に示すように
回転胴の内側に投入口５排出口及び排出羽根６を設けその間には巾３５ｃｍ程度の間隔で高さ４０ｃｍの間仕切り板７を多数固着します。
その間仕切り板により区切られた流路溝８には１回転に１ヶ所の送り口９が設けてあり１列目から〜２列目〜３列目へと原石は流動します。
各流路溝には図４の鉄のボール１６が予めいれてあります。
（ハ）Ｖ字形羽根の２階建図６の１１
図６の構成図及び図２と図３の配置取付図次に図４の流動図のＶ字形羽根の２階建て１１が流路溝の内側に多数取付けてあります。
Ｖ字形羽根の構造は図６に示すように
１階部分は入口は広く流路溝内巾の寸法に作ってあり出口は狭く高くしてありＶ字形羽根のボックスをなしています。
ドラムの回転に伴って原石（砕石と砂利３０ｍｍ以下）と水が拡散しながら流路溝を流れる際、Ｖ字形羽根は１粒残らず掻き揚げボックスに抱え込み持ち上げます。この際Ｖ字型羽根１１の内部では出口が狭く高くなっているので原石は絞られ原石自体がすりもみされながら盛り上がり出口の先に集められて、ある程度の高さの位置から自然落下を始めます。
Ｖ字形羽根の出口板はボックスの底の原石が落下しやすいように底板に対して３５°に立ててあります。Ｖ字形羽根の底板と側面には鉄筋１２で磨耗防止が施してあります。
Ｖ字形羽根の２階部分は
側面が鉄板製で内側には２本の鉄筋１３でレールが設けてあり流路溝内の鉄のボールはこの鉄筋のレール１３の上にすくい上げられ、ある程度の高さになった時に落下する構造になっています。この際鉄のボールは原石の落下後に原石の上に落下するように作ってあります。
Ｖ字形羽根の２階建ての取付は流路溝の側板にボルトで取付けます。
（ニ）破砕室図４に示すように
原石と鉄のボールの落下地点に破砕室１４が設置してあります。
破砕室の構造は図７に示すように厚い鉄板製で落下してくる原石が前に流れないように止め鋼板と横に逃げないように両側に止め鋼板１５を熔接付してあります。
破砕室の設置は原石と鉄のボールを鉛直に受けるように流れに沿って高く取付けてあります。
図４に示すようにＶ字形羽根の２階建てから落下して来る水と破砕された原石は瀧のように落下して破砕砂の尖った先や角を潰しますと同時に破砕室１４に集められて上から落下してくる鉄のボール１６で更に原石は破砕されます。
破砕された原石と鉄のボールはドラムの回転に伴って流路溝に落下拡散します。
この自然の破砕方法で原石（砕石と砂利の３０ｍｍ以下）は破砕を繰り返し次第に砂の粒子に作られてゆきます。
破砕室の取付けは流路溝の側板にボルトで取付けます。
（ホ）流路溝の底板には図２、図３、図４、図５の１０に示すように
１２ｍｍ〜１６ｍｍの鉄筋１０がＶ字に曲げて６ｃｍ間隔で流路溝の底板に取付けてあります。又側面にも磨耗防止用の鉄筋が取り付けてあります。
この底板の鉄筋１０の働きは鉄筋と鉄筋の間に泥と砂が詰まり、泥と砂によるライニングが出来て底板の磨耗を防ぐと同時に流動する原石と水がこの鉄筋で中央へ中央へと寄せられながら鉄筋を越える度に破砕原石の１群はころころと回転しながらすりもみを繰り返し破砕砂の角が潰れ、丸みのある粒形の良い砂に作られます。恰も天然河川の川砂、川砂利の形成過程に等しい状態を再現します。更にその上を鉄のボールが破砕砂を踏み潰しながら流れてゆきます。
図４の水と原石と鉄のボールの流動図のように次にＶ字形羽根の２階建てに吸収されて行きます。
使用例  私は以前山砂を磨く為に直径３ｍ長さ８ｍの円筒形回転胴を作り、その底板に鉄筋１２ｍｍを６ｃｍ間隔に取付けました処鉄筋の間隔内に泥や砂が詰まり恰も泥や砂によるライニングが施された状態となり磨耗は著しく減少し殆ど無補修のまま約５年間の操業運転を行いました実績があります。【００１９】  本発明は以上の構成からなるので本発明を使用するときは
円筒状の回転胴１の投入口５に原石（砕石と砂利３０ｍｍ以下）と少量の水と共に連続的に投入します。１回転の投入量はそのまま１列目の流路溝８に送り込まれ以降は同様に１回転毎に１列づつ原石と水は流動します。
各流路溝８には予め鉄のボールが入れてあります。鉄のボールは常時その流路溝で原石を落下破砕しながら回っています。
流路溝８には一定の間隔を保ちＶ字形羽根の２階建１１が設置されています。流路溝内の原石と水と鉄のボール１６の流れは回転胴１の回転により原石と水は１階の部分のＶ字形ボックスに掻き上げられ鉄のボール１６は２階部分に持ち上げられ、ある程度の高さになりた時に先ず原石と水が自然落下し次いで鉄のボールが落下します。
この際Ｖ字形羽根図６の１階部分のボックス内では入口は広く出口は狭く高くなっているので原石自体が互いにすりもみをしながら盛り上がりＶ字形羽根の先端に集められて瀧のように落下します。この落下により破砕砂の尖った先や角が潰されます。
落下地点には破砕室１４が設置されており落下して来る原石が前に流れないように又横に逃げないように止め鋼板１５が取付けてあります。
この上に落下して来た原石は集められると共に上から落下して来る鉄のボール１６で更に破砕されます。これが自然の落下破砕です。
破砕された原石は回転により破砕室１４より再び流路溝８に流れ拡散します。
流路溝８の底板にはＶ字に曲げた鉄筋１０が６ｃｍ間隔で取付けられています。
この鉄筋と鉄筋の間には泥や砂が詰まり泥と砂のライニングが出来て底板の磨耗を防ぐと共に流動する原石と水が中央へ中央へと寄せられながら鉄筋を越える毎に破砕原石の１群はころころと回転しながら、すりもみを繰り返し破砕砂の角が潰れて丸みのある、粒形の良い流動性の良い砂が作れます。
更にこの流路溝８を流れる原石の上を鉄のボール１６が踏み潰しながら流れてゆきます。
図４の原石と水と鉄のボールの流動図のように次のＶ字形羽根の２階建に吸収されて行きます。
このように原石は入口から出口までただ通過するだけで破砕され角が潰れて粒形の良い光沢のある川砂に等しい良質の砂が大量に製造できます。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】回転胴の駆動関係図
【図２】回転胴内側の部品配置図
【図３】流路溝の部品取付図
【図４】流路溝におけるＶ字形羽根の２階建による原石の流動と鉄のボールの落下破砕状況図
【図５】流路溝１列の平面図
【図６】Ｖ字形羽根の２階建の構成図
【図７】破砕室
【符号の説明】
【００２１】１    回転胴
２    鎖車
３    ローラーチエン
４    受ローラー
５    投入口
６    排出口及び排出羽根
７    間仕切り板
８    流路溝
９    流路溝の原石送り口
１０  流路溝の底板のＶ字形鉄筋
１１  Ｖ字形羽根の２階建
１２  Ｖ字形羽根の１階の鉄筋
１３  Ｖ字形羽根の２階部分のレール
１４  破砕室
１５  破砕室の流れ止め鋼板
１６  鉄のボール
Ａ    原石（砂の粒子）と水
【図１】
2009172564.tif 000003
【図２】
2009172564.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2009172564.tif 000008
【図７】
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