JPH0418937A - 砕石の粒形改善方法とその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、砕石、特にコンクリート用骨材として好適な
砕石の粒形改善方法とその装置に係り、より詳しくは、
河川で自然に生産された砂利のように砕石表面を鋭角突
起部が少ない形状に改善する方法とその装置に関する。

〔従来の技術〕

河川で自然に生産された砂利は、その表面に鋭角突起部
が少なくコンクリート用骨材としてその粒形が理想的で
あり、このような骨材を使用することによりコンクリー
トの強度を高め、セメントの使用量を少なくすることが
できる。

しかしながら、近時河川で自然に生産された砂利の入手
が困難になってきており、これに代るものとして、岩石
を採掘しそれを破砕分粒した砕石を骨材に使用している
。しかし、このようにして製造された骨材は、第５図に
示すように、形状的に鋭角突起部や偏平のものなどが多
く、このため河川で自然に生産された砂利に比ベコンク
リートの強度やセメントの使用量などの面で問題がある
。

このように、河川で自然に生産された砂利はその粒形が
理想的なので、河川の流下による摩擦に近い方法として
、砕石をドラム状の容器に入れ、回転して相互に撹拌す
る方法がある。しかし、この方法は、砕石表面の鋭角突
起部を除去する大きなエネルギーを短時間に砕石に与え
ることが困難で、目的を達成するには長時間を必要とし
、実用的でない。

そこで、現在実際に用いられているものには。

次の各方法がある。

■　砕石の層のそれぞれの部分に、異なった方向の運動
を強制的に与え、層の中に強い剪断力を発生させ、砕石
表面の突起部を破砕し、除去する方法。

■　砕石に軽度の衝撃を与え、その表面の突起部を除去
する方法。

■　圧縮型破砕機の破砕室に砕石を互いに接触するよう
に充填し、圧縮に際して表面の突起部を破砕する方法。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記■の方法については、実用機としては密閉した砕石
の中でスクリューを回転させるものと、回転方向の異な
る二重円筒の中間に砕石を入れたものがある。しかしな
がら、これらはいずれもエネルギーを砕石に伝達するス
クリュー又は円筒の襞の部分と砕石との間に強い摩擦が
生じ、装置の摩耗のため粒形改善の費用が大きく、経済
的でないという問題がある６ また上記■の方法については、実用機としては垂直又は
水平な軸に取り付けられた回転子を有するインパクトク
ラッシャが用いられ、砕石の回転子への衝突や加速され
た砕石が他の砕石に衝突することで、砕石表面の突起部
を除去するが、これらの衝突は場合によっては砕石表面
の突起部だけでなく、砕石自身を破壊してしまうことが
ある。

その際には、砕石の大きさが目的の寸法より小さくなる
だけでなく、砕石原料の特性により、砕石の形状が偏平
で突起部のあるものに再生される恐れがあり、粒形改善
の効果に限度がある。また。

高速の回転子が砕石に接触することにより、回転子の摩
耗が大きく、経済的でないなどの問題がある。

さらに、上記■の方法については、実用機としてショー
クラッシャやコーンクラッシャがある。

しかし、この方法は破砕を主目的で行う際、破砕産物の
粒子形状をより改善する方法として用いられるが１粒形
改善だけを目的にするときには殆ど用いられない。すな
わち、圧縮面が揺動する破砕室では場所により圧縮比が
異なり、発生する圧縮力に大きな差がでてくること、ま
た−度圧縮された層は、余り解砕されずに再度圧縮され
るので、砕石内部の破砕を伴わずに表面の突起部のみを
優先的に破砕することは困難であり、従って粒形改善の
効果も少ないことなどの問題がある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、そ
の目的は、砕石の粒形改善を最も経済的な圧縮の方法を
用いて、効率的、確実かつ容易に行うことのできる粒形
改善方法とその装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的は１本発明に従い、砕石の粒形改善方法を、対
面する二つの圧縮面間に砕石を供給し、それら圧縮面間
の距離を減少させることによって圧縮するにあたり、前
記砕石を自由落下もしくは飛行させた状態で供給して堆
積させる供給工程と、堆積した砕石の層をその各個所が
ほぼ一定の圧縮比となるよう圧縮面を移動させて、砕石
相互の表面接触部のみ主として破砕するよう制限した圧
縮力で圧縮する圧縮工程と、圧縮された砕石の層を解砕
させるとともに堆積させる解砕工程とを有し。

前記圧縮工程と解砕工程を所定回数繰り返して５砕石表
面を突起部が少ない形状に改善したのち排出する方法に
より達成される。

更に本発明は、上記目的を達成するための砕石の粒形改
善装置として、中心線が水平面に対し傾斜して横設され
た中空ドラムと、該ドラムの中空部を貫通し該ドラムの
中心線から偏移した軸線を有する回転可能なローラと、
前記中空ドラム内面とローラ表面との間にある砕石への
圧力を調節する手段と、前記中空ドラムを回転させる駆
動手段とを備え、前記中空ドラムの一方及び他方の端面
側にそれぞれ砕石の供給手段及び排出手段を配した構成
を提案する。

〔作　用〕

上述の構成においては、まず自然落下状態で供給される
砕石を圧密されない状態で堆積させ、その堆積した層を
砕石内部の破砕が生じない程度の圧縮力の範囲で圧縮し
て表面突起部のみを選択的に破砕し、生じた砕石の圧密
層を再び自然落下させて解砕させ圧密されない状態で堆
積させる。これが所定回数繰り返されて砕石表面が突起
部の少ない形状に改善され、排出手段により排出される
。

したがって、最も経済的な圧縮の方法を用いて、効率的
、確実かつ容易に粒形改善を行うことができる。

なお、本発明の上記構成とその作用は、以下の説明から
一層明確に理解されよう。

第４図は、はぼ平行に位置している二つの圧縮面の間に
砕石を置き、これを圧縮した場合、圧縮面の移動距離を
砕石の当初の厚さで除した値（圧縮比）と、圧縮面への
反力（圧縮力）の関係を示す線図である。

図中５曲線ｉと曲線…はそれぞれ異なった種類の砕石を
示し、砕石の圧縮破壊強度と、初期の粒形によって異な
った曲線になるが、いずれも同じような傾向をもってい
る。

自由落下の状態で圧縮面上に置かれた砕石は、比較的に
少ない表面突起部で相互に接触している（図のＡ点に対
応、第５図参照）。圧縮を開始したとき、圧縮面への反
力は小さくても、砕石表面突起部では容易に大きな応力
となり、接触部が破砕される。圧縮の進行により砕石の
密度が増加してくると、接触個所も増加し、一つの砕石
表面突起部が破砕される応力は一定でも、層としての砕
石全体の反力は増加し、図のＢ点（Ｂ、、、　Ｂ２）に
近ずく。さらに圧縮を続けＢ点より右側に達すると、砕
石接触個所に作用する力の合力は、場所によっては砕石
内部を貫通する破砕を行うに十分な大きさに達し、部分
的に内部貫通破砕が開始される。その際には、表面突起
部の破砕時に比べて圧縮比の増加に対する反力の増加の
割合は急激になる。

本発明は、砕石の内部貫通破砕をできるだけ発生させず
、しかも表面突起部を効果的に破砕する条件で圧縮破砕
を実施しようとするものであり、その条件は１図のＢ点
を越えない範囲で破砕を実施することで満たすことがで
きる。第４図によれば、Ｂ点付近の条件で破砕を実施す
るためには、圧縮比を６点（Ｃ□、Ｃ２）にする方法と
、圧縮力をＤ点（Ｄよ、Ｄ２）にする方法が考えられる
。しかしながら、Ｂ点から圧縮面を後退させても、砕石
の層厚は、もとのＡ点には戻らず、砕石の弾性によりＥ
点（Ｅ、、Ｅ、）にとどまるのみであり、その層を解砕
しないで再び圧縮するときには、急激に反力が増大する
ので、圧縮比のみで破砕をコントロールすることは困難
であり、圧縮力を直接コントロールする方が容易である
。それにも拘わらず、効率的に粒形改善を行うためには
、圧縮面の広い範囲にほぼ均等な圧縮力を発生させる必
要があり、そのためには、−度圧縮された層をその都度
解砕し、そしてほぼ均等な圧縮比で圧縮することが必要
である。

したがって、砕石の内部ではなく、表面突起部のみの破
砕を行うには、まず自由落下又はそれと類似の状態で飛
行してきた砕石を、圧密されない状態で堆積させ、その
層にほぼ均等の圧縮力を発生させるために、はぼ均等の
圧縮比で圧縮し、砕石内部の破砕が生じないように油圧
シリンダ等を使用して圧縮力を一定に制限し、そこで生
じた砕石の圧密層を、再び砕石表面突起部のみで接触す
るように自由落下させて解砕して堆積させ、この操作を
繰返すことで実施される。

因に、表１は本発明による粒形改善の効果の一例を示す
もので、実積率は粒形改善の程度を表している。圧縮力
を用いる方法では、従来６０以上の実積率にすることは
困難と見なされていたが、本発明の方法によれば、岩石
の種類や粒度分布によって異なるが、圧縮力と圧縮回数
を適度に選択することにより、必ず６０以上にすること
ができる。

なお、表１は、２０〜５■の粒度分布を持った砕石を投
入して実施したものである。それ故に、粒形改善後５Ｉ
ＩＩ１以上の粒径を保持した砕石の割合を歩留とした。

実積率を向上させようとすれば。

条件によって程度の差はあるが歩留は低下する。

本発明の方法によれば、骨材需要の状況に応じて圧縮力
や圧縮回数を設定し、実積率と歩留の組み合わせにおい
て、最も経済的な条件を選択することができる。

〔実施例〕

以下１本発明の一実施例を図面を参照しながら説明する
。

第１図および第２図に示す砕石の粒形改善装置において
、中空ドラム１は、その内部にライナ２が取り付けられ
、該中空ドラム１外周のタイヤ３を介して、受ローラ６
で回転可能に支持されている。４は、中空ドラム１の外
周に設けられたリブである。また該中空ドラム１は、そ
の外周にチェンホイール５が取り付けられ、該チェンホ
イール５に係合するローラチェン２１を介して駆動電動
機１９により回転される。なお、中空ドラム１の回転は
これに限定されるものではなく、このほか例えば中空ド
ラム１の周辺に取り付けた歯車や、摩擦車などを用いて
行なうこともできる。また該中空ドラム１は、その両端
が開放され、一方の開放端側には給鉱シュート９が配置
され、他方の開放端側には中空ドラム１の局面に沿って
多数の排出口８が穿設され、該排出口８が位置する中空
ドラム１の外周下部には排鉱ホッパ１０が配置されてい
る。

前記受ローラ６や駆動電動機１９は傾動フレーム１１に
取り付けられ、該傾動フレーム１１は。

傾動シリンダー１３によってベツド１２から給鉱シュー
ト９のあるフィード側が持ち上げられ、中空ドラム１を
水平面に対し所定角度傾斜させることが可能である。ま
た前記中空ドラム１の中空部には、圧下ローラ１７とロ
ーラ軸１８が貫通しており、該ローラ軸１８の両端には
摺動可能なローラ軸受１４が取り付けられ、軸受ブラケ
ット１６を介して傾動フレーム１１に固定されている。

なお前記ローラ軸受１４は、圧下シリンダ１５により押
し下げ可能である。

次に、上記装置を用いた粒形改善方法について説明する
。

まず、中空シリンダ１をその中心線が水平面に対し所定
角度傾斜するようにセットする。この操作は、傾動フレ
ーム１１を傾動シリンダ１３によってベツド１２から持
ち上げ、フィード側を高くすることによって行われる。

そして、砕石は中空ドラム１の一方の開放端側から給鉱
シュート９を用いて供給され、他方の開放端側の排出口
８から排鉱ホッパ１０に排出される。ここで、給鉱シュ
ート９から供給された砕石は、中空ドラム１のライナ２
と圧下ローラ１７との間で圧縮され、引き続き中空ドラ
ム１の回転で持ち上げられ、中途から落下することによ
り排出側に進行する。このように中空ドラム１が回転す
ることにより、ライナ２と圧下ローラ１７の間に挟み込
まれた砕石はライナ２と共に移動し、砕石の移動と共に
、圧下ローラ１７とローラ軸１８も回転する。

ここで、中空ドラム１の回転数を適宜選択することによ
り、砕石の中空ドラム１内の軌跡を第３図のようにする
ことができる。なお、第３図において、ａは圧縮ゾーン
、ｂは持ち上げゾーン、Ｃは落下ゾーン、ｄは堆積ゾー
ンである。

供給された砕石は、中空ドラム１内に落下堆積しく堆積
ゾーンｄ）、中空ドラム１の回転とともに移動して中空
ドラム１と圧下ローラ１７との間で圧縮される（圧縮ゾ
ーンａ）。圧縮された砕石は、中空ドラム１の回転によ
る遠心力で中空ドラム１内面に押し付けられた状態で持
ち上げられ（持ち上げゾーンｂ）、その遠心力の影響よ
りも重力の影響の方が大きくなった時点で中空ドラム１
内面より解放され、その点の初期条件に規制されながら
放物線を描いて落下しく落下ゾーンＣ）、中空ドラム１
内面又は圧下ローラ１７表面に衝突するか、もしくは既
に堆積している砕石に衝突し。

最終的には圧密されない状態で堆積する（堆積ゾーンｄ
）。堆積した砕石は、中空ドラム１の回転により、該ド
ラム１の中心線より下方に軸線を持った圧下ローラ１７
との間に入り、再び圧縮される。

本発明による砕石の粒形改善方法とその装置は概ね上記
のように構成される。

なお、上記実施例の装置を用いれば、中空ドラム１内面
と圧下ローラ１７表面は、回転によって相互の距離を減
少し、圧縮破砕を行う破砕機構を構成し、かつその作用
も、砕石は、自由落下して圧密されない状態に堆積する
こと、中空ドラム１の中心線を水平面に対して傾斜させ
ることにより、砕石は給鉱シュート９側より排出口８側
に逐次移動すること、中空ドラム１の中心線の傾斜を給
鉱量に応じて変化させることにより、砕石の堆積層の厚
さをほぼ均等に制御することができること。

その際中空ドラム１の中心線と圧下ローラ１７の軸線を
ほぼ平行に維持すれば、中空ドラム１内各部に於ける圧
縮比はほぼ均等になること′、圧下ローラ１７は圧下シ
リンダ１５により圧下刃を制御されるので、砕石の内部
を貫通する破砕が生じないような圧縮力に制限されるこ
と、圧縮された砕石は中空ドラム１で持ち上げられ、落
下を開始するが、砕石の層は位置によって速度が異なり
、落下軌跡が異なる上に異なった位置で衝突するので、
解砕されること、したがって砕石は給鉱シュート９側よ
り排出口８側に移動する間にその粒形が改善されること
など顕著なものがあり、本発明の方法を実施する装置と
して好適である。しかし本発明は、この実施例のものに
限定されるものではなく、本発明の所期の目的を達成し
得る範囲で変形が可能である。

因に、例えば、圧縮面が揺動するショークラッシャやコ
ーンクラッシャにおいても、揺動面の傾斜を砕石の安息
角に近い値とし、揺動の下死点に於ける揺動圧縮面と、
堆積した砕石の安息角によって構成される表面と、揺動
圧縮面に対応する上部圧縮面の３つの面が、それぞれ揺
動の中心を通るようにすることで、圧縮比をほぼ一定に
することができる。更に圧縮面を油圧シリンダ等で支持
して圧縮力を制限すると共に、揺動の加速度の垂直方向
の成分を重力以上にすることで砕石の圧縮層を解砕し、
自由落下もしくは飛行衝突の状態で揺動圧縮面上に堆積
させることができる。又、偏心駆動または偏心荷重の回
転による振動によって各部がほぼ同一の振動をする圧縮
面と、その面に平行に位置して対応する圧縮面との間に
５砕石を一定の層厚になるように一定の速度で移送させ
、圧縮面を油圧シリンダ等で支持し、振動の加速度の垂
直方向の成分を重力以上にすることによっても実施する
ことができる。

〔発明の効果〕 以上説明したことから明らかなように本発明は、以下の
効果を奏するものである。

砕石の粒形改善方法の発明においては、砕石の粒形改善
を最も経済的な圧縮の方法を用いて、効率的、確実かつ
容易に行うことができ、またこの粒形改善された砕石を
コンクリート用骨材として使用することにより、コンク
リートの強度を高め。

セメントの使用量を少なくすることができる。

砕石の粒形改善装置の発明においては、請求項２に記載
の構成の組み合わせにより、上記方法を効率よ〈実施す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による砕石の粒形改善を行う装置の一部
を断面にて示す側面図、第２図は第１図のｎ−ｎ矢視部
分断面図、第３図は砕石の中空ドラム内での移動状態を
示す説明図、第４図は圧縮比と圧縮力の関係を示す線図
、第５図は粒形改善すべき砕石が圧縮されないで堆積し
た状態を示す図である。 １・・・・・・中空ドラム　　　　２・・・・・・ライ
ナ３・・・・・・タイヤ　　　　　　４・・・・・・リ
ブ５・・・・・・チェンホイール　　６・・・・・・受
ローラ７・・・・・スラスト受ローラ　８・・・・・・
排出口９・・・・・・給鉱シュート １１・・・・・・傾動フレーム １３・・・・傾動シリンダ １５・・・・・・圧下シリンダ １７・・・・・圧下ローラ １９・・・・・・駆動電動機 ２１・・・・・ローラチェン １０・　・・排鉱ホッパ １２・・・・・ベツド １４・・・・ローラ軸受 １６・・・・・・軸受ブラケット １−８・・・・ローラ軸 ２０・・・・駆動チェンホイール づ−・　＝シ 、７

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）対面する二つの圧縮面間に砕石を供給し、それら
   圧縮面間の距離を減少させることによって圧縮するにあ
   たり、前記砕石を自由落下もしくは飛行させた状態で供
   給して堆積させる供給工程と、堆積した砕石の層をその
   各個所がほぼ一定の圧縮比となるよう圧縮面を移動させ
   て、砕石相互の表面接触部のみ主として破砕するよう制
   限した圧縮力で圧縮する圧縮工程と、圧縮された砕石の
   層を解砕させるとともに堆積させる解砕工程とを有し、
   前記圧縮工程と解砕工程を所定回数繰り返して砕石表面
   を突起部が少ない形状に改善したのち排出することを特
   徴とする砕石の粒形改善方法。
2. （２）中心線が水平面に対し傾斜して横設された中空ド
   ラムと、該ドラムの中空部を貫通し該ドラムの中心線か
   ら偏移した軸線を有する回転可能なローラと、前記中空
   ドラム内面とローラ表面との間にある砕石への圧力を調
   節する手段と、前記中空ドラムを回転させる駆動手段と
   を備え、前記中空ドラムの一方及び他方の端面側にそれ
   ぞれ砕石の供給手段及び排出手段を配したことを特徴と
   する砕石の粒形改善装置。