JPH07286500A - 粉粒体製造時の粉塵飛散防止方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 低コストで行える方法でありながら効果的に
粉塵の飛散を防止でき、しかも後の粉粒体の取り扱いを
困難にすることのない粉塵飛散防止方法を提供する。 【構成】 破砕機（クラッシャー）１０・３０と振動篩
（フルイ）２０などを用いて分級しながら粉粒体Ａを製
造するが、その際、破砕機１０・３０および振動篩２０
等に対して気泡Ｂを吹き込む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、破砕機（クラッシャ
ー）や振動篩（ふるい、スクリーンまたは分級機）を使
用して粉粒体を製造するにあたり、周囲に粉塵（微小粒
子）が飛散（拡散）するのを防止するための方法に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】舗装路盤やコンクリート・アスファルト
等に用いられる骨材は、岩石やコンクリート塊・アスフ
ァルト塊などを破砕（もしくは粉砕）して粉粒体にする
ことにより製造される。石膏ボードなどの加工板類や木
材等も、目的・用途は種々異なるものの、同様に破砕さ
れることがある。

【０００３】このような破砕の作業は各種形式の破砕機
によって行われ、振動篩による分級（すなわち粒度ごと
の選別）も同時に行われるのが普通だが、その際、必ず
大量の粉塵が発生する。もし何ら対策をとらなければ、
破砕機や振動篩から発生した粉塵は周囲に飛散し、作業
者の衛生上の問題や近隣の環境悪化を引き起こす。

【０００４】そこで、従来は、イ)バグフィルター（およ
びファン）などの集塵機を使用したり、ロ)破砕機や振動
篩等の周囲にカバーやカーテンなど各種の覆い（もしく
は囲い）を設けたり、あるいは、ハ)粉塵の発生箇所に散
水したりすることによって、粉塵の飛散を防止してい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
粉塵飛散防止手段は、それぞれつぎのような不都合をと
もなっている。すなわち、イ ) 集塵機による粉塵の防止には、かなり高額な費用が
必要である。つまり、集塵機そのものと、それに併設さ
れるべきファンやダクトなどとして相当な設備費がかか
るうえ、フィルターの維持費や電力費などのランニング
費用も安くはない。また、費用をかければ設備容量を増
して集塵能力を高めることも可能だが、吸い込み口から
漏れ出る粉塵やフィルターを通過する微小の粒子などま
でを、完全に無くすことは不可能である。

【０００６】ロ) 粉塵の発生源に覆い類を設けるやり方
は、粉塵を完全に封じ込めることができない以上、完全
な対策とはならない。破砕機や振動篩には材料の投入口
や排出口、さらには作業員の点検等のための開口も必要
で、そういった部分からの粉塵の漏れが避けられないの
である。なお、工場全体を密閉するようなことは、中に
入る作業員の衛生面で望ましくない。

【０００７】ハ) 散水による方法は、粉塵が大気中へ出
ること自体を防止するので上記の二方法よりも有効であ
るが、散水によって粉塵の飛散を抑えるためには、実は
大量の水が必要である。粉粒体のほとんどすべてを水で
濡らしてやらねばならないためで、水道使用料も無視で
きないレベルになる。また、水を掛けることによって粉
粒体の取り扱いが難しくなるという不都合も生じる。つ
まり、微小な粒子が水と混合されて泥状になり、床を汚
したり作業効率を低下させたりするほか、その泥状物や
水の処理が煩わしい。水分が多量に含まれた粉粒体は、
重くてハンドリングに困ることもあり、振動篩による分
級が行いにくい面もある。

【０００８】本発明の目的は、低コストで行える方法で
ありながら効果的に粉塵の飛散を防止でき、しかも後の
粉粒体の取り扱いを困難にすることのない粉塵飛散防止
方法を提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明による粉粒体製造
時の粉塵飛散防止方法は、破砕機と振動篩とを用いて分
級しながら粉粒体を製造する際に粉塵の飛散を防止する
方法であって、破砕機および振動篩に対して気泡を吹き
込むことを特徴とするものである。

【００１０】この方法については、さらに請求項２に記
載したように、上記の気泡として、２０ないし３５倍の
発泡倍率の中性気泡を使用するとよい。

【００１１】

【作用】本発明の方法によると、粉粒体製造の際、つぎ
のように粉塵の飛散が防止される。すなわち、 a) 破砕機や振動篩において発生する粉塵は、気泡が有
する吸着作用に基づいて、大気中へ出るまでに気泡表面
に吸着される。また気泡は、投入された原料や製造する
粉粒体を全体的に覆うので、いわゆる膜効果−すなわ
ち粉粒体を膜で覆ったのと同様な作用−によって外部
への粉塵の飛散をほぼ完全に防止する。

【００１２】b) 気泡は、界面活性剤や樹脂・石鹸など
の溶液に空気を混ぜ入れることによって容易に得られ、
費用面の負担が軽微である。また、やがて自然に（また
は消泡剤を添加して速やかに）消滅するので、排水等の
特別な処理が不要であり、その点で、設備費や作業負担
等に関して有利である。

【００１３】c) 気泡は付着防止作用を有し、粉粒体と
その周りの物との付着を防止するので、破砕機や振動篩
など粉粒体の取扱い機械が汚れにくく、それらの運転性
能が長期間良好に維持される。また、同じ作用によって
粉粒体間の付着も防止されることから、水を用いる場合
（前述）とは異なり、振動篩における分級もスムーズに
行われる。

【００１４】d) 破砕機や振動篩に吹き込まれた気泡
は、やがて消えるとはいえすぐには消滅しないので、粉
粒体をたとえばコンベヤで運搬したり、ショベルでトラ
ックに積み込んだりする際にも粉塵の飛散が防止されや
すい。

【００１５】請求項２の方法によると、さらに、 e) 気泡の発泡倍率が２０ないし３５倍であるため、気
泡に必要な水の量は、従来どおり散水する場合に比べ極
めて少ない（つまり２０〜３５分の１以下）。したがっ
て、水の使用料としてのコストが低いだけでなく、粉粒
体が、泥状になることがなく取り扱い容易である。な
お、発泡倍率が２０倍を下回ると、水分（溶液分）が多
くなってこのe)に記した利点が薄れ、同倍率が３５倍を
上回ると、気泡の強度が低下して上記a)・c)・d)の作用
がなされ難くなる。

【００１６】f) 気泡が中性（ｐＨ７前後）であるた
め、破砕・分級の前後で粉粒体のｐＨが変わらない。つ
まり、時間の経過によって気泡が消滅したのちの粉粒体
は、化学的性質を含めて、気泡を使用しなかった場合と
変わることがなく、コンクリートの骨材その他としての
用途に適する。

【００１７】

【実施例】図１および図２に本発明の一実施例を示す。
この例は、コンクリート塊やアスファルト塊を破砕対象
とする破砕プラント１（図２）におけるものである。

【００１８】図２のように破砕プラント１は、建屋（図
示せず）の内側に、製品である分級粉粒体の置き場３Ａ
・３Ｂが設けられるとともに、二台の破砕機（一次クラ
ッシャー１０・二次クラッシャー３０）と二台の振動篩
（フルイ２０・フルイ４０）とが設置され、それらが、
複数のコンベヤ２（コンベヤ２Ａ〜２Ｈ）などで関連づ
けられて構成されている。原料であるコンクリートやア
スファルトの塊を、まず一次クラッシャー１０で破砕
し、破砕した粉粒体をフルイ２０へ送って一回目の分級
を行い、粗いものだけを二次クラッシャー３０で破砕し
たうえ、フルイ４０により二回目の分級を行って置き場
３Ａ・３Ｂに分けて置く−というのが、このプラント
１における概略的な破砕・分級工程である（詳しくは後
述する）。なお、コンベヤ２Ａ〜２Ｈはいずれもベルト
コンベヤであり、粉塵の飛散防止のため、全長にわたっ
て筒状の覆いが設けられている。

【００１９】上記の一次クラッシャー１０としては、図
１(ａ)のようないわゆるジョークラッシャーが設置さ
れ、二次クラッシャー３０としては、同(ｂ)のようなイ
ンパクトクラッシャーが設けられている。一次クラッシ
ャー１０は、上部に原料投入ホッパー１２を備えた固定
壁１１に対し、可動壁１３が、下方の払出し口付近を中
心に揺動し、両者の間で原料を押し潰すように破砕して
粉粒体Ａを得るもの。二次クラッシャー３０は、内壁面
に凹凸３２を有するケーシング３１の内側で、羽根状の
突起３４を備えた回転体３３が回転して原料を砕き、粉
粒体Ａとするものである。

【００２０】またフルイ２０は、図１(ｃ)のように、振
動式の上部ホッパー２２の底部にスクリーン２１が設け
られた振動篩で、ホッパー２２に続けて粗粒排出用のシ
ュート２３がある一方、スクリーン２１の下には、細粒
排出用のシュート２４が配置されている。この例では、
スクリーン２１の目（網目の大きさ）を約４０ｍｍにし
たので、コンベヤ２Ａから投入される粉粒体Ａのうち４
０ｍｍ以上の粒径のものはシュート２３を経てコンベヤ
２Ｄに至り、それより粒径の小さいものはシュート２４
よりコンベヤ２Ｂへ入る。図２のフルイ４０もほぼ同形
式の振動篩であるが、４０ｍｍの目のスクリーンと２０
ｍｍの目のもの（およびそれぞれにつながるシュート）
とが上から順に重ねて設けてある。

【００２１】さて、このような破砕プラント１において
大気中への粉塵の飛散を極力防止するよう、クラッシャ
ー１０・３０およびフルイ２０・４０では、粉粒体Ａの
うちに気泡Ｂを吹き込んでいる。気泡Ｂは、アニオン系
の界面活性剤を主成分とする原液を水で５０倍前後に薄
め、それに対し容積比が２０〜３５倍に相当する大量の
空気を混合・撹拌した（したがって発泡倍率が２０〜３
５倍の）中性気泡である。気泡Ｂは、主として図１各図
の白抜き矢印の部分から吹き込み、粉粒体Ａ（および原
料）の間に入り込むとともに少なくともそれらの上部を
完全に覆うようにする（なお、気泡の発生等について詳
細は後述する）。

【００２２】こうして吹き込んだ気泡Ｂの粉塵吸着作用
と、いわゆる膜効果とによって、各クラッシャー１０・
３０および各フルイ２０・４０からの粉塵の飛散はほぼ
完全に防止される。しかも気泡Ｂは、粉粒体Ａ同士もし
くは粉粒体Ａと機械設備（クラッシャー１０・３０やフ
ルイ２０・４０、さらにはコンベヤ２Ａ…２Ｈなど）と
の付着を防止するので、粉粒体Ａのハンドリングや機械
設備の性能維持等を容易にする。水の使用量が少ないの
で、粉粒体を泥状化することもない。また、フルイ２０
・４０における粉粒体Ａの分級に何ら支障を及ぼさない
ことももちろんである。

【００２３】以上に説明したプラント１では、以下の工
程にしたがって粉粒体Ａの製造を行う。図２を参照して
述べると、 一次クラッシャー１０において原料を破砕する。

【００２４】 破砕した粉粒体Ａをコンベヤ２Ａによ
ってフルイ２０へ送り、一回目の分級を行う。

【００２５】 フルイ２０で分けられた比較的細かい
粉粒体Ａ（粒径４０ｍｍ以下）は、コンベヤ２Ｂ・２Ｃ
によってフルイ４０へ搬送する一方、粗い粉粒体Ａ（同
４０ｍｍ以上）は、コンベヤ２Ｄにより二次クラッシャ
ー３０へ送る。

【００２６】 その粗い粉粒体Ａをクラッシャー３０
で二次的に破砕したうえ、コンベヤ２Ｅでフルイ４０へ
搬送する。

【００２７】 フルイ４０では、コンベヤ２Ｅにて送
られる粉粒体Ａとコンベヤ２Ｂ・２Ｃから送られる粉粒
体Ａとを同時に分級し、粗粒（粒径４０ｍｍ以上）・中
粒（同４０〜２０ｍｍ）・細粒（同２０ｍｍ以下）の三
種類に分ける。

【００２８】 細粒・中粒の粉粒体Ａは、それぞれコ
ンベヤ２Ｆ・２Ｇによって各置き場３Ａ・３Ｂに分けて
送り、粗粒の粉粒体Ａは、コンベヤ２Ｈによりクラッシ
ャー３０へ戻して再度破砕する。

【００２９】なお、クラッシャー１０・３０およびフル
イ２０・４０においては、前記のとおり気泡Ｂによって
粉塵の飛散を防止するが、それぞれの箇所で気泡Ｂはす
ぐには消滅しないので、後続のコンベヤ２のそれぞれへ
粉粒体Ａを投入するときにも粉塵の飛散が抑制される。

【００３０】気泡Ｂの発生および吹き付けに関する機器
系統を、一次クラッシャー１０の場合を例にとって表す
と図３のようになる。図の左方に示す気泡発生手段７０
によって気泡Ｂをつくり、その気泡Ｂを、分配弁７４以
降の各噴射管７５とそれらにつないだノズル７６ａ・７
６ｂ・７６ｃ・７６ｄとを通して、ホッパー１２への投
入部分と、ホッパー１２の中間部分・クラッシャー１０
の破砕部分・コンベヤ２Ａへの投入部分のそれぞれにお
いて粉粒体Ａに吹き付けるのである。二次クラッシャー
３０やフルイ２０・４０においても、これに準じて気泡
Ｂを発生させ吹き付けている。

【００３１】図３に示す気泡発生手段７０は、空気供給
部７１と気泡液供給部７２および気泡発生管７３とから
なる。空気供給部７１は、コンプレッサー（図示せず）
などを含む空気源７１ａからの空気を所定の圧力にして
供給する部分で、気泡液供給部７２は、界面活性剤等の
原液をあらかじめ水で所定の濃度にした気泡液を一定流
量で供給する部分、そして気泡発生管７３は、上記の空
気と気泡液とから好適な気泡を発生するものである。具
体的には、まず空気供給部７１としては、空気源７１ａ
のほか減圧弁７１ｂ・圧力計７１ｃ・仕切弁７１ｄ・逆
止弁７１ｅを接続している。気泡液供給部７２は、気泡
液のタンク７２ａに、モータ７２ｃ等で駆動されるポン
プ７２ｂや仕切弁７２ｄ・流量計７２ｅ・逆止弁７２ｆ
を接続している。また気泡発生管７３は、両端部に圧力
計７３ｃ・７３ｄを取り付けるとともに、ネット（網）
７３ａ・７３ｂで仕切られた間の部分（この部分の内径
は７５ｍｍ）を気泡発生の主要部とし、ここに球形のビ
ーズ（図示せず）を多数装入する。

【００３２】気泡Ｂの性状は、上記気泡液の濃度やその
気泡液と空気との使用量比率（発泡倍率）などによって
異なるが、上記のとおり粉粒体Ａに吹き付ける気泡Ｂと
しては、粉塵の飛散防止について効果が高く、かつ低コ
ストのものを使用すべきである。そのため発明者らは事
前に、図示の気泡発生手段７０とクラッシャー１０など
を使用して以下のような調査を行った。すなわち、発生
条件に対応した気泡Ｂの性状についての調査と、発生し
た気泡Ｂの適合性（実用性）の調査である。以下、これ
ら二種類の調査について説明する。

【００３３】まず気泡Ｂの性状調査は、気泡液の濃度
と、気泡発生管７３内に入れたビーズの直径、および発
泡量と気泡液使用量との比率である発泡倍率などの異な
る１２のケース（ケース1)〜 12)）について、発生した
気泡の状態を観察した。なお気泡液の濃度は、コスト面
を含む実用性（濃度が５％程度以上になるとコスト的な
不都合がともなう）を考慮して２％・４％・１％の三種
類を調査した。いずれの場合も気泡液のｐＨは７．０で
ある。以下にこの調査の結果を紹介する。

【００３４】 上の表において、ビーズ径欄の「なし」はビーズを使用
しない場合を表す。目視状態の「良」は、良好な気泡Ｂ
が発生することを表す。また「密」は泡の密度が高いこ
と、「軽」は泡が軽いこと、「粗」は泡の粒が粗いこと
をさす（以下も同様である）。

【００３５】 上の表において、目視状態の「悪」は、利用できそうな
気泡Ｂが発生しないことを表わし、「気泡できず」は気
泡Ｂが全く発生しないことを表わす。

【００３６】一方、気泡Ｂの適合性調査は、上記の全ケ
ースのうち、ケース3)・4)・5)・8)・9)・10) につい
て、発生した気泡Ｂをクラッシャー１０の粉粒体Ａに吹
き付けることにより行った。その結果はつぎのとおりで
ある。

【００３７】 この表において、適否欄の「◎」は粉塵の飛散防止上き
わめて好ましいこと、「〇」は多少の効果があること、
「×」はあまり効果のないことを表す。また、クラッシ
ャー１０の下部での粉塵の飛散量が「多い」もの（ケー
ス5)および 10)で、適否は×）については、クラッシャ
ー１０の上部に気泡Ｂが多く溜まる一方でクラッシャー
１０の下部までは気泡Ｂがほとんど落ちてこず、また粉
粒体Ａ（骨材）が乾燥している、という現象がともなっ
た。

【００３８】以上の二種類の調査より、クラッシャー１
０からの粉塵の飛散を効果的に防止するには、上記のケ
ース4)かケース9)（またはケース8)）の条件で発生する
気泡Ｂを使用するのが好ましいことが明らかになった。
そして実際に図２の破砕プラント１では（つまりクラッ
シャー３０やフルイ２０・４０にも）、かかる条件のい
ずれかによって発生する気泡Ｂを使用し、粉塵の飛散防
止として高い効果を得ている。ケース4)・8)・9)による
気泡Ｂは発泡倍率が２０〜３５倍の範囲内にあるが、こ
れが破砕プラント１にとって好適であるのは、上記の適
合性調査にて示されるとおり、そうした気泡Ｂは粉粒体
Ａの上部を適当に覆い、かつ粉粒体Ａが下方へ移動する
とき適当に付随して移動することにより、上部・下部の
いずれおいても粉塵の吸着作用と膜効果とを発揮するた
めであると考えられる。つまりそのような性質が、破砕
や分級の各段階で粉粒体Ａの下方への移動をともなう破
砕プラント１のプロセスにとって好適なのだと考えられ
る。また、かかる発泡倍率は、水と原液とからなる気泡
液の使用量が少ないため、コスト面や、粉粒体Ａを泥状
にしない点でも好ましい。

【００３９】つづく図４(ａ)・(ｂ)は本発明の別の実施
例を示すもので、図１〜図３に示したのと異なる形式の
破砕機においても、本発明により粉塵の飛散を防止でき
ることを表わす。すなわち図４(ａ)は、側面上に凹凸を
形成して平行に配置された二つの回転体５２を、ケース
５１の内部で回すことにより粉粒体Ａを作るという、い
わゆる二軸クラッシャー５０において、白抜き矢印にし
たがって気泡Ｂを吹き込む。また同(ｂ)は、逆スリ鉢状
の部分を有する筒状のケース６１内で円錐（コーン）型
の偏心回転体６２を回して粉粒体Ａを作るという方式の
コーンクラッシャー６０において、やはり白抜き矢印の
ように気泡Ｂを吹き込む。このように、破砕機の形式が
異なっていても、その内部または材料の投入部に気泡Ｂ
を吹き込めば、それによる吸着作用や膜効果によって、
前記と同様に粉塵の飛散が防止される。

【００４０】

【発明の効果】本発明の方法によると以下のような効果
がもたらされる。すなわち、 1) 気泡が有する吸着作用と膜効果とに基づき、破砕機
や振動篩などで発生する粉塵が外部（大気中）へ飛散す
ることがほぼ完全に防止される。

【００４１】2) 気泡を作るために必要な費用が少な
く、またその後の処理に関連する費用や作業負担等も軽
微である。

【００４２】3) 破砕機や振動篩をはじめとする粉粒体
の取扱い機械が汚れにくくなり、それらの運転性能が長
期間良好に維持されるようになるほか、振動篩における
分級もスムーズに行われる。

【００４３】さらに、請求項２の方法によると、 4) 気泡に必要な水の量がごく少ないため、水の使用料
がかからないうえ、粉粒体が泥状化せず、その取り扱い
が容易である。

【００４４】5) 粉粒体のｐＨに変化がないので、得ら
れた粉粒体が、コンクリートの骨材等としての用途に極
めて適している。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例として、破砕プラント内の破
砕機や振動篩における粉塵飛散防止方法を示す図で、図
１(ａ)・(ｂ)・(ｃ)は図２におけるａ−ａ・ｂ−ｂ・ｃ
−ｃの各矢視図である。

【図２】上記の実施例に関する破砕プラントの機器配置
を示す平面図（図２(ａ)）および正面図（同(ｂ)）であ
る。

【図３】クラッシャー（破砕機）への気泡の発生および
吹き付けに関する機器系統を示す概念図である。

【図４】他の実施例として、図１〜図３に示すものとは
異なる形式の破砕機において粉塵の飛散を防止する方法
を示す図である。

【符号の説明】

１ 破砕プラント １０・３０ クラッシャー（破砕機） ２０・４０ フルイ（振動篩） ７０ 気泡発生手段 Ａ 粉粒体 Ｂ 気泡

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 破砕機と振動篩とを用いて分級しながら
   粉粒体を製造する際に、粉塵の飛散を防止する方法であ
   って、 破砕機および振動篩に対して気泡を吹き込むことを特徴
   とする粉粒体製造時の粉塵飛散防止方法。
2. 【請求項２】 上記の気泡が、２０ないし３５倍の発泡
   倍率の中性気泡である請求項１に記載の粉粒体製造時の
   粉塵飛散防止方法。